Tkanki miękiszowe i wzmacniające

Miękisz - charakterystyka i funkcje

Tkanka miękiszowa (parenchyma) jest najbardziej rozpowszechnioną tkanką roślinną występującą we wszystkich organach.  Jest najmniej wyspecjalizowaną spośród tkanek stałych, dlatego jej komórki mogą łatwo ulegać odróżnicowaniu i dawać początek merystemom wtórnym. 

Komórki miękiszowe są zazwyczaj żywe, mają cienkie celulozowe ściany komórkowe i regularny kształt. Pomiędzy nimi znajdują się przestwory międzykomórkowe, pełniące funkcje przewietrzające. 

Rodzaje miękiszu 

Ze względu na specjalizacje w kierunku pełnienia określonych funkcji wyróżnia się różne rodzaje miękiszu: zasadniczy, asymilacyjny, spichrzowy i przewietrzający. 

Miękisz zasadniczy zbudowany jest z cienkościennych, równowymiarowych komórek, które wypełniają przestrzenie pomiędzy innymi tkankami. U roślin zielnych (o niezdrewniałych łodygach) stanowi większą część łodyg i korzeni. Występuje też w dużej ilości w owocach mięsistych. 

Miękisz asymilacyjny (chlorenchyma) zbudowany jest z komórek zawierających liczne chloroplasty, dzięki którym przeprowadza fotosyntezę. Występuje w łodyżkach i listkach mszaków, a u roślin nasiennych głównie w liściach jako miękisz palisadowy, gąbczasty lub wieloramienny. 

RZZlg2zhpktqC

Na schemacie znajduje się przekrój przez strukturę liścia, w którym znajduje się miękisz asymilacyjny. Pod warstwą komórek znajdującą się na wierzchu jest miękisz palisadowy, który zbudowany jest z wydłużonych komórek ułożonych prostopadle do powierzchni liścia. Ich funkcją jest ochrona miękiszu gąbczastego przed nadmiernym natężeniem światła oraz przeprowadzanie fotosyntezy. Miękisz gąbczasty natomiast zbudowany jest z komórek różnokształtnych, pomiędzy którymi znajdują się przestwory międzykomórkowe. Ich funkcja to przeprowadzanie fotosyntezy oraz wymiana gazowa.

Na schemacie znajduje się przekrój przez strukturę liścia, w którym znajduje się miękisz asymilacyjny. Pod warstwą komórek znajdującą się na wierzchu jest miękisz palisadowy, który zbudowany jest z wydłużonych komórek ułożonych prostopadle do powierzchni liścia. Ich funkcją jest ochrona miękiszu gąbczastego przed nadmiernym natężeniem światła oraz przeprowadzanie fotosyntezy. Miękisz gąbczasty natomiast zbudowany jest z komórek różnokształtnych, pomiędzy którymi znajdują się przestwory międzykomórkowe. Ich funkcja to przeprowadzanie fotosyntezy oraz wymiana gazowa.

RA3pPEm5YxHg3

Fotografia spod skaningowego mikroskopu elektronowego w powiększeniu 186 razy przedstawia przekrój poprzeczny przez liść tytoniu. Widoczny zróżnicowany miękisz asymilacyjny - miękisz palisadowy zbudowany z wydłużonych komórek ułożonych prostopadle do powierzchni liścia oraz miękisz gąbczasty zbudowany jest z komórek różnokształtnych, pomiędzy którymi znajdują się przestwory międzykomórkowe.

R1JOJ4HJZE2P6

Uwypuklenia komórek miękiszu wieloramiennego w postaci wielokątnych, nieregularnych komórek zwiększają powierzchnię asymilacji, dzięki czemu fotosynteza jest wydajna pomimo małej powierzchni liścia. Powiększenie 300x

Uwypuklenia komórek miękiszu wieloramiennego w postaci wielokątnych, nieregularnych komórek zwiększają powierzchnię asymilacji, dzięki czemu fotosynteza jest wydajna pomimo małej powierzchni liścia. Powiększenie 300x

Miękisz spichrzowy zbudowany jest z komórek zawierających materiały zapasowe w postaci skrobi, tłuszczów lub białek. Tkanka ta występuje najczęściej w korzeniach i bulwach, rzadziej w łodygach i liściach.

Rs3avLVLYH59I

Na ilustracji znajduje się schemat przedstawiający komórki miękiszu spichrzowego. Mają kształt jasnych wielokątów wewnątrz komórki. Znajdują się w niej także pozostałe organelle komórkowe oraz jądro komórkowe w postaci ciemnego punktu.

R10TXVYKz3l6c

Na fotografii spod skaningowego mikroskopu elektronowego znajdują się ziarna skrobi w bulwach ziemniaka. Komórki ziemniaka mają postać wielokątów, wewnątrz widoczne są owalne, bezładnie rozrzucone ziarna skrobi.

