Die Struktur von leitfähigem Gewebe. Merkmale der Struktur des leitenden Pflanzengewebes. Leitfähiges Pflanzengewebe: Struktur. Klassifizierung leitfähiger Bündel nach Lotova

Leitfähige Stoffe

Dieser Typ gehört zu Komplex Gewebe, besteht aus unterschiedlich differenzierten Zellen. Neben den leitfähigen Elementen selbst enthält das Gewebe mechanische, ausscheidende und speichernde Elemente (Abb. 26). Leitfähige Gewebe vereinen alle Pflanzenorgane in einem einzigen System. Es gibt zwei Arten von leitfähigem Gewebe: Xylem Und Phloem(Griechisch xylon – Baum; phloios – Rinde, Bast). Sie weisen sowohl strukturelle als auch funktionale Unterschiede auf.

Die leitenden Elemente des Xylems werden von abgestorbenen Zellen gebildet. Sie transportieren Wasser und darin gelöste Stoffe über große Entfernungen von der Wurzel bis zu den Blättern. Die leitenden Elemente des Phloems bewahren den lebenden Protoplasten. Sie führen einen Ferntransport von den photosynthetischen Blättern bis zur Wurzel durch.

Typischerweise befinden sich Xylem und Phloem in einer bestimmten Reihenfolge im Pflanzenkörper und bilden Schichten bzw. Schichten leitfähige Bündel. Abhängig von der Struktur gibt es verschiedene Arten von Leitbündeln, die für bestimmte Pflanzengruppen charakteristisch sind. In einem offenen Kollateralbündel Zwischen Xylem und Phloem befindet sich ein Kambium, das für sekundäres Wachstum sorgt (Abb. 27-A, 28). In einem beidseitig offenen Bündel das Phloem liegt relativ zum Xylem auf beiden Seiten (Abb. 27-B, 29). Geschlossene Bündel enthalten kein Kambium und sind daher nicht zur sekundären Verdickung fähig (Abb. 27-B, 27-D, 30,31). Es sind zwei weitere Typen zu finden konzentrische Balken, wobei entweder Phloem das Xylem umgibt (Abb. 27-D, 32) oder Xylem das Phloem umgibt (Abb. 27-E).

Xylem (Holz). Die Entwicklung von Xylem in höheren Pflanzen ist mit der Gewährleistung des Wasseraustauschs verbunden. Da über die Epidermis ständig Wasser abgeführt wird, muss die gleiche Menge Feuchtigkeit von der Pflanze aufgenommen und den Organen zugeführt werden, die die Transpiration durchführen. Es ist zu berücksichtigen, dass die Anwesenheit eines lebenden Protoplasten in wasserleitenden Zellen den Transport toter Zellen hier erheblich verlangsamen würde; Eine tote Zelle ist jedoch nicht vorhanden Prallheit Daher muss die Schale mechanische Eigenschaften haben. Notiz: Turbulenz - ein Zustand pflanzlicher Zellen, Gewebe und Organe, in dem sie durch den Druck des Zellinhalts auf ihre elastischen Membranen elastisch werden. Tatsächlich bestehen die leitenden Elemente des Xylems aus toten Zellen, die sich entlang der Organachse erstrecken und über dicke verholzte Schalen verfügen.

Zunächst wird Xylem aus dem primären Meristem – dem Prokambium – gebildet, das sich an der Spitze der Axialorgane befindet. Zunächst differenziert Protoxylem, Dann Metaxylem. Es sind drei Arten der Xylembildung bekannt. Bei Exarch Bei diesem Typ erscheinen Protoxylem-Elemente zuerst an der Peripherie des Prokambiumbündels, dann erscheinen Metaxylem-Elemente in der Mitte. Wenn der Prozess in die entgegengesetzte Richtung verläuft (also vom Zentrum zur Peripherie), dann ist dies der Fall endarchisch Typ. Bei mesarchaler Typ Das Xylem wird im Zentrum des Prokambialbündels initiiert und anschließend sowohl zum Zentrum als auch zur Peripherie hin abgelagert.

Die Wurzel zeichnet sich durch einen exarchalen Typ der Xylembildung aus, während die Stängel durch einen endarchischen Typ gekennzeichnet sind. Bei niedrig organisierten Pflanzen sind die Methoden der Xylembildung sehr vielfältig und können als systematische Merkmale dienen.

Bei einigen Pflanzen (z. B. Monokotyledonen) differenzieren sich alle Prokambiumzellen zu leitenden Geweben, die nicht zur sekundären Verdickung fähig sind. Bei anderen Formen (z. B. holzigen) verbleiben seitliche Meristeme (Kambium) zwischen Xylem und Phloem. Diese Zellen sind in der Lage, sich zu teilen und das Xylem und Phloem zu erneuern. Dieser Vorgang wird aufgerufen sekundäres Wachstum. Viele Pflanzen, die unter relativ stabilen klimatischen Bedingungen wachsen, wachsen kontinuierlich. In an saisonale Klimaveränderungen angepassten Formen – periodisch. Dadurch bilden sich klar definierte Jahresringe.

