7. Tkanki roślinne – wyspecjalizowane grupy komórek

·         Tkanką nazywamy grupę komórek wyspecjalizowanych do pełnienie określonej funkcji w organizmie.

·         Komórki tworzące tkankę mają najczęściej wspólne pochodzenie (czyli wywodzą się z tej samej części zarodnika) i zbliżoną budowę (choć zdarzają się tkanki zbudowane z kilku odrębnych typów komórek). Najważniejszą cechą tych komórek jest konieczność przystosowania się do lądowego trybu życia (mając na myśli komórki roślinne).

·         Komórki roślinne połączone są pektynami, czyli cukrowcami, które splatają ze sobą ściany sąsiadujących komórek. Łączność między nimi jest możliwa dzięki systemowi jamek, przez które przenikają pasma cytoplazmy, zwane plazmodesmami.

·         W zależności od stopnia ewolucyjnego zaawansowania danej grupy roślin zielonych oraz od stopnia przystosowania do warunków lądowych stopień wykształcenia tych roślin jest różny.

·         Najbardziej rozwinięte rośliny to nasienne.

·         Wyróżniamy dwa podstawowe typy tkanek: twórcze i stałe.

7.1. Tkanki twórcze

·         Rośliny mają „nieograniczony wzrost” ponieważ rosną przez całe życie.

·         Rośliny przyrastają w ściśle określonych miejscach – najczęściej na szczycie łodygi i korzenia (wzrost) oraz pomiędzy wiązkami przewodzącymi (grubość). Jest to tak zwany wzrost zlokalizowany. Takie wzrastanie umożliwiają znajdujące się w tych miejscach specyficzne tkanki, zwane tkankami twórczymi lub merystemami.

Charakterystyka komórkowa tkanek twórczych

·         Komórki tworzące tkanki merystematyczny mają charakter embrionalny.

·         Są drobne, mają cienkie ściany komórkowe, gęstą cytoplazmę z niewielkimi wodniczkami, duże jądro.

·         W komórkach znajdują się proplastydy, czyli nie w pełni wykształcone plastydy.

·         Ich najważniejszą cechą jest zdolność do podziałów, dzięki tej cesze są one miejscem tworzenia się coraz to nowych komórek, które później różnicują i przekształcają w komórki tkanek stałych.

Rodzaje merystemów

·         Merystemy zazwyczaj dzieli się ze względu ich występowania w roślinie.

·         Merystemy:

Wierzchołkowe:	Wstawowe (interkalarne):	Boczne:	Przyranne (kallus):	Archesporialne:
Tworzą: stożki wzrostu łodygi i korzenia. Umiejscowione są: na szczycie rosnącej łodygi i korzenia. Powodują: przyrost na długość i nieznaczny na grubość. Stożki wzrostu zbudowane są z komórek delikatnych i wrażliwych na uszkodzenia, są chronione w łodydze przez specjalnie ukształtowane liście okrywające, a w korzeniu – przez ochronną wielokomórkową czapeczkę.	Tworzą się one zazwyczaj u tych roślin, które szybko wykształciły na szczycie łodygi kwiat lub kwiatostan. Umiejscowione są: wzdłuż łodygi w tak zwanych węzłach. Powodują: przyrost pędu na długość. Można je zaobserwować u niektórych roślin jednoliściennych (traw, turzyc), a spośród dwuliściennych między innymi także w goździkowych.	Tworzą: wtórne przyroście łodygi i korzenia na grubość. Wyróżnia się dwa rodzaje:*Kambium (miazga twórcza): Tworzy się w postaci walca wzdłuż łodygi i korzenia, pomiędzy łykiem i drewnem pierwotnym. Powoduje: przyrost na grubość, który spowodowany jest tworzeniem się merystem nowych komórek drewna (zwykle środka walca) i łyka (na zewnątrz walca). *Fellogen (miazga korkotwórcza): Tworzy się pod skórką łodygi (czyli pod pierwotną tkanką okrywającą) i produkuje nowe warstwy komórek wtórnej tkanki okrywającej, zwane korkiem. Miazga korkotwórcza w typowej postaci nie występuje w korzeniu, jest w nim zastępowana przez zewnętrzną warstwę komórek walca osiowego, czyli okolnicę.	Tworzy się w miejscach zranienia rośliny najczęściej z okolicznych komórek tkanki miękiszowej. Powoduje: stopniowe zabliźnianie się i zarastanie ran Kallus powstaje zazwyczaj u roślin wieloletnich, mających postać drzew lub krzewów.	Tworzą: haploidalne zarodniki. Umiejscowione są: w zarodniach.
				Merystemy zarodkowe: Z nich w całości zbudowane są zarodki. Umiejscowione są: w nasionach. Z takiej tkanki biorą początek niektóre inne merystemy. W jego komórkach zachodzą podziały mejotyczne.

