Rodzaje tkanek roślinnych. Budowa i funkcje tkanek roślinnych

Wiele zadań spotykanych w arkuszach maturalnych zawiera pytania o tkanki roślinne. Matura z biologii może obejmować m.in. zadania dotyczące rozpoznawania tkanek roślinnych na schematach, mikrofotografiach lub na podstawie opisu. Dlatego w naszym dzisiejszym artykule przyjrzymy się dokładnie właśnie tym zagadnieniom. Zaczniemy od odpowiedzi na pytanie, czym są tkanki roślinne, następnie przejdziemy do klasyfikacji tkanek roślin i zwrócimy uwagę, w jaki sposób budowa każdej z nich stanowi przystosowanie do pełnionych funkcji.

Spis treści

• Tkanki roślinne – definicja
• Klasyfikacja tkanek roślinnych: tkanki pierwotne i tkanki wtórne
• Podstawowy podział tkanek roślinnych: tkanki twórcze i tkanki stałe
• Tkanki twórcze, czyli merystemy pierwotne i wtórne
• Merystemy pierwotne – rodzaje
• Merystem wierzchołkowy – budowa i funkcje
• Merystemy wtórne – rodzaje
• Budowa i funkcje kambium
• Co to jest fellogen? Budowa i funkcje fellogenu
• Kalus – budowa i funkcje
• Tkanki stałe roślin, czyli tkanki wyspecjalizowane do pełnienia różnych funkcji
• Tkanki okrywające roślin – ich rodzaje i charakterystyka
• Budowa i funkcje epidermy (skórki)
• Budowa i funkcje ryzodermy (skórki w części podziemnej)
• Jakie funkcje pełni korkowica? Jaka jest budowa korkowicy?
• Tkanki przewodzące roślin – ich typy i najważniejsze cechy
• Budowa i funkcje drewna (ksylemu)
• Łyko (floem) – budowa i funkcje
• Tkanki miękiszowe roślin – klasyfikacja i funkcje
• Miękisz zasadniczy – budowa i funkcje
• Budowa i funkcje miękiszu asymilacyjnego
• Miękisz spichrzowy – budowa i funkcje
• Miękisz powietrzny (aerenchyma) – budowa i funkcje
• Miękisz wodny – budowa i funkcje
• Tkanki wzmacniające roślin – rodzaje i funkcje
• Czym jest kolenchyma (zwarcica)? Budowa i funkcje kolenchymy
• Twardzica (sklerenchyma) – budowa i funkcje
• Układy tkankowe roślin oraz ich funkcje
• Tkanki roślinne na maturze z biologii

Tkanki roślinne – definicja

Na początek postaraj się zrozumieć i zapamiętać definicję tkanek roślinnych: są to zespoły komórek o wspólnym pochodzeniu i podobnej budowie, wyspecjalizowane do pełnienia określonych funkcji. Tkanki roślinne to podstawowe struktury budowy roślin – w całym organizmie tworzą one razem złożony, precyzyjnie działający "system" biologiczny. Właśnie dzięki niemu organizmy roślin są zdolne do różnych funkcji życiowych (wzrostu, odżywiania, oddychania, rozmnażania się, wydalania), a także mogą skutecznie przystosowywać się do zmiennych warunków środowiska.

Klasyfikacja tkanek roślinnych: tkanki pierwotne i tkanki wtórne

Często spotykana klasyfikacja obejmuje podział na typy tkanek roślin na podstawie ich pochodzenia i budowy. W tym ujęciu wyróżniamy:

• Tkanki pierwotne – powstają z merystemów pierwotnych (tzn. obecne są już na etapie zarodka rośliny i występują już we wczesnych etapach jej rozwoju). Przykładem może być tu pierwotna tkanka przewodząca obecna w młodych pędach.
• Tkanki wtórne – rozwijają się z merystemów wtórnych (np. kambium albo fellogenu) i odpowiadają za przyrost wtórny, czyli pogrubianie łodyg i korzeni. Więcej informacji o wymienionych powyżej tkankach znajdziesz w dalszej części naszego artykułu.