Die Hauptstadien der Differenzierung von Prokambiumzellen. Seine Zellen haben dünne Membranen, die sie nicht daran hindern, sich während des Organwachstums auszudehnen. Der Protoplast beginnt dann mit der Bildung einer Sekundärhülle. Dieser Prozess weist jedoch Besonderheiten auf. Die Sekundärhülle wird nicht in einer durchgehenden Schicht abgelagert, die eine Dehnung der Zelle nicht ermöglichen würde, sondern in Form von Ringen oder spiralförmig. Die Verlängerung der Zelle ist nicht schwierig. In jungen Zellen liegen die Ringe oder Windungen der Helix nahe beieinander. In reifen Zellen kommt es aufgrund der Zelldehnung zu einer Divergenz der Zellen (Abb. 33). Die ringförmigen und spiralförmigen Verdickungen der Schale beeinträchtigen das Wachstum nicht, sind aber mechanisch den Schalen unterlegen, bei denen die sekundäre Verdickung eine durchgehende Schicht bildet. Daher bilden sich nach Beendigung des Wachstums im Xylem Elemente mit einer durchgehenden verholzten Hülle ( Metaxylem). Zu beachten ist, dass die sekundäre Verdickung hier nicht ringförmig oder spiralförmig, sondern punktförmig, schuppenförmig und netzförmig ist (Abb. 34). Seine Zellen können sich nicht dehnen und sterben innerhalb weniger Stunden ab. Dieser Prozess läuft koordiniert in benachbarten Zellen ab. Im Zytoplasma kommt eine große Anzahl von Lysosomen vor. Dann zerfallen sie und die darin enthaltenen Enzyme zerstören den Protoplasten. Bei Zerstörung der Querwände bilden die in einer Kette übereinander liegenden Zellen ein Hohlgefäß (Abb. 35). Die meisten Angiospermen und einige Pteridophyten haben Gefäße.

Eine leitende Zelle, die sich nicht durch Perforationen in ihrer Wand bildet, wird genannt Tracheide. Die Bewegung von Wasser durch Tracheiden erfolgt mit einer geringeren Geschwindigkeit als durch Gefäße. Tatsache ist, dass bei Tracheiden die Primärhülle nirgends unterbrochen ist. Die Tracheiden kommunizieren miteinander por. Es sollte klargestellt werden, dass die Pore bei Pflanzen nur eine Vertiefung in der Sekundärschale bis zur Primärschale ist und es keine durchgehenden Perforationen zwischen den Tracheiden gibt.

Am häufigsten werden umrandete Poren gefunden (Abb. 35-1). Bei ihnen bildet ein dem Zellhohlraum zugewandter Kanal eine Verlängerung - Porenkammer. Die Poren der meisten Nadelgewächse an der Primärschale sind verdickt - Torus, Das ist eine Art Ventil und kann die Intensität des Wassertransports regulieren. Durch die Verschiebung blockiert der Torus den Wasserfluss durch die Pore, kann danach jedoch nicht mehr in seine vorherige Position zurückkehren und eine einmalige Aktion ausführen.

Die Poren sind mehr oder weniger rund und senkrecht zur Längsachse verlängert (eine Gruppe dieser Poren ähnelt einer Leiter, weshalb eine solche Porosität als Treppe bezeichnet wird). Durch die Poren erfolgt der Transport sowohl in Längs- als auch in Querrichtung. Poren kommen nicht nur in Tracheiden vor, sondern auch in einzelnen Gefäßzellen, die das Gefäß bilden.

Aus Sicht der Evolutionstheorie stellen Tracheiden die erste und wichtigste wasserleitende Struktur im Körper höherer Pflanzen dar. Es wird angenommen, dass die Gefäße aus Tracheiden durch Lyse der Querwände zwischen ihnen entstanden sind (Abb. 36). Die meisten Pteridophyten und Gymnospermen haben keine Gefäße. Ihre Wasserbewegung erfolgt über Tracheiden.

Im Laufe der evolutionären Entwicklung tauchten Gefäße in verschiedenen Pflanzengruppen mehr als einmal auf, die wichtigste funktionelle Bedeutung erlangten sie jedoch bei Angiospermen, in denen sie zusammen mit Tracheiden vorkommen. Es wird angenommen, dass der Besitz eines fortschrittlicheren Transportmechanismus ihnen nicht nur zum Überleben, sondern auch zu einer erheblichen Formenvielfalt verhalf.

Xylem ist ein komplexes Gewebe; es enthält neben wasserleitenden Elementen auch andere. Mechanische Funktionen werden von libriformen Fasern ausgeführt ( lat. liber – Bast, forma – Form). Das Vorhandensein zusätzlicher mechanischer Strukturen ist wichtig, da die Wände der wasserführenden Elemente trotz der Verdickung immer noch zu dünn sind. Sie sind nicht in der Lage, eine große Masse einer mehrjährigen Pflanze selbstständig zu ernähren. Die Fasern entwickelten sich aus Tracheiden. Sie zeichnen sich durch kleinere Größen, verholzte (verholzte) Schalen und enge Hohlräume aus. An der Wand finden sich Poren ohne Grenzen. Diese Fasern können kein Wasser leiten; ihre Hauptfunktion ist die Unterstützung.

Das Xylem enthält auch lebende Zellen. Ihre Masse kann 25 % des Gesamtholzvolumens erreichen. Da diese Zellen eine runde Form haben, werden sie Holzparenchym genannt. Im Pflanzenkörper ist Parenchym auf zwei Arten lokalisiert. Im ersten Fall sind die Zellen in Form vertikaler Stränge angeordnet – das ist Strangparenchym. In einem anderen Fall bildet das Parenchym horizontale Strahlen. Sie heißen Markstrahlen, da sie Kern und Rinde verbinden. Der Kern erfüllt eine Reihe von Funktionen, einschließlich der Speicherung von Substanzen.