·         Często stosuje się podział tkanek merystematycznych na pierwotne i wtórne.

Pierwotne:	Wtórne:
Np. wierzchołkowe, interkalarne, niektóre archesporialne. To takie, które wywodzą się bezpośrednio z zarodkowego i powodują przyrost pierwotnej rośliny.	Np. boczne, przyranne, pozostałe archesporialne. Powstają w komórkach należących do tkanek stałych, w określonych sytuacjach przyjmują powtórnie formę embrionalną - zdolną do podziałów.

7.2. Tkanki stałe

·         Cechą wyróżniającą komórki tych tkanek jest niezdolność do podziałów.

·         Są większe od komórek merystematycznych, mają grubszą wtórną ściankę komórkową, dużą wakuolę, często zajmującą prawie całe wnętrze komórki oraz w pełni wykształcone plastydy.

·         Są tak wyspecjalizowane, że czasem z komórki pozostaje tylko zgrubiała ściana a cale wnętrze (cytoplazma i wszystkie organelle) ulegają zniszczeniu.

·         Wyróżnia się następujące rodzaje tkanek stałych: okrywająca, miękiszowa, wzmacniająca,przewodząca oraz wydzielnicza.

Tkanka okrywająca

·         Tkankę ta tworzy zewnętrzną powłokę roślin, chroni ją przed niekorzystnym wpływem czynników środowiska zewnętrznego oraz przed nadmiernym parowaniem wody.

·         Tkankę okrywająca dzielimy na: pierwotną i wtórną.

·         Tkanka pierwotna u roślin zielonych, a także w młodych organach drzew i krzewów ma postać jednowarstwowej skórki.

·         W częściach nadziemnych skórka nosi nazwę epidermy, a w korzeniach ryzodermy bądźepiblemy.

Komórki epidermy:	Ściśle do siebie przylegają, są żywe i pozbawione chloroplastów (wyjątkowo chloroplasty mogą być w skórce roślin cieniolubnych). Ich zewnętrzna ściana jest pogrubiona i dodatkowo pokryta z wierzchu, czyli adkrustowana warstwą tłuszczowców. Związki te zwane są kutyną, i tworzą jednolitą powłokę otaczającą całą nadziemną część rośliny – kutykulę.
Komórki ryzodermy:	Część podziemna rośliny nie ma tej warstwy ochronnej (zazwyczaj).

·         Skórka jest tkanką niejednorodną.

·         Jej komórki przekształcają się w charakterystyczne wytwory, np. aparaty szparkowe, włoski,kolce, a także włośniki.

