Tkanki roślinne to zespoły komórek o wspólnym pochodzeniu, podobnej budowie lub powiązanych funkcjach. Ich specjalizacja pozwala roślinie rosnąć, transportować wodę i substancje organiczne, prowadzić fotosyntezę, magazynować zapasy oraz chronić się przed środowiskiem. Podstawowy podział obejmuje tkanki twórcze, czyli merystemy, oraz tkanki stałe zbudowane z komórek zróżnicowanych.
Czym są tkanki roślinne?
Tkanka roślinna może być zbudowana z komórek jednego typu albo z kilku rodzajów komórek współpracujących przy realizacji wspólnej funkcji. Komórki są połączone plazmodesmami, czyli cienkimi pasemkami cytoplazmy przechodzącymi przez ściany komórkowe. Dzięki nim możliwa jest wymiana substancji i sygnałów między sąsiednimi komórkami.
Budowa tkanki pozostaje związana z jej funkcją. Cienkie ściany i duże przestwory międzykomórkowe ułatwiają wymianę gazową, grube i zdrewniałe ściany zwiększają odporność mechaniczną, a obecność chloroplastów umożliwia fotosyntezę.
Jak klasyfikujemy tkanki roślinne?
Tkanki można klasyfikować według kilku kryteriów. Najważniejszy dla nauki budowy roślin jest podział według zdolności komórek do podziałów. Merystemy tworzą nowe komórki, natomiast tkanki stałe są już wyspecjalizowane.
| Kryterium | Typy tkanek | Znaczenie podziału | Przykłady |
|---|---|---|---|
| Zdolność do podziałów | Twórcze i stałe | Wskazuje, czy komórki mogą intensywnie się dzielić | Merystem, epiderma, ksylem |
| Pochodzenie | Pierwotne i wtórne | Określa, z którego rodzaju merystemu powstała tkanka | Ksylem pierwotny, drewno wtórne |
| Budowa | Jednorodne i niejednorodne | Informuje, czy tkankę tworzy jeden typ komórek, czy kilka ich rodzajów | Miękisz, floem |
| Funkcja | Okrywające, przewodzące, miękiszowe, wzmacniające | Porządkuje tkanki według wykonywanych zadań | Ryzoderma, ksylem, kolenchyma |
Merystemy dają początek tkankom stałym. W czasie różnicowania komórki zmieniają kształt, wielkość, budowę ściany komórkowej oraz wielkość wakuoli. Zwykle tracą wtedy zdolność do podziałów i podejmują określoną funkcję.
Tkanki twórcze – merystemy
Merystemy są zbudowane z żywych, intensywnie dzielących się komórek. Można je traktować jako miejsca, w których roślina stale wytwarza nowe komórki. Komórki merystematyczne mają zwykle cienkie ściany, duże jądra, niewielkie wakuole i ściśle do siebie przylegają. Przestwory międzykomórkowe są w nich małe albo nie występują.
Podziały merystemów umożliwiają wzrost pierwotny, czyli wydłużanie organów, oraz wzrost wtórny, polegający na zwiększaniu ich grubości.
Merystemy pierwotne
Merystemy pierwotne funkcjonują od stadium zarodkowego. Merystemy wierzchołkowe znajdują się na końcach pędów i korzeni, gdzie tworzą stożki wzrostu. Odpowiadają za wzrost rośliny na długość. U niektórych gatunków podobną funkcję pełnią merystemy wstawowe, położone między węzłami, często u podstawy międzywęźli.
Na mikrofotografii merystem wierzchołkowy rozpoznasz po drobnych, regularnych komórkach z dużymi jądrami. Ich zwarte ułożenie i częste obrazy podziałów komórkowych odróżniają je od tkanek stałych.
Merystemy wtórne
Merystemy wtórne powstają z komórek tkanek stałych, które odzyskują zdolność do podziałów. Kambium, nazywane też miazgą, wytwarza wtórne drewno i łyko, dlatego odpowiada za przyrost łodygi i korzenia na grubość. Fellogen tworzy korkowicę, czyli wtórną tkankę okrywającą.
Do merystemów wtórnych zalicza się także kalus. Powstaje on w miejscu zranienia i uczestniczy w regeneracji uszkodzonego organu. W preparacie może mieć nieregularny kształt i nie tworzy tak wyraźnych warstw jak kambium czy fellogen.
Tkanki okrywające i przewodzące
Tkanki okrywające
Epiderma, czyli skórka, pokrywa młode części rośliny. Jest zwykle jednowarstwowa i zbudowana z żywych komórek. Jej zewnętrzna powierzchnia może być pokryta kutykulą ograniczającą utratę wody. W epidermie występują aparaty szparkowe, które regulują wymianę gazową i parowanie wody.
Ryzoderma pokrywa młode korzenie. Nie ma kutykuli, a jej komórki mogą wytwarzać włośniki zwiększające powierzchnię chłonną korzenia. Dzięki temu woda i sole mineralne łatwiej przenikają z gleby do wnętrza organu.
W starszych częściach korzeni i łodyg epidermę zastępuje korkowica. Jej zewnętrzną warstwę stanowi korek zbudowany z martwych komórek o ścianach wysyconych substancjami ograniczającymi przepuszczalność. W korkowicy występują przetchlinki, przez które zachodzi wymiana gazowa.
Tkanki przewodzące
Ksylem, czyli drewno, transportuje wodę i sole mineralne z korzeni ku częściom nadziemnym. Jego główne elementy przewodzące są martwe, pozbawione protoplastu i mają zdrewniałe ściany. Dzięki ligninie ksylem jednocześnie wzmacnia roślinę.