Klasyfikacja tkanek roślinnych: tkanki twórcze i tkanki stałe

Tkanki roślin możemy usystematyzować na kilka różnych sposobów, w zależności od tego, jakie kryteria przyjmiemy. Najważniejsza klasyfikacja tkanek roślinnych jest jednak prosta – obejmuje podział na dwie grupy:

• Tkanki twórcze roślin – to te, które odpowiadają za za wzrost i rozwój rośliny, umożliwiając jej rozrastanie się w różnych kierunkach. Tkanki twórcze mają również drugą nazwę: merystemy.
• Tkanki stałe roślin – są wyspecjalizowane do pełnienia określonych funkcji, np. transportu substancji odżywczych, magazynowanie substancji odżywczych, czy też pełnienia funkcji ochronnych.

Poniżej znajdziesz fragment lekcji z Kursu teoretycznego Medream z biologii maturalnej, który wprowadza do tematu tkanek twórczych i stałych roślin oraz do tematu merystemów pierwotnych:

(Film jest częścią Kursu teoretycznego z biologii maturalnej Medream - całość możesz obejrzeć po wykupieniu dostępu do kursu lub wybranych modułów: medream.edu.pl/sklep).

To jednak nie wszystko – obie te duże grupy możemy podzielić na wiele rodzajów tkanek roślinnych. Omówimy teraz każdą z nich.

Tkanki twórcze, czyli merystemy pierwotne i wtórne

Merystemy to tkanki roślinne, które możemy porównać do biologicznych "silników napędowych", dzięki którym rośliny mogą rosnąć i rozwijać się. Zapamiętaj jednak, że merystemy dzielą się dwie mniejsze grupy:

• Merystemy pierwotne – dzięki którym rośliny mogą rosnąć na długość (czyli zwiększa się ich wysokość).
• Merystemy wtórne – dzięki którym rośliny rosną na grubość (czy zwiększa się średnica ich przekroju).

Ponieważ jednak, jak już wspomnieliśmy, tkanki roślinne są wyspecjalizowane do pełnienia różnych funkcji, merystemy pierwotne i wtórne możemy podzielić na jeszcze mniejsze podgrupy. Zajmiemy się teraz ich omówieniem.

Merystemy pierwotne – rodzaje

Jak już wiesz, podstawowa funkcja merystemów pierwotnych to umożliwianie wzrostu rośliny na długość. Do tej grupy tkanek należą merystemy wierzchołkowe, merystemy wstawowe i niektóre tkanki zarodnikotwórcze. Zobacz, w jaki sposób swoją funkcję realizuje najczęściej opisywany typ merystemu pierwotnego, czyli merystem wierzchołkowy:

Merystem wierzchołkowy – budowa i funkcje

Merystem wierzchołkowy należy do merystemów pierwotnych, a więc również do tkanek twórczych roślin. Znajduje się on na końcach łodyg i korzeni rośliny i tworzy tzw. stożek wzrostu – takie umiejscowienie jest bezpośrednio związane z jego funkcją. Merystem wierzchołkowy odpowiada bowiem za wydłużanie pędów i korzeni, aby roślina mogła uzyskać odpowiednią ilość światła (wzrost ku górze) i miała dostęp do wody oraz składników mineralnych (wzrost w głąb gleby). W tym celu komórki merystemów wierzchołkowych muszą ulegać intensywnym podziałom.

Jak wygląda merystem wierzchołkowy?

Jak rozpoznać merystemy wierzchołkowe na schemacie? Zapamiętaj, że będą one widoczne na samym szczycie łodygi (pędu) rośliny oraz jej korzenia. Ich komórki są bardzo drobne, o dość regularnym kształcie, ściśle upakowane i mocno do siebie przylegające (niemal bez przestrzeni międzykomórkowych). Ściany komórek są cienkie, wakuloe – bardzo małe, za to w centralnej części komórek można zauważyć duże, wyraźne jądra komórkowe, często w różnym stadium mitozy (ponieważ charakterystyczna dla tkanek twórczych jest właśnie zdolność ich komórek do podziału). W merystemach wierzchołkowych nie zauważysz żadnej widocznie różnicującej się tkanki w środku.