Odmianą miękiszu spichrzowego jest miękisz wodny (wodonośny), wyspecjalizowany w gromadzeniu wody. Tworzą go cienkościenne komórki wypełnione jedną dużą wakuolą. W wakuolach znajdują się substancje śluzowe, które pod wpływem wody pęcznieją, co umożliwia jej magazynowanie. Miękisz wodny jest dobrze rozwinięty u sukulentówsukulentysukulentów, u których może występować w liściach, np. u aloesu (Aloe), łodygach, np. u kaktusów (Cactaceae), i rzadziej w korzeniach, np. u pelargonii (Pelargonium).

RhdUGmecKegwi

Na fotografii spod mikroskopu świetlnego w powiększeniu czterystukrotnym widoczne są komórki miękiszu wodnego znajdujące się w łodydze kaktusa. Mają postać przylegających do siebie, okrągłych struktur otoczonych niebieską ścianą komórkową.

Miękisz powietrzny (aerenchyma) charakteryzuje się obecnością dużych przestworów międzykomórkowych tworzących ciągły system kanałów wypełnionych powietrzem. 

Typowo wykształcony miękisz powietrzny występuje u roślin wodnych, u których przestwory międzykomórkowe stanowią magazyn dwutlenku węgla (wykorzystywanego w procesie fotosyntezy) i tlenu (wykorzystywanego w procesie oddychania wewnątrzkomórkowego). Obecność gazów oddechowych wewnątrz organizmu rośliny zmniejsza jej ciężar właściwy i ułatwia unoszenie się organów w toni wodnej lub na powierzchni wody. Zapewnia to roślinom lepszy dostęp do światła słonecznego.

RnpxToeMk7F3i

Na schemacie znajduje się miękisz powietrzny. Składa się z szeregu komórek, które tworzą wielokąty. Między nimi znajdują się duże przestwory międzykomórkowe wypełnione powietrzem.

RniPERmzgPvj9

Fotografia w powiększeniu stukrotnym przedstawia fragment przekroju poprzecznego przez łodygę rdestnicy. Zbudowany jest z komórek tworzy wielokąty, między którymi znajdują się wolne, puste przestrzenie.

Tkanki wzmacniające - rodzaje i charakterystyka

Tkanki wzmacniające pełnią funkcje mechaniczne, nadając roślinom niezbędną wytrzymałość i elastyczność. Ich wykształcenie było kluczowym krokiem ewolucyjnym w opanowaniu lądu. W środowisku lądowym, gdzie gęstość powietrza jest blisko 800 razy mniejsza niż wody, tkanki te umożliwiają roślinom zachowanie odpowiedniego pokroju i pionowej postawy, nawet w warunkach znacznego odwodnienia. 

Wyróżnia się dwa rodzaje tkanek wzmacniających, różniących się między sobą budową i właściwościami: kolenchymę (zwarcicę) oraz sklerenchymę (twardzicę). 

Kolenchyma - charakterystyka i funkcje

Kolenchyma zbudowana jest z żywych, wydłużonych komórek, otoczonych pierwotną i celulozową ścianą komórkową o charakterystycznych zgrubieniach.  W zależności od ich rodzaju wyróżnia się:

• kolenchymę kątową – zgrubienia ściany komórkowej znajdują się w kątach komórki, w miejscu styku z komórkami sąsiadującymi;

• kolenchymę płatową – zgrubienia ściany komórkowej układają się wzdłuż ścian równoległych do powierzchni organu rośliny;

• kolenchymę włóknistą – ściana komórkowa jest równomiernie zgrubiała.

Komórki kolenchymy ściśle do siebie przylegają, tworząc w roślinie zwarte pasma lub ciągłe warstwy. Obecność zgrubień celulozowych zapewnia tkance dużą wytrzymałość na rozerwanie. Jednocześnie, dzięki elastyczności ścian komórkowych, kolenchyma nie ogranicza wzrostu wydłużeniowego organów. Z tego względu występuje głównie w młodych, intensywnie rosnących częściach rośliny, takich jak ogonki liściowe czy obwodowe części łodyg. Komórki kolenchymy zawierają często chloroplasty i mogą przeprowadzać fotosyntezę.

RllstkH4wpSZv

Na zdjęciu zaznaczona została kolenchyma kątowa w ogonku liściowym. Znajduje się w rogach białych komórek w postaci niebieskich trójkątów ułożonych regularnie na ich obwodzie - zgrubienia ściany komórkowej wybarwiono na niebiesko.