Aparaty szparkowe:	Są konieczne do wymiany gazowej i kontrolowania parowania wody, czyli transpiracji. Składają się z dwóch komórek szparkowych (wątrobowce – wyjątek), między którymi znajduje się szczelina. Napływ wody do tych komórek powoduje zwiększenie w nich uwodnienia, czyli turgoru. W zależności od typu aparatu szparkowego powoduje to albo wygięcie komórek (w dwuliściennych) albo ich rozsunięcie (u jednoliściennych), co prowadzi do powiększenia szczeliny. I odwrotnie, jeśli wody brakuje w komórkach. Największe skupisko aparatów szparkowych to spodnia powierzchnia liści, choć spotykane też są na wierzchu liści, na niezdrewniałych łodygach, na owocach. Nie ma ich w skórce korzenia.
Włoski:	Są tworami jedno- lub wielokomórkowymi. Spełniają różne funkcje. *Rozgałęzione włoski tworzą grubą „filcową” powłokę na liściach i łodygach, zwaną kutnerem. Taka puchata warstwa chroni roślinę przed nadmiernym nasłonecznieniem i gwałtownymi zmianami temperatury, ograniczając parowanie, a także zniechęca pasożyty. Występują m.in., u szarotki alpejskiej i dziewanny. *Włoski czepne są zaopatrzone w różnego rodzaju haczyki, dzięki którym umożliwiają roślinom przyczepienie się do podłoża. Występują m.in., u chmielu iprzytulii czepnej. *Włoski parzące pełnią funkcje obronne. Występują m.in., u pokrzywy. *Włoski wydzielnicze (gruczołowe) produkują olejki zapachowe (np. pelargonii) lub enzymy trawienne w wypadku roślin owadożernych (np. rosiczki). *Włoski są charakterystyczne dla nadziemnej części rośliny.
Kolce:	W ich tworzeniu bierze udział skórka oraz leżąca poniżej tkanka miękiszowa. W przeciwieństwie do cierni, które są skróconymi pędami, kolce nią mają własnej wiązki przewodzącej i dają łatwo się odłamać. Występują m.in., u róży, na jej łodydze.
Włośniki:	Tworzone są przez ryzodermę (skórkę korzenia) w jego szczytowej części. Są zawsze jednokomórkowe. Ich rolą jest zwiększenie powierzchni, która pobiera wodę i związki nieorganiczne (sole mineralne). Włośników nie mają rośliny wodne i żyjące w mikoryzie elektroficznej z grzybami.

Wtórna tkanka okrywająca

·         Korek (fellem) to wtórna tkanka okrywająca, tworzy się na organach wykazujących wtórny przyrost na grubość, zastępując skórkę, która z czasem odpada.

·         Korek jest wytworem fellogenu i składa się z licznych martwych komórek, z których pozostały jedynie ściany komórkowe wypełnione powietrzem. Ściany te zawierają substancje zwaną suberyną.

·         Jest on strukturą lekką i całkowicie nieprzepuszczalną dla gazów i pary wodnej. Dzięki takiej budowie korka, jest on znakomitym izolatorem termicznym. Ogranicza parowanie i wymianę gazową, dlatego wykształcone są przetchlinki, czyli miejsca w których komórki nie przylegają ściśle do siebie.

·         W przeciwieństwie do aparatów szparkowych, przetchlinki składają się z martwych komórek i są stale otwarte. Fellogen, oprócz tworzenia nowych komórek korka, często odkłada też jedną lub kilka warstw żywych komórek do wewnątrz. Mają one cechy komórek miękiszowych i zwane są fellodermą.

·         Łącznie wszystkie te trzy warstwy (korek, fellogen i felloderma) tworzą korkowicę.

Tkanka miękiszowa

·         Przez botaników bywa nazywana parenchymą, ale nie należy traktować jej jak parenchymę wypełniającą wnętrze jamy ciała płazińców.

·         Jest podstawowym rodzajem tkanek, które budują wnętrze rośliny.

·         Jej komórki są: duże, mają dużą wakuolę, cienkie ściany komórkowe, pomiędzy komórkami występują mniejsze lub większe przestwory komórkowe.

·         Podstawową postacią tej tkanki jest – miękisz zasadniczy, oprócz jego występuje też w kilku innych odmianach.

·         Charakterystyka miękiszów:

Miękisz asymilacyjny:

Jego komórki mają liczne soczewkowate chloroplasty; jego tkanka, która ma największy udział w fotosyntezie. Miękisz ten przybiera takie formy jak:

Miękisz gąbczasty: ma duże przestwory komórkowe; występuje u roślin: jednoliściennych, dwuliściennych i paprotników.

Miękisz palisadowy: zbudowany jest z komórek cylindrycznych o małych przestworach; występuje w górnej części liści u dwuliściennych i paprotników.

Miękisz wieloramienny: jego komórki mają silnie pofałdowaną powierzchnię; występuje w igłach niektórych nagonasiennych.