Merystemy wtórne – rodzaje

Podstawowa funkcja merystemów wtórnych to zapewnienie roślinom przyrostu na grubość. Skąd wzięła się ich nazwa (merystemy wtórne)? Wiąże się ona z tym, że komórki tkanek stałych, z których powstają merystemy wtórne, uzyskują wtórną zdolność do podziału. Zobacz, w jaki sposób swoje funkcje realizują poszczególne rodzaje merystemów wtórnych:

Budowa i funkcje kambium

Co to jest kambium? Jest to tak zwany merystem wtórny, czyli tkanka twórcza rośliny odpowiadająca za pogrubianie się pędów i korzeni. Zwróć uwagę, że zwiększanie średnicy nazywamy przyrostem wtórnym, dlatego kambium nazywamy – analogicznie – merystemem wtórnym. Druga spotykana nazwa to: merystem boczny. Jakie funkcje pełni kambium? Odpowiadając za przyrost rośliny na grubość tworzy nowe tkanki przewodzące i sprawia, że staje się ona silniejsza i bardziej wytrzymała. Szczególnie wyraźnie można zauważyć to w poprzecznych przekrojach pni drzew, w których dzięki kambium powstają tak zwane słoje roczne.

Jak wygląda kambium?

Jak rozpoznać merystemy wtórne na schemacie? Na schemacie rośliny znajdziesz tę tkankę jako ciągły "pierścień", czyli linię o grubości jednej–dwóch komórek, oddzielającą drewno od łyka i znajdującą się między wiązkami. W przekroju podłużnym kambium zobaczysz natomiast długie, wąskie, równoległe „włókna” (tak zwane inicjały wrzecionowate) – ta tkanka wygląda jak cieniutka taśma wciskająca się pomiędzy dwa różne kolory tkanek przewodzących.

Budowa kambium - schemat 
[Pobierz ten plik w PDF - kliknij tutaj]

Co to jest fellogen? Budowa i funkcje fellogenu

Czym jest fellogen? To kolejny już merystem wtórny, którym zajmiemy się w naszym artykule. Jako tkanka korkotwórcza nie tylko umożliwia roślinie przyrost na grubość, ale także pełni funkcję ochronną – zabezpiecza rośliny przed utratą wody, a także przed uszkodzeniami mechanicznymi. Zapamiętaj, że fellogen tworzy dwie warstwy. Warstwa zewnętrzna to nieprzepuszczalny korek. Natomiast warstwa wewnętrzna – czyli felloderma – to tkanka miękiszowa, która uczestniczy w magazynowaniu składników odżywczych, podtrzymuje funkcje metaboliczne, a także uczestniczy w procesie fotosyntezy (jeśli zawiera chloroplasty – a tak dzieje się w przypadku fellodermy w częściach nadziemnych rośliny). Korek i felloderma razem nazywane są korkowicą.

Jak rozpoznać fellogen?

Po czym poznać fellogen na zdjęciach mikroskopowych? Jego komórki w przekroju poprzecznym mają kształt zbliżony do prostokątów. Fellogenu szukaj tuż pod warstwą martwych komórek korka albo – w młodych częściach rośliny – bezpośrednio pod epidermą. Po stronie zewnętrznej zauważysz komórki korka o grubych ścianach, jaśniejszej barwy. Natomiast po stronie wewnętrznej zobaczysz jednolitą strefę z 2 – 3 warstw prostokątnych, ściśle przylegających komórek żywych – będzie to felloderma.

