Ботаника как наука, Растительная клетка, страница 18

Трахеальные элементы ксилемы

Трахеальные элементы представлены трахеидами и члениками сосудов. Трахеиды – прозенхимные, мертвые клетки, длиной в несколько миллиметров, с утолщенными одревесневшими оболочками, несущими поры (чаще окаймленные), через которые происходит фильтрация растворов из одной трахеиды в другую. Формируются трахеиды их прокамбия верхушечной меристемы и камбия, растут интрузивно. Передают водные растворы как в вертикальном так и в горизонтальном направлениях. У большинства папоротникообразных и голосеменных трахеиды - единственные проводящие элементы в ксилеме. У покрытосеменных растений встречаются в большем или меньшем количестве. Помимо функции проведения воды трахеиды выполняют механическую функцию: функционируют как водопроводящие только 1-2 наружных слоя. Их наличие считается признаком примитивности и древности вида.

Сосуды, или трахеи, состоят из множества клеток, которые называются члениками сосудов. Они расположены друг над другом и образуют длинную полую трубку. По таким трубкам растворы передвигаются значительно легче, чем по трахеидам. Самые совершенные сосуды состоят из широких коротких члеников, диаметр которых превышает длину, а в поперечных стенках имеется одно крупное отверстие (простая перфорация).

Развитие сосуда

Членики сосуда образуются из продольного ряда клеток и вначале представлены расположенными друг над другом живыми паренхимными тонкостенными клетками. В оболочке молодых членников сосуда преобладают компоненты матрикса и воды, заполняющие пространство между редкими микрофибриллами целлюлозы. Вторичная оболочка начинает свое образование ещё до завершения роста. В тех участках, где закладываются перфорации вторичная оболочка не образуется. Вторичная оболочка закладывается, формируя сосуды, отличающиеся по характеру утолщения:

v В самых ранних по времени образования трахеях вторичная оболочка имеет форму колец – кольчатые сосуды.

v Позднее появляются трахеи с утолщением в виде спиральной ленты – спиральные сосуды.

v С утолщенными стенками, в которых остаются продолговатые поры, расположенные поперек сосуда – лестничные сосуды.

v Наиболее эволюционно продвинутыми считаются сосуды с относительно небольшими округлыми участками первичной оболочки – сетчатые и точечные (пористые) сосуды.

Кольчатые и спиральные сосуды эластичны, могут вытягиваться и характерны для растущих органов. Лестничные, сетчатые и точечные сосуды толстостенные и не могут вытягиваться.

Оболочка сосудов со временем лигнифицируется. Одновременно с одревеснением боковых стенок идет процесс разрушения поперечных стенок между члениками: они ослизняются и постепенно исчезают – формируется перфорация. Вокруг перфорации всегда сохраняется остаток продырявленной стенки в виде ободка (перфорационный поясок или перфорационная пластинка). Образовываться может несколько типов перфораций:

v Простая – отверстие окруженное одним пояском (наиболее эволюционно продвинутая) – образуется если поперечные стенки расположены под прямым углом.

v Множественная перфорация поперечные стенки под острым углом к оси стенки – образуется несколько перфораций:

ü сетчатая – много отверстий беспорядочно расположенных (хвойные);

ü лестничная – отверстия в виде щелей, расположенных друг над другом (папоротники, иногда покрытосеменные) – эволюционно примитивный вид перфорации.

После образования перфорации протопласт отмирает, его остатки выстилают стенки трахеальных элементов. В результате формируется сплошная полая трубка сосуда, полость которой заполняется водой.

Механизм поступления воды

Механизм поступления воды в трахеальные элементы и проведения её ко всем частям растения следующий: поступает вода через корневые волоски и в силу корневого давления подводится к водопроводящим элементам корня, в столбе воды создается натяжение благодаря сцеплению (когезии) молекул воды, кроме того, они стремятся прилипнуть к стенкам сосудов под действием адгезии. Таким образом вода поднимается к листьям и испаряется с их поверхности наружу через устьица (транспирация).