植物の細胞と組織

植物の組織は、関連する機能を果たす類似の細胞の集まりです。植物の組織は、それぞれ専門的な役割を持ち、他の組織と組み合わされて、花、果実、茎、葉などの器官を形成します。植物組織には大きく分けて、分裂組織と永久組織の2種類があります。

植物の主要な成長組織である分裂組織は、自己再生と無期限の細胞分裂が可能です。植物のすべての細胞は、この分裂組織に由来します。子葉組織は、植物体内での位置によって、頂端分裂組織、側方分裂組織、介在分裂組織の3つのタイプに分類されます。頂端分裂組織は、根や茎の先端部に存在する分裂組織で、植物の長さを伸ばすことができます。側方分裂組織は、茎や根の動径部分に存在し、成熟した植物の厚さや胴回りを増加させます。介在分裂組織は、単子葉植物の節間と葉身の基部にのみ存在し、葉身の長さを増加させます。

植物の永続的な組織には、単純なもの（同じ種類の細胞で構成されている）と複雑なもの（異なる種類の細胞で構成されている）があります。例えば、真皮組織は単純な永久組織で、外側の保護カバーを形成しています。植物を物理的なダメージから守り、ガス交換を可能にします。木質化していない植物では、真皮組織は表皮と呼ばれる密着した細胞の層です。葉や茎にはクチクラというワックス状の表皮のコーティングがあり、水分の損失を防いでいます。表皮は、植物の器官ごとに固有の機能を持っています。例えば、土壌から吸収された根や水、ミネラルなどは表皮を通って入ります。

それに対して、植物の中で水やミネラルを運ぶための複雑な組織の例として、維管束があります。維管束は、木部と篩部（師部）という2つの特殊な導管で構成されています。木部は、根から植物の各部に水やミネラルを運ぶもので、道管、仮道管（いずれも水を保持する）、木部柔組織 の3種類の細胞からなります。篩部は、光合成を行った場所から植物の様々な部分に有機化合物を運びます。篩細胞（光合成産物を通す）、篩部柔組織、伴細胞、篩部繊維の4種類の細胞があります。茎では、木部と篩部が一緒になって維管束（vascular bundle）と呼ばれる構造を形成しています。根でも、維管束（vascular cylinder, vascular stele）と呼ばれます。

柔細胞・膠細胞・硬細胞

植物解剖学では、生物を根、茎、葉、花の4つの主要器官に分けます。これらはその後、3つの組織タイプに分けられます。例えば、葉は、表皮系、維管束系、基本組織系の3つの組織から構成されています。さらに、これらの組織は、それぞれ、柔細胞、厚壁細胞、厚角細胞の3種類の細胞から構成されています。

柔細胞は生きていて、代謝活動を行っており、通常、薄くて柔軟な一次細胞壁で囲まれています。一般的には、草本の種子植物に見られる細胞の90％は柔細胞です。これらの細胞は、茎や根の皮質や髄、多くの果実の果肉組織に存在することが多いです。ほとんどの柔細胞は分裂能力を持っており、傷の治癒や組織の再生に不可欠です。さらに、柔細胞は光合成、貯蔵、輸送などの植物の特殊な機能を果たし、木部と葉茎の間で栄養分を交換する経路を形成して維管束組織を助けます。

厚角細胞も生きていて、細長い構造をしており、不規則な厚さの細胞壁からなり、植物を支え、構造を維持しています。これらは最も一般的ではない細胞タイプで、セルロースとペクチンで構成された細胞壁を持っています。若い茎や葉脈の表皮組織は、厚角細胞で構成されています。厚角細胞は、細胞壁が厚くなる場所とパターンによって、角状、環状、層状、格子状の3つに大別されます。

厚壁細胞は高等植物の保護組織や支持組織を形成します。成熟期には、これらの細胞は限られた生理活性しか持たず、通常は死んでいます。厚壁細胞は、セルロース、ヘミセルロース、リグニンで構成される二次層が厚くなった細胞壁を持ちます。セルロースの配向は、異なる圧縮力や引張力を受ける植物器官に、強度、柔軟性、剛性の多様な組み合わせを提供します。厚壁組織は、繊維、厚壁異形細胞、導水性厚壁の3つの異なる形態で発生します。