Sklerenchyma - charakterystyka i funkcje

Sklerenchyma zbudowana jest zazwyczaj z komórek martwych, otoczonych silnie zgrubiałą, wtórną i zdrewniałą (wysyconą ligninąligninaligniną) ścianą komórkową. Wyróżnia się dwa rodzaje komórek sklerenchymatycznych: 

• włókna sklerenchymatyczne (stereidy) – silnie wydłużone komórki o zwężonych końcach, długości wynoszącej w przybliżeniu od 1 do 2 mm i średnicy około 20 µm, mające bardzo grubą i silnie zdrewniałą ścianę komórkową;

• komórki kamienne (sklereidy) – komórki o różnych kształtach: równowymiarowe, wydłużone, nieregularnie rozgałęzione z bardzo grubą i silnie zdrewniałą ścianą komórkową.

R14f9Um6ARBIP

Na ilustracji przedstawione są rodzaje komórek występujących w sklerenchymie. Na górze schematu widoczne jest włókno sklerenchymatyczne (stereid) w przekroju podłużnym. Jest to silnie wydłużona komórka o zwężonych końcach; posiada bardzo grubą ścianę komórkową. Poniżej znajduje się włókno sklerenchymatyczne w przekroju poprzecznym. Składa się z wielokątnych, przylegających do siebie komórek o ciemnozielonej ścianie komórkowej i białym jądrze w centralnej części. Po prawej stronie znajdują się komórki kamienne w skupisku. Mają również kształt wielokątów, posiadają grubą i silnie zdrewniałą ścianę komórkową. Na schemacie zaznaczone jest światło komórki oraz jamki – krzyżujące się kanały ułatwiające sąsiadującym komórkom roślinnym komunikację.

Włókna sklerenchymatyczne występują zazwyczaj w postaci pasm lub warstw, w których komórki zachodzą na siebie zwężonymi końcami. Zwarta struktura i obecność ligniny w ścianach komórkowych nadaje tkance odporność na zginanie i rozciąganie. Włókna sklerenchymatyczne występują w różnych miejscach rośliny. W liściach tworzą pochwy sklerenchymatyczne wokół wiązek przewodzących. W łodygach i korzeniach układają się w pierścienie, które wzmacniają korę pierwotną i walec osiowy. Mogą też występować jako elementy tkanek niejednorodnych, w postaci włókien drzewnych w drewnie i włókien łykowych w łyku.

Komórki kamienne mogą występować pojedynczo, jako idioblasty, w różnych tkankach rośliny, np. w miękiszu zasadniczym tworzącym miąższ owocu gruszy.  Komórki te mogą też budować zwartą i jednolitą tkankę, np. w łupinach wielu owoców, np. orzechów włoskich.

Porównanie kolenchymy i sklerenchymy

Podsumowanie

• Tkanka miękiszowa (parenchyma) jest najbardziej rozpowszechnioną tkanką roślinną występującą we wszystkich organach. W zależności od pełnionej funkcji wyróżnia się miękisz: zasadniczy (główny budulec ciała rośliny), asymilacyjny (przeprowadza fotosyntezę), spichrzowy (gromadzi materiały zapasowe lub wodę) i powietrzny (tworzy kanały przewietrzające).

• Tkanki wzmacniające pełnią funkcje mechaniczne, nadając roślinom niezbędną wytrzymałość i elastyczność. Wyróżnia się: kolenchymę i sklerenchymę.

• Kolenchyma jest tkanką żywą o celulozowych ścianach komórkowych, zwykle nierównomiernie zgrubiałych. Na podstawie układu zgrubień wyróżnia się kolenchymę: kątową (zgrubienia w kątach komórek), płatową (zgrubienia na ścianach komórkowych równoległych do powierzchni organu) i włóknistą (komórki silnie wydłużone, równomiernie zgrubiałe).

• Kolenchyma zapewnia organom roślinnym wytrzymałość na rozerwanie i elastyczność; występuje w rosnących organach; może zawierać chloroplasty i przeprowadzać fotosyntezę.

• Sklrenchyma jest zbudowana najczęściej z komórek martwych o silnie zgrubiałych ścianach wtórnych, wysyconych ligniną. Wyróżnia się dwa typy komórek sklerenchymatycznych: włókna sklerenchymatyczne i sklereidy. 

• Sklerenchyma zapewnia wytrzymałość na zginanie i rozciąganie. Występuje w postaci pojedyncznych komórek rozproszonych w innych tkankach lub w postaci zwartych pasm, np. pochwy sklerenchymatyczne wokół wiązek przewodzących lub warstw, np. w łupinach owoców.

Ćwiczenia utrwalające

Informacja do ćwiczeń 7 i 8

Łupina orzecha włoskiego (Juglans regia) jest jedną z najtwardszych w świecie roślin. Komórki budujące łupinę twardnieją wraz z dojrzewaniem orzecha. Proces twardnienia rozpoczyna się od odkładania pewnej substancji w pektynowej sieci pomiędzy komórkami. Wraz z upływem czasu komórki tracą protoplasty i obumierają.