34.6: Komórki i tkanki roślinne

Tkanki roślinne to zbiory podobnych komórek pełniących powiązane funkcje. Różne tkanki roślinne będą miały swoje wyspecjalizowane role i mogą być łączone z innymi tkankami, tworząc narządy, takie jak kwiaty, owoce, łodygi i liście. Dwa główne typy tkanek roślinnych obejmują tkankę merystematyczną i trwałą.

Tkanka merystematyczna, podstawowa tkanka wzrostu roślin, jest zdolna do samoodnawiania się i nieograniczonego podziału komórek. Każda komórka w roślinie pochodzi z merystemu. Tkanka merystematyczna dzieli się na jeden z trzech typów w zależności od jej lokalizacji wewnątrz rośliny – wierzchołkową, boczną i interkalarną. Merystemy wierzchołkowe to tkanka merystematyczna znajdująca się na końcu korzenia i łodygi, która umożliwia wydłużenie długości rośliny. Merystemy boczne są obecne w promieniowej części łodygi i korzenia i zwiększają grubość lub obwód dojrzewającej rośliny. Merystemy interkalarne występują tylko u roślin jednoliściennych u podstawy międzywęźla i blaszki liściowej. Merystemy interkalarne zwiększają długość blaszki liściowej.

Trwałe tkanki roślinne są albo proste (składają się z podobnych typów komórek), albo złożone (składają się z różnych rodzajów komórek). Na przykład tkanka skórna jest prostą trwałą tkanką, która tworzy zewnętrzną powłokę ochronną. Chroni instalację przed uszkodzeniami fizycznymi i umożliwia wymianę gazową. U roślin niedrzewiastych tkanka skórna jest warstwą ciasno upakowanych komórek zwanych naskórkiem. Naskórek, woskowa powłoka naskórka, jest obecna na liściach i łodygach, które zapobiegają utracie wody. Naskórek pełni unikalne funkcje w różnych organach roślinnych. Na przykład korzenie, woda i minerały wchłonięte z gleby dostają się przez naskórek.

Z kolei tkanka naczyniowa jest przykładem złożonej tkanki, która umożliwia transport wody i minerałów przez roślinę. Układ naczyniowy składa się z dwóch wyspecjalizowanych naczyń przewodzących: ksylemu i łyka. Ksylem przewodzi wodę i minerały z korzeni do różnych części rośliny i sam składa się z trzech typów komórek: naczynia ksylemu, tchawic (oba zatrzymują wodę) i miąższu ksylemu. Łyko przewodzi związki organiczne z miejsca fotosyntezy do różnych części rośliny. Obejmuje cztery różne typy komórek: komórki sitowe (które przeprowadzają fotosyntezę), miąższ łyka, komórki towarzyszące i włókna łyka. W łodydze ksylem i łyko razem tworzą strukturę zwaną wiązką naczyniową. W korzeniach nazywa się to cylindrem naczyniowym lub stelą naczyniową.

Miąższ, Collenchyma i Sklerenchyma

Anatomia roślin dzieli organizm na cztery podstawowe organy – korzeń, łodygę, liść i kwiat. Można je następnie podzielić na trzy typy tkanek. Na przykład liście składają się z trzech różnych tkanek – skórnej, naczyniowej i naziemnej. Co więcej, każda z tych tkanek składa się z maksymalnie trzech typów komórek – miąższu, sklerenchymy lub kolenchymy.

Komórki miąższowe są żywe, aktywne metabolicznie i zwykle ograniczone cienką i elastyczną pierwotną ścianą komórkową. Ogólnie rzecz biorąc, komórki miąższu stanowią 90 procent komórek znajdujących się w roślinach nasiennych zielnych. Często występują one w korze lub rdzeniu łodyg lub korzeni oraz w mięsistej tkance wielu owoców. Większość komórek miąższowych zachowuje zdolność do podziału, co czyni je niezbędnymi w gojeniu się ran i regeneracji tkanek. Co więcej, komórki miąższowe pełnią wyspecjalizowane funkcje w roślinach, takie jak fotosynteza, magazynowanie lub transport, i wspomagają tkankę naczyniową, tworząc drogę do wymiany składników odżywczych w obrębie lub między ksylemem a łykiem.

Komórki Collenchyma są również żywe i mają wydłużoną strukturę, składającą się z nieregularnej grubej ściany komórkowej, która zapewnia podparcie i strukturę roślinie. Są to najrzadziej spotykany typ komórek i mają ściany komórkowe zbudowane z celulozy i pektyny. Tkanka naskórka młodych nerwów łodygi i liści składa się z komórek kollenchymy. Istnieją trzy ogólne klasyfikacje komórek kolenchymy, w zależności od lokalizacji i wzoru zgrubień ściany komórkowej – kątowe, pierścieniowe, blaszkowate i jeziorkowe.

Komórki sklerenchymy tworzą tkankę ochronną lub podporową w roślinach wyższych. W okresie dojrzałości komórki te mają ograniczoną aktywność fizjologiczną i zwykle są martwe. Komórki sklerenchymy mają ścianę komórkową z pogrubioną warstwą wtórną składającą się z celulozy, hemicelulozy i ligniny. Orientacja celulozy zapewnia różnorodne połączenie wytrzymałości, elastyczności i sztywności w organach roślinnych poddanych różnym siłom ściskającym i rozciągającym. Sklerenchyma występuje w trzech różnych formach – włókien, sklereidów i sklerenchymy przewodzącej wodę.