Phloem (Bast). Dabei handelt es sich um ein komplexes Gewebe, da es aus verschiedenen Zelltypen besteht. Die wichtigsten leitenden Zellen werden genannt Siebelemente(Abb. 37). Die leitenden Elemente des Xylems werden von toten Zellen gebildet, während sie im Phloem während der Funktionsperiode einen lebenden, wenn auch stark veränderten Protoplasten behalten. Das Phloem sorgt für den Abfluss plastischer Substanzen aus photosynthetischen Organen. Alle lebenden Pflanzenzellen haben die Fähigkeit, organische Substanzen zu leiten. Und wenn Xylem nur in höheren Pflanzen zu finden ist, erfolgt der Transport organischer Substanzen zwischen Zellen auch in niederen Pflanzen.

Xylem und Phloem entwickeln sich aus apikalen Meristemen. In der ersten Phase a Protophloem. Wenn das umgebende Gewebe wächst, dehnt es sich aus und wenn das Wachstum abgeschlossen ist, wird stattdessen Protophloem gebildet Metaphloem.

In verschiedenen Gruppen höherer Pflanzen kommen zwei Arten von Siebelementen vor. In Pteridophyten und Gymnospermen ist es vertreten Siebzellen. Entlang der Seitenwände sind Siebfelder in den Zellen verteilt. Der Protoplast behält einen etwas zerstörten Kern.

Bei Angiospermen werden Siebelemente genannt Siebrohre. Sie kommunizieren über Siebplatten miteinander. Reife Zellen haben keine Kerne. Allerdings gibt es daneben das Siebrohr Begleitzelle, zusammen mit dem Siebrohr durch mitotische Teilung der gemeinsamen Mutterzelle entstanden (Abb. 38). Die Begleitzelle verfügt über ein dichteres Zytoplasma mit einer großen Anzahl aktiver Mitochondrien sowie einen voll funktionsfähigen Zellkern und eine große Anzahl von Plasmodesmen (zehnmal mehr als andere Zellen). Begleitzellen beeinflussen die funktionelle Aktivität von kernlosen Röhrensiebzellen.

Der Aufbau reifer Siebzellen weist einige Besonderheiten auf. Da keine Vakuole vorhanden ist, ist das Zytoplasma stark verflüssigt. Der Kern kann fehlen (bei Angiospermen) oder sich in einem faltigen, funktionsinaktiven Zustand befinden. Ribosomen und der Golgi-Komplex fehlen ebenfalls, dafür ist das endoplasmatische Retikulum gut entwickelt, das nicht nur das Zytoplasma durchdringt, sondern durch die Poren der Siebfelder auch in benachbarte Zellen gelangt. Gut entwickelte Mitochondrien und Plastiden kommen in Hülle und Fülle vor.

Zwischen den Zellen werden Substanzen durch Löcher in den Zellmembranen transportiert. Solche Öffnungen werden Poren genannt, sind aber im Gegensatz zu den Poren der Tracheiden durchgehend. Es wird angenommen, dass es sich um stark ausgedehnte Plasmodesmen handelt, an deren Wänden sich Callose-Polysaccharid ablagert. Die Poren sind in Gruppen angeordnet und bilden sich Siebfelder. Bei primitiven Formen sind Siebfelder zufällig über die gesamte Oberfläche der Schale verstreut; bei fortgeschritteneren Angiospermen befinden sie sich an den Enden benachbarter Zellen und bilden sich Siebplatte(Abb. 39). Befindet sich darauf ein Siebfeld, spricht man von einfach, sind es mehrere, spricht man von komplex.

Die Bewegungsgeschwindigkeit von Lösungen durch Siebelemente beträgt bis zu 150 cm? Stunde. Dies ist tausendmal höher als die Geschwindigkeit der freien Diffusion. Vermutlich findet ein aktiver Transport statt, zahlreiche Mitochondrien von Siebelementen und Begleitzellen liefern hierfür das notwendige ATP.

Die Aktivitätsdauer der Phloem-Siebelemente hängt vom Vorhandensein lateraler Meristeme ab. Wenn sie vorhanden sind, funktionieren die Siebelemente während der gesamten Lebensdauer der Anlage.

Neben Siebelementen und Begleitzellen enthält das Phloem Bastfasern, Skleriden und Parenchym.

Mechanische und leitfähige Gewebe spielen im Leben von Landpflanzen eine große Rolle.

Mechanische Stoffe

Alle sahen zu, wie ein dünner Strohhalm, der eine schwere Ähre stützte, im Wind schwankte, aber nicht brach.

Mechanische Gewebe verleihen der Pflanze Kraft. Sie dienen als Stütze für die Organe, in denen sie sich befinden. Mechanische Gewebezellen haben verdickte Membranen.

In Blättern und anderen Organen junger Pflanzen leben mechanische Gewebezellen. Dieses Gewebe befindet sich in einzelnen Strängen unter dem Stängel und den Blattstielen und grenzt an die Blattadern. Zellen lebenden mechanischen Gewebes sind leicht dehnbar und beeinträchtigen das Wachstum des Pflanzenteils, in dem sie sich befinden, nicht. Dadurch wirken Pflanzenorgane wie Federn. Sie sind in der Lage, nach Entlastung wieder in ihren ursprünglichen Zustand zurückzukehren. Jeder hat schon einmal gesehen, wie sich das Gras wieder erhebt, nachdem jemand darüber gelaufen ist.

Auch die Pflanzenteile, die ihr Wachstum abgeschlossen haben, werden durch mechanisches Gewebe gestützt, die reifen Zellen dieses Gewebes sind jedoch abgestorben. Dazu gehören Bast- und Holzzellen – lange, dünne Zellen, die in Strängen oder Bündeln gesammelt sind. Die Fasern verleihen dem Stiel Festigkeit. Kurze tote Zellen aus mechanischem Gewebe (sie werden Steinzellen genannt) bilden die Samenschale, Nussschalen und Fruchtkerne und verleihen dem Birnenmark seinen körnigen Charakter.