Kalus – budowa i funkcje

Kalus to tkanka twórcza, która również należy do merystemów wtórnych i pełni funkcję regeneracyjną. Kalus pojawia się w miejscach, w których roślina uległa uszkodzeniu w wyniku np. złamania przez wiatr, czy też pogryzienia przez roślinożerne zwierzę. Komórki kalusa ulegają intensywnym podziałom, dzięki którym szybko tworzą nową tkankę, pokrywającą uszkodzone miejsca i wypełniającą powstałe ubytki. W ten sposób uszkodzenia ulegają zagojeniu. Ludzie wykorzystują tę zdolność regeneracji w ogrodnictwie i rolnictwie, np. do szczepienia roślin.

Jak znaleźć kalus na rysunku?

Na maturze istotne może być dla Ciebie rozpoznawanie kalusa na schemacie. Szukaj go w miejscu uszkodzenia rośliny. Wyglądem będzie przypominał bezkształtną, pulchną „szyszkę” zbudowaną z komórek – nieregularnie upakowaną, bez pierścieni czy warstw. Jego cechy to również brak wyraźnej granicy oddzielającej od okolicznych tkanek, komórki różnej wielkości, często lekko jaśniejsze ku środkowi (ze względu na większe wakuole).

Tkanki stałe roślin, czyli tkanki wyspecjalizowane do pełnienia różnych funkcji

Obok tkanek, które odpowiadają za wzrost, rozwój i ochronę rośliny, możemy wyróżnić również tkanki stałe – składające się z komórek, które po zakończeniu podziału wyspecjalizowały się w realizacji określonych zadań i utraciły zdolność do dzielenia się. Możemy podzielić je na cztery główne grupy:

• Tkanki okrywające roślin – które stanowią ochronę rośliny przed czynnikami ze środowiska zewnętrznego.
• Tkanki przewodzące roślin – specjalizujące się w transporcie wody, substancji mineralnych i produktów fotosyntezy.
• Tkanki miękiszowe roślin – które biorą udział w procesie odżywiania (fotosyntezy), oddychania, a także magazynowaniu składników odżywczych.
• Tkanki wzmacniające roślin – odpowiadające za wytrzymałość mechaniczną.

Tkanki okrywające roślin – ich rodzaje i charakterystyka

W książkach na temat botaniki znajdziesz kilka rodzajów tkanek okrywających, ale my skupimy się na trzech najważniejszych – są to: epiderma i ryzoderma oraz korkowica.

Budowa i funkcje epidermy (skórki w części nadziemnej)

Epiderma to tkanka okrywająca roślin, która jest zbudowana z żywych komórek. To bardzo ważna cecha! Skórka pokrywa przede wszystkim młode części roślin i pełni kilka ważnych funkcji: zabezpiecza przed szkodliwym promieniowaniem UV, zapobiega nadmiernemu odparowywaniu wody, a także w pewnym stopniu zabezpiecza przed uszkodzeniami mechanicznymi. Co ciekawe, w epidermie znajdują się aparaty szparkowe – każdy z nich składa się z dwóch wyspecjalizowanych komórek szparkowych, oddzielonych wolną przestrzenią (szparką), które pozwalają na pobieranie ze środowiska dwutlenku węgla, a jednocześnie uniemożliwiają zbytnie odparowanie wody.

Jak wygląda epiderma?

Jeśli na maturze otrzymasz polecenie, by rozpoznać epidermę na schemacie lub zdjęciu, będzie to jedna ciągła warstwa ściśle do siebie przylegających, prawie przezroczystych komórek na samym obrzeżu organu rośliny. Zazwyczaj nie mają one chloroplastów (choć zdarzają się wyjątki). Komórki epidermy są żywe, mają cienkie ściany. W skórce nie zauważysz żadnych pierścieni czy też zgrubień. Na zdjęciu natomiast epiderma pokryta będzie błyszczącą kutykulą, widoczne też będą aparaty szparkowe.

