Органы и ткани растений

На сегодняшний день известно свыше 300 тысяч видов растений. Их бесчисленное разнообразие форм и размеров поражает воображение.Вот, например, растение ряска – одно из самых маленьких растений в мире. Ряска в больших количествах плавает на поверхности пресных водоёмов, являясь пищей для уток и других животных. Небольшой размер и особое строение позволяют ряске расти на водной поверхности.Другой пример – гигантская секвойя, достигающая в высоту 100 метров. Секвойя живёт до 3500 лет, а диаметр ствола долгожителя превышает 10 метров.Но даже у этих двух, казалось бы, совершенно не похожих друг на друга растений, имеются общие черты. Ряска и гигантская секвойя состоят из одинаковых тканей и имеют схожие органы. 

Вы уже знаете, что растения и животные состоят из молекул, молекулы собираются в клеточные органы, а те формируют клетки. В свою очередь, скопление клеток образует ткань, а ткани являются частью органов.

Органы растений Растения добывают ресурсы из двух разных сред. Они должны получать воду и минеральные вещества из-под земли и одновременно усваивать углекислый газ и солнечный свет на поверхности. Для выполнения этих двух задач у растений имеются корни и побеги, которые не могут выжить друг без друга.Корень закрепляет растение в почве, поглощает минералы и воду. Корни многократно ветвятся, образуя корневую систему.Побег – это надземная часть растения. Он состоит из стеблей, листьев и почек. Стебли являются опорой для листьев, а листья производят углеводы в ходе фотосинтеза. Из почек развиваются новые побеги.

Растения строятся из повторяющихся частей  Множество одинаковых вагонов соединены в целый поезд. Точно так же побег растения состоит из чередующихся  друг за другом повторяющихся частей. Каждая такая часть содержит узел, междоузлие, листья и почки.  Узел – это область стебля, из которой появляются новые листья. Междоузлия – это участки стебля между соседними узлами. Длина и количество междоузлий определяют высоту растения (вспомните ряску и секвойю).Пазуха листа – это угол между листом и стеблем. В пазухах всегда имеется пазушная почка. У некоторых растений пазушные почки остаются недоразвитыми, а у других они дают начало новым боковым побегам.

Древесные и травянистые растения Как правило, побеги травянистых растений живут недолго. Они сразу же отмирают после размножения. Однолетние травянистые растения (кукуруза или герань) растут, размножаются и умирают за 1 год или сезон. Другие травянистые растения (морковь, капуста) являются многолетними – они живут дольше одного года. Зимой их побеги отмирают, а весной вырастают новые побеги.Все древесные растения – многолетние. Некоторые живут тысячи лет. Зимой они сбрасывают листву, а их стебли переходят в состояние покоя. Прочные древесные стебли позволяют растению продолжить свой рост, а не расти заново, подобно травянистым многолетникам.

Почему органы растений такой формы  В природе форма и строение растений адаптированы к окружающей среде. Корни и листья выполняют схожую задачу – они поглощают различные вещества. А как выполнить эту задачу наиболее эффективно?На рисунке кубиками  (       ) показаны клетки растений. Количество клеток у все трёх органов (листьев, корней и клубня картофеля) одинаковое. Но клетки листьев и корней складываются в плоские, удлинённые фигуры. Такое расположение клеток позволяет значительно увеличить площадь органа при том же объёме. Чем больше площадь корня или листа, тем больше веществ поглощается. Поэтому неудивительно, что корни и листья имеют вид длинных удлинённых трубочек или пластинок. Клубни картофеля, напротив, имеют более «кубическую» форму для более компактного хранения питательных веществ.Схожие принципы организации обнаруживаются и в животном мире.

Ткани растений Кактус, сосна и одуванчик имеют совершенно разные стебли, листья и корни. Может показаться, что у них мало общего. Но при более пристальном изучении выясняется, что все они состоят из одних и тех же тканей.Ткань – это группа клеток, схожих по строению и приспособленных для выполнения одной задачи. Правильное функционирование каждого органа растения зависит от всех трёх тканей. Основные растительные ткани:Эпиде́рмаПроводящая тканьМеханическая ткань На рисунке справа показано расположение трёх основных тканей в растении.