Leitfähige Stoffe

Alle Pflanzenteile enthalten leitfähiges Gewebe. Sie sorgen für den Transport von Wasser und darin gelösten Stoffen.

Leitfähige Gewebe wurden in Pflanzen als Folge der Anpassung an das Leben an Land gebildet. Der Körper von Landpflanzen befindet sich in zwei Lebensumgebungen – Bodenluft und Boden. In diesem Zusammenhang entstanden zwei leitfähige Stoffe – Holz und Bast. Wasser und darin gelöste Mineralsalze steigen entlang des Holzes von unten nach oben (von den Wurzeln nach oben) auf. Deshalb wird Holz als wasserleitendes Gewebe bezeichnet. Der Bast ist der innere Teil der Rinde. Organische Substanzen bewegen sich entlang des Bastes von oben nach unten (von den Blättern zu den Wurzeln). Holz und Bast bilden im Körper der Pflanze ein durchgehendes verzweigtes System, das alle Teile miteinander verbindet.

Die wichtigsten leitenden Elemente von Holz sind Gefäße. Es sind lange Röhren, die aus den Wänden abgestorbener Zellen bestehen. Zunächst waren die Zellen lebendig und hatten dünne, dehnbare Wände. Dann verholzten die Zellwände und der lebende Inhalt starb ab. Die Querwände zwischen den Zellen brachen zusammen und es bildeten sich lange Röhren. Sie bestehen aus einzelnen Elementen und ähneln Bon-Din-Fässern und Deckeln. Wasser mit gelösten Stoffen strömt ungehindert durch die Holzgefäße.

Die leitenden Elemente des Phloems sind lebende längliche Zellen. Sie sind an ihren Enden miteinander verbunden und bilden lange Zellreihen – Röhren. In den Querwänden der Phloemzellen befinden sich kleine Löcher (Poren). Solche Wände sehen aus wie ein Sieb, weshalb die Rohre siebförmig genannt werden. Durch sie gelangen Lösungen organischer Substanzen von den Blättern zu allen Organen der Pflanze.

Dieser Typ gehört zu komplexen Geweben und besteht aus unterschiedlich differenzierten Zellen. Neben den leitfähigen Elementen selbst enthält das Gewebe mechanische, ausscheidende und speichernde Elemente. Leitfähige Gewebe vereinen alle Pflanzenorgane in einem einzigen System. Es gibt zwei Arten von leitenden Geweben: Xylem und Phloem (griechisch xylon – Baum; phloios – Rinde, Bast). Sie weisen sowohl strukturelle als auch funktionale Unterschiede auf.

Die leitenden Elemente des Xylems werden von abgestorbenen Zellen gebildet. Sie transportieren Wasser und darin gelöste Stoffe über große Entfernungen von der Wurzel bis zu den Blättern. Die leitenden Elemente des Phloems bewahren den lebenden Protoplasten. Sie führen einen Ferntransport von den photosynthetischen Blättern bis zur Wurzel durch.

Typischerweise sind Xylem und Phloem in einer bestimmten Reihenfolge im Pflanzenkörper angeordnet und bilden Schichten oder Leitbündel. Abhängig von der Struktur gibt es verschiedene Arten von Leitbündeln, die für bestimmte Pflanzengruppen charakteristisch sind. Das offene Kollateralbündel zwischen Xylem und Phloem enthält das Kambium, das für sekundäres Wachstum sorgt. In einem bikollateralen offenen Bündel liegt das Phloem relativ zum Xylem auf beiden Seiten. Geschlossene Bündel enthalten kein Kambium und können daher nicht sekundär verdickt werden. Es gibt zwei weitere Arten konzentrischer Bündel, bei denen entweder Phloem das Xylem umgibt oder Xylem das Phloem umgibt.

Xylem (Holz). Die Entwicklung von Xylem in höheren Pflanzen ist mit der Gewährleistung des Wasseraustauschs verbunden. Da über die Epidermis ständig Wasser abgeführt wird, muss die gleiche Menge Feuchtigkeit von der Pflanze aufgenommen und den Organen zugeführt werden, die die Transpiration durchführen. Es ist zu berücksichtigen, dass die Anwesenheit eines lebenden Protoplasten in wasserleitenden Zellen den Transport toter Zellen hier erheblich verlangsamen würde; Eine tote Zelle weist jedoch keine Prallheit auf; daher muss die Membran mechanische Eigenschaften haben. Hinweis: Turgeszenz ist ein Zustand pflanzlicher Zellen, Gewebe und Organe, in dem? Sie werden durch den Druck des Zellinhalts auf ihre elastischen Membranen elastisch. Tatsächlich bestehen die leitenden Elemente des Xylems aus toten Zellen, die sich entlang der Organachse erstrecken und über dicke verholzte Schalen verfügen.

Zunächst wird Xylem aus dem primären Meristem – dem Prokambium – gebildet, das sich an der Spitze der Axialorgane befindet. Zuerst wird das Protoxylem differenziert, dann das Metaxylem. Es sind drei Arten der Xylembildung bekannt. Beim Exarch-Typ erscheinen Protoxylem-Elemente zuerst an der Peripherie des Prokambiumbündels, dann erscheinen Metaxylem-Elemente in der Mitte. Geht der Prozess in die entgegengesetzte Richtung (also vom Zentrum zur Peripherie), dann handelt es sich um einen endarchischen Typ. Beim mesarchischen Typ wird Xylem in der Mitte des Prokambialbündels gebildet und anschließend sowohl zur Mitte als auch zur Peripherie hin abgelagert.