Floem, czyli łyko, przewodzi produkty fotosyntezy, głównie sacharozę. Jego główne elementy przewodzące są żywe, choć dojrzałe elementy sitowe mają uproszczoną budowę i współpracują z komórkami przyrurkowymi. Transport we floemie może zachodzić w różnych kierunkach, zależnie od tego, gdzie znajdują się źródła i miejsca zużycia lub magazynowania asymilatów.
| Cecha | Ksylem (drewno) | Floem (łyko) |
|---|---|---|
| Stan głównych elementów przewodzących | Najczęściej martwe komórki | Żywe elementy sitowe |
| Transportowana substancja | Woda i sole mineralne | Asymilaty, głównie sacharoza |
| Kierunek transportu | Zwykle od korzeni ku liściom | Od źródeł asymilatów do miejsc ich zużycia lub magazynowania |
| Budowa ścian | Ściany grube, często zdrewniałe | Ściany cieńsze, bez typowego silnego zdrewnienia |
Parowanie wody przez aparaty szparkowe obniża potencjał wody w liściu. Powstająca w ten sposób siła ssąca wytwarza napięcie w słupie wody znajdującym się w ksylemie i ułatwia jej przemieszczanie z korzeni przez łodygę do liści.
Tkanki miękiszowe i wzmacniające
Miękisz
Miękisz tworzą zwykle żywe komórki o cienkich ścianach. W zależności od ich budowy i zawartości pełnią funkcje fotosyntetyczne, spichrzowe, wodne lub przewietrzające.
- Miękisz asymilacyjny zawiera liczne chloroplasty i prowadzi fotosyntezę.
- Miękisz spichrzowy magazynuje skrobię, białka, tłuszcze lub inne substancje zapasowe.
- Miękisz powietrzny, czyli aerenchyma, ma duże przestwory międzykomórkowe ułatwiające transport gazów, szczególnie u roślin wodnych i bagiennych.
- Miękisz wodny gromadzi wodę, zwykle w dużych wakuolach, i występuje między innymi u sukulentów.
W liściu miękisz asymilacyjny dzieli się na palisadowy i gąbczasty. Palisadowy leży zwykle pod górną epidermą. Tworzą go wydłużone, ciasno ułożone komórki bogate w chloroplasty. Miękisz gąbczasty znajduje się bliżej dolnej epidermy. Jego luźne ułożenie i liczne przestwory międzykomórkowe ułatwiają przepływ dwutlenku węgla, tlenu i pary wodnej.
Na przekroju liścia ligustru miękisz palisadowy można rozpoznać jako zwartą warstwę wydłużonych komórek położoną pod górną skórką. Taki typ rozpoznawania tkanek często pojawia się w zadaniach maturalnych, podobnie jak identyfikacja ksylemu w wiązce przewodzącej.
Tkanki wzmacniające
Kolenchyma, czyli zwarcica, jest zbudowana z żywych komórek o nierównomiernie zgrubiałych, celulozowych ścianach. Wzmacnia młode, nadal rosnące części rośliny, takie jak łodygi, ogonki liściowe i nerwy liści. Zapewnia im podporę, ale zachowuje pewną elastyczność.
Sklerenchyma, czyli twardzica, składa się z martwych komórek o silnie zdrewniałych ścianach. Jest sztywna i odporna na rozciąganie oraz zgniatanie. Występuje między innymi w postaci włókien i sklereidów, czyli komórek kamiennych.
Najłatwiej odróżnić te tkanki na podstawie relacji między wytrzymałością a żywotnością komórek. Kolenchyma jest żywa i elastyczna, natomiast sklerenchyma najczęściej martwa i sztywna.
Jak rozpoznać tkanki roślinne pod mikroskopem?
Identyfikację warto prowadzić od cech ogólnych do szczegółowych. Pomocna jest następująca kolejność:
- Określ położenie tkanki – na obwodzie organu zwykle znajduje się tkanka okrywająca, a w jego wnętrzu miękisz, tkanki przewodzące lub wzmacniające.
- Oceń grubość ścian komórkowych – cienkie ściany wskazują najczęściej na miękisz, nierównomierne zgrubienia na kolenchymę, a silne zdrewnienie na sklerenchymę lub ksylem.
- Sprawdź obecność chloroplastów – liczne chloroplasty są cechą miękiszu asymilacyjnego, szczególnie palisadowego.
- Porównaj wielkość i ułożenie komórek – zwarte, wydłużone komórki sugerują miękisz palisadowy, a luźne komórki z dużymi przestworami miękisz gąbczasty lub powietrzny.
- Ustal, czy komórki są żywe – widoczne jądra i protoplast wskazują na tkankę żywą, natomiast puste światła i grube zdrewniałe ściany często wskazują na ksylem lub sklerenchymę.
- Rozpoznaj elementy charakterystyczne – aparaty szparkowe wskazują na epidermę, włośniki na ryzodermę, duże światła naczyń na ksylem, a płytki sitowe na floem.
Przy analizie przekroju poprzecznego łodygi lub korzenia pomocne jest także położenie względem kambium. Ksylem znajduje się po stronie wewnętrznej, a floem po zewnętrznej. W przypadku liścia warto najpierw znaleźć epidermę, a następnie sprawdzić, czy pod nią występuje zwarty miękisz palisadowy i luźniejszy miękisz gąbczasty.
Najważniejsza zasada łącząca wszystkie rodzaje tkanek roślinnych brzmi: ich budowa wynika z funkcji. Drobne komórki merystemu umożliwiają podziały, chloroplasty miękiszu pozwalają na fotosyntezę, lignina wzmacnia ksylem i sklerenchymę, a przestwory międzykomórkowe ułatwiają wymianę gazową.