Miękisz spichrzowy:

Nie posiada chloroplastów; zawiera liczne ziarna materiałów zapasowych tj. skrobi, tłuszczów lub białek; występuje w organach spichrzowych roślin, czyli np. w bulwach ziemniaków, korzeniach marchewki, liści kapusty, cebuli oraz w mięsistych częściach owoców i w nasionach.

Miękisz wodonośny:

Służy do magazynowania wody; występuje u roślin mających ograniczony dostęp do wody, na przykład u kaktusów, rozchodników czy wilczomleczy, czyli u tak zwanych sukulentów.

Miękisz powietrzny (przewietrzający):

Ma bardzo rozwinięty system przestworów międzykomórkowych, tworzące prawdziwe kanały wentylacyjne, którymi gazy mogą swobodnie przemieszczać się w roślinie. Taki miękisz występuje u roślin bagiennych i wodnych mających takie organy jak (np. korzeń), w których wymiana gazowa jest utrudniona.

Tkanka wzmacniająca

·         Tkanka ta jest przystosowana do obciążeń mechanicznych występujących w środowisku lądowym.

·         Komórki tkanki wzmacniającej mają zgrubiałe ściany, ich rozmieszczenie w roślinie powoduje wytrzymałość na czynniki dynamiczne (np. wiatr), a także statyczne (np. masa liści czy owoców).

·         Wyróżnia się dwa podstawowe rodzaje tkanki wzmacniającej: kolenchymę oraz sklerenchymę:

Kolenchyma (zwarcica):

Sklerenchyma (twardzica):

·         Jest zbudowana z komórek żywych. ·         Często jej komórki zawierają chloroplasty. ·         Jej komórki mają celulozowo-pektynowe wzmocnienia. ·         Albo w narożnikach komórek –kolenchymę kątową. ·         Albo na stycznych powierzchniach kolejnych warstw komórek – kolenchymę płatową. ·         Tkanka ta występuje w ogonkach liściowych oraz w obwodowych częściach młodych łodyg zielonych. ·         Nie hamuje wzrostu tych organów, bo zbudowana jest z elastycznych komórek.

·         Jest zbudowana z komórek martwych. ·         Jej komórki zawierają często samą ścianę komórkową. ·         W tych ścianach odkłada się cukier lignina (pomiędzy włóknami celulozowymi), czyli ściany są inkrustowane ligniną. ·         Ściany te nazywa się zdrewniałymi. ·         Włókna sklerenchymatyczne to wydłużone (do 10cm w łodygach) elementy sklerenchymy. ·         Elementy sklerenchymy mogą też być graniaste bądź okrągławe i wtedy nazywane są komórkami kamiennymi lub sklereidami (tworzą takie struktury, jak łupiny nasion np. orzechy, pestki); są też rozpuszczane w tkance miękiszowej np. w pobliżu gniazda nasiennego owocu gruszy. ·         Ogólnie włókna spotyka się w łodygach, które zakończyły swój wzrost, a także w drewnie wtórnym.

Tkanka przewodząca

·         Tkanka służy do transportu substancji w roślinie.

·         Transport odbywa się w dwóch kierunkach: od korzeni do liści – woda i sole mineralne; od liści po całej roślinie, w tym też organów spichrzowych – produkty fotosyntezy (asymilaty).

·         Rośliny dużo łatwiej transportują wodę niż asymilaty.

·         Wodę przewodzą łatwiej, ponieważ parując tworzy podciśnienie wyciągające w górę następne porcje wody bez użycia energii rośliny. Nazywa się to biernym mechanizmem transportu, zwany też siłą ssącą liści.

·         Produkty fotosyntezy natomiast muszą być jakby na siłę przepychane z komórki do komórki przy użyciu energii pochodzącej ze związków chemicznych (takich jak ATP). Proces ten nazywa się transportem aktywnym.

·         Z powodu transportu aktywnego i biernego mechanizmu transportu, tkanka przewodząca dzieli się na: drewno (ksylem) oraz łyko (floem).