Budowa skórki i miękiszu roślin - schemat 
[Pobierz ten plik w PDF - kliknij tutaj]

Budowa i funkcje ryzodermy (skórki w części podziemnej)

Ryzoderma to kolejna tkanka okrywająca - zewnętrzna, jednowarstwowa powłoka młodych korzeni. Jej żywe komórki mają bardzo cienkie ściany, brak na nich kutykuli, a w ich środku nie napotkamy chloroplastów. Wszystko po to, by możliwe było spełnianie najważniejszej funkcji ryzodermy: by woda z gleby mogła swobodnie przenikać do wnętrza korzenia. W strefie różnicowania część komórek wydłuża się we włośniki – rurkowate wyrostki, które setki razy zwiększają powierzchnię chłonną korzeni i ułatwiają roślinie mocne zakorzenienie w podłożu.

Jak rozpoznać ryzodermę?

Na schemacie poprzecznym lub preparacie mikroskopowym korzenia szukaj pojedynczej warstwy drobnych, ściśle przylegających komórek pokrywającej jego obwód. Od ściany zewnętrznej mogą odchodzić cienkie rurki (włośniki). Nie zobaczysz tu kutykuli, aparatów szparkowych ani wielowarstwowego korka – pod ryzodermą od razu zaczyna się miękisz kory pierwotnej.

Jakie funkcje pełni korkowica? Jaka jest budowa korkowicy?

Korek to tkanka okrywająca roślin, która – w przeciwieństwie do epidermy – zbudowana jest z martwych komórek. Mimo że korkowica jest martwa, w jej budowie możemy wskazać zróżnicowane elementy, np. felem, felogen i felodermę. Funkcją korkowicy jest ochrona starszych części roślin, ochrona przed nadmiernym odparowywaniem wody, a także przed niekorzystnymi warunkami środowiska zewnętrznego. Zapamiętaj również, że w niektórych miejscach znajdują się przetchlinki, czyli luźno ułożone komórki korka, które umożliwiają roślinie wymianę gazową.

Jak wygląda korek?

Aby rozpoznać korek na preparacie mikroskopowym czy rysunku, zwróć uwagę na jego umiejscowienie. Znajdzie się on tuż pod epidermą lub w miejscu, w którym dawniej się ona znajdowała. Będzie to kilka–kilkanaście warstw „cegiełek” – prostokątnych martwych komórek, z wyraźnie grubymi, zbrązowiałymi ścianami. Warstwa wygląda jak ciemniejszy, wielowarstwowy „mur”. Czasem przerywana jest soczewkowatymi okienkami (to właśnie przetchlinki).

Budowa korkowicy - schemat 
[Pobierz ten plik w PDF - kliknij tutaj]

Tkanki przewodzące roślin – ich typy i najważniejsze cechy

Wyróżniamy tylko dwa rodzaje tkanek przewodzących: drewno, czyli ksylem oraz łyko, czyli floem. Ich głównym zadaniem jest transport wody, soli mineralnych, a także produktów fotosyntezy.

Budowa i funkcje drewna (ksylemu)

Drewno to tkanka przewodząca, która pełni dwie główne funkcje: transportuje wodę i sole mineralne z korzeni do liści oraz odpowiada za mechaniczne wzmacnianie całego organizmu (pnie drzew zawdzięczają sztywność właśnie drewnu). Zdecydowaną większość ksylemu tworzą martwe, zgrubiałe komórki. Ich ściany są wysycone ligniną, dzięki której uzyskują odpowiednią sztywność i wodoodporność. Natomiast między naczyniami przewodzącymi znajdują się włókna drzewne (których funkcją jest dodatkowe zwiększanie wytrzymałości drewna), a także żywe komórki miękiszowe (ich funkcja to z kolei magazynowanie wody i substancji zapasowych).

Jak znaleźć ksylem na preparacie mikroskopowym?