Die Wurzel zeichnet sich durch einen exarchalen Typ der Xylembildung aus, während die Stängel durch einen endarchischen Typ gekennzeichnet sind. Bei niedrig organisierten Pflanzen sind die Methoden der Xylembildung sehr vielfältig und können als systematische Merkmale dienen.

Manche? In Pflanzen (z. B. Monokotyledonen) differenzieren sich alle Prokambiumzellen zu leitenden Geweben, die nicht zur sekundären Verdickung fähig sind. Bei anderen Formen (z. B. holzigen) verbleiben seitliche Meristeme (Kambium) zwischen Xylem und Phloem. Diese Zellen sind in der Lage, sich zu teilen und das Xylem und Phloem zu erneuern. Dieser Vorgang wird Sekundärwachstum genannt. Viele Pflanzen, die unter relativ stabilen klimatischen Bedingungen wachsen, wachsen kontinuierlich. In an saisonale Klimaveränderungen angepassten Formen – periodisch.

Die Hauptstadien der Differenzierung von Prokambiumzellen. Seine Zellen haben dünne Membranen, die sie nicht daran hindern, sich während des Organwachstums auszudehnen. Der Protoplast beginnt dann mit der Bildung einer Sekundärhülle. Dieser Prozess weist jedoch Besonderheiten auf. Die Sekundärhülle wird nicht in einer durchgehenden Schicht abgelagert, die eine Dehnung der Zelle nicht ermöglichen würde, sondern in Form von Ringen oder spiralförmig. Die Verlängerung der Zelle ist nicht schwierig. In jungen Zellen liegen die Ringe oder Windungen der Helix nahe beieinander. In reifen Zellen kommt es aufgrund der Zelldehnung zu einer Divergenz der Zellen. Die ringförmigen und spiralförmigen Verdickungen der Schale beeinträchtigen das Wachstum nicht, sind aber mechanisch den Schalen unterlegen, bei denen die sekundäre Verdickung eine durchgehende Schicht bildet. Dabei bilden sich nach Beendigung des Wachstums im Xylem Elemente mit einer durchgehenden verholzten Hülle (Metaxylem). Es ist zu beachten, dass die sekundäre Verdickung hier nicht ringförmig oder spiralförmig, sondern punktförmig und schuppenförmig ist. Die Zellen können sich nicht dehnen und sterben innerhalb weniger Stunden ab. Dieser Prozess läuft koordiniert in benachbarten Zellen ab. Im Zytoplasma kommt eine große Anzahl von Lysosomen vor. Dann zerfallen sie und die darin enthaltenen Enzyme zerstören den Protoplasten. Bei der Zerstörung der Querwände bilden die in einer Kette übereinander liegenden Zellen ein Hohlgefäß. Die meisten Angiospermen und einige? Pteridophyten haben Blutgefäße.

Eine leitende Zelle, die sich nicht durch Perforationen in ihrer Wand bildet, wird Tracheide genannt. Die Bewegung von Wasser durch Tracheiden erfolgt mit einer geringeren Geschwindigkeit als durch Gefäße. Tatsache ist, dass bei Tracheiden die Primärhülle nirgends unterbrochen ist. Die Tracheiden kommunizieren über Poren miteinander. Es sollte klargestellt werden, dass die Pore bei Pflanzen nur eine Vertiefung in der Sekundärschale bis zur Primärschale ist und es keine durchgehenden Perforationen zwischen den Tracheiden gibt.

Am häufigsten sind begrenzte Poren. In ihnen bildet ein dem Zellhohlraum zugewandter Kanal eine Erweiterung – eine Porenkammer. Die Poren der meisten Nadelbäume weisen auf der Primärschale eine Verdickung auf – einen Torus, der eine Art Ventil darstellt und die Intensität des Wassertransports regulieren kann. Durch die Verschiebung blockiert der Torus den Wasserfluss durch die Pore, kann danach jedoch nicht mehr in seine vorherige Position zurückkehren und eine einmalige Aktion ausführen.

Die Poren sind mehr oder weniger rund und senkrecht zur Längsachse verlängert (eine Gruppe dieser Poren ähnelt einer Leiter; daher wird eine solche Porosität als Treppe bezeichnet). Durch die Poren erfolgt der Transport sowohl in Längs- als auch in Querrichtung. Poren kommen nicht nur in Tracheiden vor, sondern auch in einzelnen Gefäßzellen, die das Gefäß bilden.

Aus Sicht der Evolutionstheorie stellen Tracheiden die erste und wichtigste wasserleitende Struktur im Körper höherer Pflanzen dar. Man geht davon aus, dass die Gefäße aus Tracheiden durch Lyse der Querwände zwischen ihnen entstanden sind. Die meisten Pteridophyten und Gymnospermen haben keine Gefäße. Ihre Wasserbewegung erfolgt über Tracheiden.

Im Laufe der evolutionären Entwicklung tauchten Gefäße in verschiedenen Pflanzengruppen mehr als einmal auf, die wichtigste funktionelle Bedeutung erlangten sie jedoch bei Angiospermen, bei welchen? sie sind zusammen mit Tracheiden vorhanden. Es wird angenommen, dass der Besitz eines fortschrittlicheren Transportmechanismus ihnen nicht nur zum Überleben, sondern auch zu einer erheblichen Formenvielfalt verhalf.