·         Charakterystyka drewna i łyka:

Drewno (ksylem):

Łyko (floem):

·         Służy do transportu wody i soli mineralnych (czyli mechanizm transportu biernego). ·         Zbudowane jest z martwych komórek. ·         Ewolucyjnie starsze komórki nazywa się cewkami. ·         Cewki mają wrzecionowaty kształt i liczne jamki lejkowate o złożonej budowie. ·         Jamki te składają się z dwóch „lejków” odwróconych do siebie szerszymi stronami. Pośrodku jamki znajduje się krążek – torus, zawieszony on jest na ściankach pierwotnych komórek i pełni funkcje zatyczki. ·         Przepływ wody odbywa się przez jamki z komórki do komórki, czyli nie w linii prostej. ·         Bardziej zaawansowana forma drewna stworzona jest z naczyń. ·         Naczynia to ustawione w pionowo szeregi komórki, u których zanikły poprzeczne ściany, tak że tworzą rury, którymi woda może swobodnie wędrować w górę. ·         Ścianki są wzmocnione w formie np. spiralek, pierścieni. ·         Cewki występują u paprotników i nagonasiennych, a naczynia u okrytonasiennych.

·         Przewodzi produkty fotosyntezy. ·         Zbudowane jest z komórek żywych. ·         Pierwotniejszą formą łyka są komórki sitowe, które na swojej powierzchni mają skupiska prostych jamek, tak zwane pola sitowe. ·         Bardziej zaawansowaną formą komórek łyka są rurki sitowe, ułożone podobnie jak rurki naczyniowe jedna na drugiej w ciągi komunikacyjne. ·         W takim wypadku pola sitowe ułożone są na poprzecznych ścianach rurek. ·         W dojrzałych komórkach łyka na ogół zanika jądro komórkowe, a jego funkcje częściowo przejmują jądra sąsiednich komórek przyrurkowych. ·         Komórki sitowe występują u paprotników i nagonasiennych, a rurki sitowe u okrytonasiennych.

Drewno i łyko nie są tkankami jednorodnymi. Prócz wyżej wymienionych występują też w nich: włókna drzewne i łykowe – pełniące funkcje wzmacniające oraz komórki miękiszowe – pełniące funkcje odżywcze.

·         U roślin wykazujących wtórny przyrost na grubość wyodrębnia się dwa rodzaje tkanki przewodzącej: pierwotną (tworzy się bezpośrednio z merystemów wierzchołkowych) i wtórną(tworzy się przez merystemy boczne).

·         Tkanka wydzielnicza różni się od pozostałych tym, że nie zawsze tworzy wielokomórkowe struktury.

·         Zazwyczaj komórki tej tkanki są wyspecjalizowane, wydzielające określone substancje.

·         Biorąc pod uwagę położenie, wyodrębniamy dwie grupy utworów wydzielniczych:

Powierzchniowe:

Wewnętrzne:

·         Do tej grupy należą włoski gruczołowe i miodniki – znajdują się w kwiatach okrytonasiennych i wydzielają nektar, który zwabia owady. ·         Wypotniki, inaczej szparki wodne lub hydatody wydzielają wodę w postaci płynnej (kroplami). ·         Zdarza się, że skórka pokrywająca płatki kwiatów pełni funkcje wydzielnicze i wydziela substancje zapachowe. ·         Gruczoły trawienne występują np. u rosiczki

·         Zaliczamy do nich rury mleczne, które zbudowane są z komórek, u których zanikły poprzeczne ściany. Wnętrze utworów wypełnia sok mleczny (białka, cukry, woski, garbniki, alkaloidy, kauczuk). Sok mleczny pełni także funkcje ochronną. ·         Kanały żywiczne tworzą się ze specjalnie ukształtowanych przestworów międzykomórkowych w tkance miękiszowej. Występują one najczęściej u roślin iglastych. We wnętrzu kanałów żywicznych znajduje się żywica, która zabezpiecza roślinę przed infekcjami i zwierzętami roślinożernymi. ·         Zbiorniki olejków eterycznych u pomarańczy i innych cytrusów tworzone są też w przestworach międzykomórkowych, ale powstają przez rozpad komórek wydzielniczych.