Na przekroju poprzecznym (czyli przy cięciu w "plasterki") rozpoznasz drewno po dużych, okrągłych lub wielokątnych „dziurach” – są to światła naczyń; ich ściany są grube i zabarwione ciemniej niż otaczające tkanki (ze względu na ligninę). Na schemacie drewno będzie znajdować się po wewnętrznej stronie kambium (czyli bliżej środka łodygi lub korzenia). Natomiast w przekroju podłużnym (czyli przy cięciu na "deseczkę") widać długie rurki lub wrzeciona. Nie zauważysz tu poprzecznych przegród, ponieważ komórki są już martwe i połączone w ciągły przewód. Jeśli więc widzisz tkankę o grubych, zdrewniałych ścianach komórkowych, pełną pustych cewek lub naczyń, położoną tuż „za” kambium – to niemal na pewno jest to drewno.

Budowa drewna - schemat 
[Pobierz ten plik w PDF - kliknij tutaj]

Łyko (floem) – budowa i funkcje

Floem – drugi rodzaj tkanki przewodzącej roślin – to system rurek, przez które produkty fotosyntezy (głównie sacharoza) transportowane są z miejsc produkcji – liści – do miejsc, w którym będą one spalane (zużywane) lub magazynowane. Transport odbywa się w obu kierunkach (od liści do korzeni i od korzeni do liści), w zależności od aktualnych potrzeb rośliny. Główne elementy przewodzące łyka to żywe rurki sitowe: wydłużone szeregi komórek, z licznymi otworkami (sitami), którymi płynie sok. Każdej rurce towarzyszy komórka przyrurkowa, która zaopatruje komórki w energię i dostarcza RNA, (ponieważ dojrzałe elementy sitowe pozbywają się własnego jądra oraz aparatu Golgiego, a także mają małą liczbę mitochondriów, aby nic nie blokowało przepływu).

Jak wygląda floem?

Aby pokazać łyko na schemacie poprzecznym łodygi lub korzenia, znajdź kambium i popatrz na tkankę po jego wewnętrznej stronie – zwykle cieńszą od drewna. Komórki łyka są mniejsze, mają cienkie ściany i są ściślej upakowane niż w ksylemie. W przekroju podłużnym łatwo wypatrzysz długie „wagoniki” rurek sitowych przedzielone poprzecznymi płytkami z tysiącami drobnych porów, a obok każdej rurki zobaczysz mniejszą komórkę przyrurkową.

Budowa łyka - schemat 
[Pobierz ten plik w PDF - kliknij tutaj]

Tkanki miękiszowe roślin – klasyfikacja i funkcje

Omówimy teraz grupę struktur roślinnych, które pełnią bardzo ważne i zróżnicowane funkcje. Tkanki miękiszowe uczestniczą w procesach fotosyntezy, biorą udział w wymianie gazowej i odpowiadają za magazynowanie substancji odżywczych.

Miękisz zasadniczy – budowa i funkcje

Miękisz zasadniczy to tkanka miękiszowa nazywana też miękiszem wypełniającym. Do funkcji miękiszu zasadniczego należą: utrzymywanie kształtu organów roślinnych (dzięki turgorowi komórek), magazynowanie wody i substancji zapasowych (cukrów, białek), a także udział w budowie kory pierwotnej i rdzenia, przez które mogą przebiegać wiązki przewodzące. Tak naprawdę zatem miękisz wypełniający – zgodnie ze swoją nazwą – wypełnia przestrzenie między innymi tkankami. Znajdziesz go w łodygach, ogonkach liściowych, korzeniach, a nawet we wnętrzu liści. Co więcej: jego komórki mogą przekształcać się w inne, np. wytworzyć kalus, jeśli roślina ulegnie zranieniu.

Jak wygląda miękisz zasadniczy?

Na schemacie lub mikrofotografii miękisz zasadniczy rozpoznasz po dużych, prawie kulistych komórkach o bardzo cienkich ścianach. Komórki te są dość luźno rozmieszczone, a między nimi znajdują się spore przestrzenie międzykomórkowe (wyglądają jak jasne „pęcherzyki”). Nie znajdziesz tu chloroplastów (chyba że tkanka przekształciła się w miękisz asymilacyjny) ani pogrubionych ścian. Na zdjęciach mikroskopowych kolor preparatu może być jaśniejszy niż drewna czy łyka.