Xylem ist ein komplexes Gewebe; es enthält neben wasserleitenden Elementen auch andere. Mechanische Funktionen werden von libriformen Fasern (lateinisch liber – Bast, forma – Form) übernommen. Das Vorhandensein zusätzlicher mechanischer Strukturen ist wichtig, da die Wände der wasserführenden Elemente trotz der Verdickung immer noch zu dünn sind. Sie sind nicht in der Lage, eine große Masse einer mehrjährigen Pflanze selbstständig zu ernähren. Die Fasern entwickelten sich aus Tracheiden. Sie zeichnen sich durch kleinere Größen, verholzte (verholzte) Schalen und enge Hohlräume aus. An der Wand finden sich Poren ohne Grenzen. Diese Fasern können kein Wasser leiten; ihre Hauptfunktion ist die Unterstützung.

Das Xylem enthält auch lebende Zellen. Ihre Masse kann 25 % des Gesamtholzvolumens erreichen. Da diese Zellen eine runde Form haben, werden sie Holzparenchym genannt. Im Pflanzenkörper ist Parenchym auf zwei Arten lokalisiert. Im ersten Fall sind die Zellen in Form vertikaler Stränge angeordnet – das ist Strangparenchym. In einem anderen Fall bildet das Parenchym horizontale Strahlen. Sie werden Markstrahlen genannt, weil sie Mark und Kortex verbinden. Der Kern erfüllt eine Reihe von Funktionen, einschließlich der Speicherung von Substanzen.

Phloem (Bast). Dabei handelt es sich um ein komplexes Gewebe, da es aus verschiedenen Zelltypen besteht. Die Hauptleiterzellen werden Siebelemente genannt. Die leitenden Elemente des Xylems werden von toten Zellen gebildet, während sie im Phloem während der Funktionsperiode einen lebenden, wenn auch stark veränderten Protoplasten behalten. Das Phloem sorgt für den Abfluss plastischer Substanzen aus photosynthetischen Organen. Alle lebenden Pflanzenzellen haben die Fähigkeit, organische Substanzen zu leiten. Und wenn Xylem nur in höheren Pflanzen zu finden ist, erfolgt der Transport organischer Substanzen zwischen Zellen auch in niederen Pflanzen.

Xylem und Phloem entwickeln sich aus apikalen Meristemen. Im ersten Stadium wird Protophloem im Prokambialstrang gebildet. Wenn das umgebende Gewebe wächst, dehnt es sich aus, und wenn das Wachstum abgeschlossen ist, wird Metaphloem anstelle von Protophloem gebildet.

In verschiedenen Gruppen höherer Pflanzen kommen zwei Arten von Siebelementen vor. Bei Pteridophyten und Gymnospermen wird es durch Siebzellen repräsentiert. Entlang der Seitenwände sind Siebfelder in den Zellen verteilt. Der Protoplast behält einen etwas zerstörten Kern.

Bei Angiospermen werden Siebelemente Siebröhren genannt. Sie kommunizieren über Siebplatten miteinander. Reife Zellen haben keine Kerne. Neben dem Siebrohr befindet sich jedoch eine Begleitzelle, die zusammen mit dem Siebrohr durch mitotische Teilung der gemeinsamen Mutterzelle entsteht (Abb. 38). Die Begleitzelle verfügt über ein dichteres Zytoplasma mit einer großen Anzahl aktiver Mitochondrien sowie einen voll funktionsfähigen Zellkern und eine große Anzahl von Plasmodesmen (zehnmal mehr als andere Zellen). Begleitzellen beeinflussen die funktionelle Aktivität von kernlosen Röhrensiebzellen.

Der Aufbau reifer Siebzellen weist einige Besonderheiten auf. Es gibt keine Vakuole und daher ist das Zytoplasma stark verflüssigt. Der Kern kann fehlen (bei Angiospermen) oder sich in einem faltigen, funktionsinaktiven Zustand befinden. Ribosomen und der Golgi-Komplex fehlen ebenfalls, dafür ist das endoplasmatische Retikulum gut entwickelt, das nicht nur das Zytoplasma durchdringt, sondern durch die Poren der Siebfelder auch in benachbarte Zellen gelangt. Gut entwickelte Mitochondrien und Plastiden kommen in Hülle und Fülle vor.

Zwischen den Zellen werden Substanzen durch Löcher in den Zellmembranen transportiert. Solche Öffnungen werden Poren genannt, sind aber im Gegensatz zu den Poren der Tracheiden durchgehend. Es wird angenommen, dass es sich um stark ausgedehnte Plasmodesmen an den Wänden handelt, welche? Callose-Polysaccharid wird abgelagert. Die Poren sind in Gruppen angeordnet und bilden Siebfelder. Bei primitiven Formen sind Siebfelder zufällig über die gesamte Oberfläche der Schale verstreut; bei fortgeschritteneren Angiospermen befinden sie sich an den Enden benachbarter Zellen nebeneinander und bilden eine Siebplatte. Befindet sich darauf ein Siebfeld, spricht man von einfach, sind es mehrere, spricht man von komplex.

Die Bewegungsgeschwindigkeit von Lösungen durch Siebelemente beträgt bis zu 150 cm pro Stunde. Dies ist tausendmal höher als die Geschwindigkeit der freien Diffusion. Vermutlich findet ein aktiver Transport statt, zahlreiche Mitochondrien von Siebelementen und Begleitzellen liefern hierfür das notwendige ATP.

Die Aktivitätsdauer der Phloem-Siebelemente hängt vom Vorhandensein lateraler Meristeme ab. Wenn sie vorhanden sind, funktionieren die Siebelemente während der gesamten Lebensdauer der Anlage.

Neben Siebelementen und Begleitzellen enthält das Phloem Bastfasern, Skleriden und Parenchym.