Эпидерма Кожа человека образует первую линию защиты от физических повреждений и микробов. Точно также эпидерма покрывает стебли листья и корни растений. Эпидерма состоит из одного слоя плоских, плотно прижатых друг к другу клеток. У древесных растений тонкая эпидерма по мере роста заменяется более толстой коркой (пробкой). Когда растения сотни миллионов лет назад переселялись из воды на сушу – они столкнулись с проблемой. На суше растения быстро теряли воду – высыхали. Чтобы справиться с этой трудностью, растения «научились» выделять непроницаемый для воды слой – кутикулу. Состоящая из восков кутикула, выделяется из клеток эпидермы. Кутикула также устойчива к бактериям и другим болезнетворным организмам.

Однако кутикула также не пропускает газы. Как же тогда растения получают кислород и углекислый газ? Газы проникают в растение через крошечные поры в эпидерме растения – устьица. Устьица занимают около 1% от площади листа. Две замыкающие клетки эпидермы контролируют открывание и закрывание устьица. Когда становится слишком сухо – устьица закрываются, и вода испаряется из растения в меньших количествах.Помимо устьиц, некоторые растения имеют особые эпидермальные выросты – трихомы. У пустынных растений волосковидные трихомы уменьшают потерю воды и отражают избыток света. Трихомы других растений выделяют токсичные вещества или липкую жидкость, защищающую от насекомых и других травоядных животных.

Проводящая ткань В растении вещества непрерывно перемещаются от одних органов к другим. Ток веществ происходит по проводящим тканям.1.Поток веществ от корней к листьям идёт через ксилему (древесину). Такой поток веществ называется восходящим (снизу – вверх). Корни впитывают воду и минеральные соли, которые затем по ксилеме поступают вверх к листьям. Клетки ксилемы (сосуды и трахеиды) вытянуты в длину – похожи на трубочку от сока. При этом сами клетки мертвы – от них осталась лишь клеточная стенка. 2.Поток веществ от листьев к корням идёт через флоэму (луб). Такой поток веществ называется нисходящим (сверху – вниз). В листьях образуются углеводы, которые затем по флоэме поступают вниз к корням. Клетки флоэмы называются ситовидными  – это живые, вытянутые в длину клетки, лишенные ядра. Чтобы ситовидные трубки не погибли (ядра-то у них нет), их поддерживают и питают находящиеся рядом клетки-спутницы.   

Механическая ткань Механическая ткань придаёт растению опору и прочность. Она состоит из трёх типов клеток: 1.Живых клеток колленхимы, которые удлиняются по мере роста растения. Эти клетки обеспечивают «гибкую» поддержку, не ограничивая рост растения. Благодаря клеткам колленхимы, стебли сгибаются на ветру не ломаясь.2.Подобно нашему скелету, мёртвые клетки склеренхимы отвечают за жесткость растения. После созревания, клетки склеренхимы погибают, оставляя после себя прочные лигниновые волокна. Поэтому склеренхима встречается в тех частях растения, которые перестали расти в длину. Скелет из лигнина поддерживает древесные растения на протяжении сотен лет и составляет четверть от всей сухой массы растения. 

(Иногда паренхиму выделяют в отдельную группу тканей – основные)

3. Паренхима – самая распространённая ткань в растении. Она выполняет множество функций. 

Применение растительных тканей Многие текстильные ткани сделаны из растительных волокон, содержащихся в стеблях, листьях, семенах или плодах цветущих растений. Двумя наиболее важными источниками текстильных волокон являются хлопок и лён.Более 30 тысяч лет человек использует лён для своих нужд. Древние евреи и египтяне носили льняную одежду 4 тысячи лет назад. Вплоть до 19 века одежда из льна была более распространена по сравнению с хлопковой. Получаемые из луба льна волокна обладают высокой износостойкостью. В настоящее время лен является одним из наиболее предпочтительных материалов для постельного белья из-за его прочности и гипоаллергенных свойств.Люди выращивают хлопок в более теплых регионах мира в течение тысяч лет. Впервые хлопок стал культивироваться 7 тысяч лет назад на территории Индии. Используемые в текстиле волокна хлопка – это выросты на семечках хлопчатника. В средние века в Европу хлопок завозился из Азии. Европейцы не догадывались о происхождении хлопка, поэтому строили самые необычнее догадки. Из-за схожести хлопка с шерстью считалось, что хлопок получают из растений, на которых растут маленькие овечки.