Leitende Gewebe sind komplex, da sie aus mehreren Zelltypen bestehen, eine längliche (röhrenförmige) Struktur haben und von zahlreichen Poren durchzogen sind. Das Vorhandensein von Löchern in den Endabschnitten (unten oder oben) sorgt für den vertikalen Transport und Poren an den Seitenflächen erleichtern den Wasserfluss in radialer Richtung. Zu den leitfähigen Geweben gehören Xylem und Phloem. Sie kommen nur in farnartigen und samenhaltigen Pflanzen vor. Leitfähiges Gewebe enthält sowohl tote als auch lebende Zellen
Xylem (Holz)- Das ist totes Gewebe. Beinhaltet die Hauptstrukturbestandteile (Luftröhre und Tracheiden), Holzparenchym und Holzfasern. Es erfüllt in der Pflanze sowohl eine unterstützende als auch eine leitende Funktion – Wasser und Mineralsalze gelangen durch es in der Pflanze nach oben.
Tracheiden – tote einzelne spindelförmige Zellen. Durch die Ablagerung von Lignin werden die Wände stark verdickt. Eine Besonderheit der Tracheiden ist das Vorhandensein begrenzter Poren in ihren Wänden. Ihre Enden überlappen sich und verleihen der Pflanze die nötige Festigkeit. Wasser bewegt sich durch die leeren Lumen der Tracheiden, ohne auf seinem Weg auf Störungen in Form von Zellinhalten zu stoßen; Von einer Tracheide zur anderen wird es durch die Poren übertragen.
In Angiospermen haben sich Tracheiden entwickelt Gefäße (Trachea). Hierbei handelt es sich um sehr lange Röhren, die durch die „Verbindung“ mehrerer Zellen entstehen; die Reste der Endwände sind in Form von Randperforationen noch in den Gefäßen erhalten. Die Größe der Gefäße variiert zwischen mehreren Zentimetern und mehreren Metern. In den ersten sich bildenden Protoxylemgefäßen reichert sich Lignin ringförmig oder spiralförmig an. Dadurch kann sich das Gefäß beim Wachsen weiter ausdehnen. In Metaxylem-Behältern ist Lignin dichter konzentriert – dies ist eine ideale „Wasserpipeline“, die über große Entfernungen funktioniert.
?1. Wie unterscheiden sich Luftröhren von Tracheiden? (Antwort am Ende des Artikels)
?2 . Wie unterscheiden sich Tracheiden von Fasern?
?3 . Was haben Phloem und Xylem gemeinsam?
?4. Wie unterscheiden sich Siebschläuche von Luftröhren?
Parenchymzellen des Xylems bilden besondere Strahlen, die den Kern mit der Rinde verbinden. Sie leiten Wasser radial und speichern Nährstoffe. Aus anderen Parenchymzellen entwickeln sich neue Xylemgefäße. Schließlich ähneln Holzfasern Tracheiden, haben aber im Gegensatz zu diesen ein sehr kleines Innenlumen und leiten daher kein Wasser, sorgen aber für zusätzliche Festigkeit. Sie haben auch einfache Poren, keine begrenzten.
Phloem (Bast)- Dies ist ein lebendes Gewebe, das Teil der Pflanzenrinde ist; es transportiert Wasser mit darin gelösten Assimilationsprodukten nach unten. Phloem besteht aus fünf Arten von Strukturen: Siebröhren, Begleitzellen, Bastparenchym, Bastfasern und Skleriden.
Die Basis dieser Strukturen sind Siebrohre , entsteht durch die Verbindung mehrerer Siebzellen. Ihre Wände sind dünn, aus Zellulose, die Kerne sterben nach der Reifung ab und das Zytoplasma wird gegen die Wände gedrückt und macht den Weg für organische Substanzen frei. Die Endwände der Zellen der Siebrohre werden nach und nach mit Poren bedeckt und beginnen, einem Sieb zu ähneln – das sind Siebplatten. Um ihre lebenswichtigen Funktionen sicherzustellen, befinden sich Begleitzellen in der Nähe, ihr Zytoplasma ist aktiv und ihre Kerne sind groß.
?5 . Warum sterben Ihrer Meinung nach die Kerne von Siebzellen ab, wenn sie reifen?
ANTWORTEN
?1. Luftröhren sind mehrzellige Strukturen und haben keine Endwände, während Tracheiden einzellig sind, Endwände und begrenzte Poren haben.
?2 . Tracheiden haben begrenzte Poren und ein gut definiertes Lumen, während Fasern ein sehr kleines Lumen und einfache Poren haben. Sie unterscheiden sich auch in ihrer Funktion: Tracheiden übernehmen eine Transportfunktion (leitend) und Fasern übernehmen eine mechanische Funktion.
?3. Phloem und Xylem sind beide leitfähige Gewebe; ihre Strukturen sind röhrenförmig und enthalten Parenchym und mechanische Gewebezellen.
?4. Siebröhren bestehen aus lebenden Zellen, ihre Wände sind aus Zellulose, sie sorgen für den Abwärtstransport organischer Substanzen, und die Luftröhre besteht aus abgestorbenen Zellen, ihre Wände sind stark mit Lignin verdickt, sie sorgen für den Aufwärtstransport von Wasser und Mineralien.
?5. Der Abwärtstransport findet entlang der Siebzellen statt und die durch den Stoffstrom mitgerissenen Keime würden einen erheblichen Teil des Siebfeldes bedecken, was zu einer Verringerung der Effizienz des Prozesses führen würde.

In der Biologie ist ein Gewebe eine Gruppe von Zellen, die eine ähnliche Struktur und Herkunft haben und auch die gleichen Funktionen erfüllen. Bei Pflanzen entwickelten sich im Laufe der Evolution der Angiospermen (Blütenpflanzen) die vielfältigsten und komplexesten Gewebe. Pflanzenorgane werden meist aus mehreren Geweben gebildet. Es gibt sechs Arten von Pflanzengewebe: pädagogisches, basisches, leitfähiges, mechanisches, integumentäres und sekretorisches. Jedes Gewebe umfasst Subtypen. Sowohl zwischen den Geweben als auch in ihnen gibt es Interzellularräume – Räume zwischen Zellen.

Bildungsstoff

Durch die Zellteilung des Bildungsgewebes nimmt die Pflanze an Länge und Dicke zu. Dabei differenzieren sich einige Zellen des Bildungsgewebes in Zellen anderer Gewebe.

Die Zellen des Bildungsgewebes sind recht klein, liegen eng aneinander, haben einen großen Kern und eine dünne Membran.

Bildungsgewebe in Pflanzen findet sich in Wachstumskegel Wurzel (Wurzelspitze) und Stamm (Stammspitze), kommt an der Basis der Internodien vor und bildet auch Bildungsgewebe Kambium(was das Wachstum des Stiels in der Dicke gewährleistet).

Zellen des Wurzelwachstumskegels. Das Foto zeigt den Prozess der Zellteilung (Chromosomendivergenz, Auflösung des Zellkerns).

Parenchym oder Grundgewebe

Parenchym umfasst mehrere Arten von Geweben. Es gibt assimilative (photosynthetische), speichernde, wasserführende und luftführende Grundgewebe.

Photosynthetisches Gewebe besteht aus chlorophyllhaltigen Zellen, also grünen Zellen. Diese Zellen haben dünne Wände und enthalten eine große Anzahl von Chloroplasten. Ihre Hauptfunktion ist die Photosynthese. Assimilationsgewebe bildet das Fruchtfleisch von Blättern und ist Teil der Rinde junger Baumstämme und Grashalme.

In Zellen Speichergewebe Nährstoffreserven sammeln sich an. Dieses Gewebe bildet das Endosperm von Samen und ist Teil von Knollen, Zwiebeln usw. Der Kern des Stängels, die inneren Zellen des Stängels und der Wurzelrinde sowie die saftige Fruchtwand bestehen normalerweise ebenfalls aus Speicherparenchym.

Grundwasserleiterparenchym charakteristisch nur für eine Reihe von Pflanzen, meist in trockenen Lebensräumen. In den Zellen dieses Gewebes sammelt sich Wasser an. Wasserführendes Gewebe findet sich sowohl in den Blättern (Aloe) als auch im Stängel (Kakteen).

Luftgewebe charakteristisch für Wasser- und Sumpfpflanzen. Seine Besonderheit ist das Vorhandensein einer großen Anzahl lufthaltiger Interzellularräume. Dies erleichtert der Anlage den Gasaustausch, wenn dieser schwierig ist.

Leitfähiger Stoff

Die gemeinsame Funktion verschiedener leitfähiger Gewebe besteht darin, Substanzen von einem Pflanzenorgan zum anderen zu leiten. In den Stämmen von Gehölzen befinden sich im Holz und im Phloem leitfähige Gewebezellen. Darüber hinaus gibt es im Wald Gefäße (Trachea) und Tracheiden, entlang derer sich die wässrige Lösung von den Wurzeln und im Phloem bewegt - Siebrohre, durch die organische Substanzen aus photosynthetischen Blättern gelangen.

Gefäße und Tracheiden sind tote Zellen. Die wässrige Lösung steigt durch die Gefäße schneller auf als durch die Tracheiden.

Siebröhren sind lebende, aber kernlose Zellen.

Gewebe abdecken

Das Hautgewebe umfasst die Haut (Epidermis), den Kork und die Kruste. Die Haut bedeckt die Blätter und grünen Stängel; das sind lebende Zellen. Der Pfropfen besteht aus abgestorbenen Zellen, die mit einer fettähnlichen Substanz imprägniert sind, die weder Wasser noch Luft durchlässt.

Die Hauptfunktionen jedes Hautgewebes bestehen darin, die inneren Zellen der Pflanze vor mechanischer Beschädigung, Austrocknung, Eindringen von Mikroorganismen und Temperaturschwankungen zu schützen.

Kork ist ein sekundäres Deckgewebe, da es an der Stelle der Schale von Stängeln und Wurzeln mehrjähriger Pflanzen auftritt.

Die Kruste besteht aus Kork und abgestorbenen Schichten des Hauptgewebes.

Mechanischer Stoff

Mechanische Gewebezellen zeichnen sich durch stark verdickte verholzte Membranen aus. Die Funktion des mechanischen Gewebes besteht darin, dem Körper und den Organen von Pflanzen Festigkeit und Elastizität zu verleihen.

In den Stängeln von Angiospermen kann sich das mechanische Gewebe in einer durchgehenden Schicht oder in separaten, voneinander beabstandeten Strängen befinden.

In Blättern liegen die Fasern des mechanischen Gewebes meist neben den Fasern des leitfähigen Gewebes. Zusammen bilden sie die Blattadern.

Sekretions- oder Ausscheidungsgewebe von Pflanzen

Sekretionsgewebezellen sezernieren unterschiedliche Substanzen und daher sind die Funktionen dieses Gewebes unterschiedlich. Ausscheidungszellen in Pflanzen säumen die Harz- und ätherischen Ölkanäle und bilden eigenartige Drüsen und Drüsenhaare. Blütennektarien gehören zum Sekretionsgewebe.

Harze erfüllen eine Schutzfunktion, wenn der Pflanzenstamm beschädigt ist.

Nektar lockt bestäubende Insekten an.

Es gibt sekretorische Zellen, die Stoffwechselprodukte, beispielsweise Oxalsäuresalze, entfernen.