Budowa i funkcje miękiszu asymilacyjnego

Miękisz asymilacyjny należy do tkanek miękiszowych roślin. Najważniejszą funkcją miękiszu asymilacyjnego jest uczestniczenie w procesie fotosyntezy i produkcji cukrów. Komórki tej tkanki są żywe, bogate w chloroplasty i ułożone tak, aby maksymalnie wykorzystać światło docierające do rośliny. W liściach okrytonasiennych możemy wyróżnić dwa podtypy miękiszu asymilacyjnego: miękisz palisadowy i miękisz gąbczasty.

Jakie są funkcje miękiszu asymilacyjnego palisadowego?

Miękisz palisadowy (znajduje się tuż pod górną epidermą) składa się z wydłużonych, cylindrycznych komórek ustawionych pionowo – dzięki takiemu przystosowaniu komórki wzajemnie się nie zaciemniają, każda z nich może „złapać” promienie słoneczne.

Jakie funkcje pełni miękisz asymilacyjny gąbczasty?

Natomiast miękisz gąbczasty (występuje bliżej dolnej skórki) ma luźno rozmieszczone, nieregularne komórki z dużymi przestrzeniami międzykomórkowymi. Takie przystosowanie co ułatwia cyrkulację CO₂ i O₂ oraz odprowadzenie pary wodnej (czyli transpirację).

Jak wygląda miękisz asymilacyjny?

Sprawdźmy teraz, jak znaleźć miękisz asymilacyjny na rysunku. Jeśli masz przed sobą przekrój poprzeczny liścia, miękisz asymilacyjny będzie znajdował się pomiędzy obiema epidermami. Pierwszy rzuca się w oczy miękisz palisadowy – jest to jedna lub dwie zwarte warstwy długich, prostopadłych do powierzchni komórek (przypomina równy „płotek” ciemnozielonych słupków). Pod nim zaczyna się miękisz gąbczasty – jego komórki są mniejsze, bardziej kanciaste lub kuliste, a między nimi zauważysz wyraźne, nieregularne „dziury” (przestrzenie powietrzne). Komórki wyglądają, jakby były luźno rozrzucone.

Miękisz spichrzowy – budowa i funkcje

Miękisz spichrzowy jest roślinną tkanką miękiszową, która stanowi magazyn zapasów. Najważniejsza funkcja miękiszu spichrzowego to gromadzenie w komórkach skrobi, ale też np. białek lub tłuszczów – w zależności od gatunku rośliny oraz organu, w którym miękisz się znajduje. Tkankę tę znajdziesz np. w bulwach ziemniaka, korzeniach marchwi i buraka, cebulach, nasionach (bielmo, liścienie) czy w rdzeniu młodych pędów. Żywe komórki z dużymi wakuolami utrzymują wysoki turgor, dzięki czemu rośliny zachowują mięsistość.

Jak poznać miękisz spichrzowy?

Jeśli otrzymasz zadanie, by rozpoznać miękisz spichrzowy na preparacie, szukaj tkanki o dużych, niemal kulistych komórkach z cienkimi ścianami. Komórki przylegają do siebie ściśle – przestrzenie międzykomórkowe są małe lub ich brak, bo maksymalna część objętości ma służyć magazynowaniu. Natomiast wewnątrz komórek zobaczysz liczne ziarna skrobi (a czasem krople oleju). I jeszcze jedna ważna uwaga: przy barwieniu jodyną ziarna skrobi ściemnieją na granatowo–czarno, więc jeśli natrafisz na taką reakcję preparatu w opisie doświadczenia, masz pewność, że badaną tkanką jest miękisz spichrzowy.

Budowa miękiszu spichrzowego - schemat 
[Pobierz ten plik w PDF - kliknij tutaj]

Miękisz powietrzny (aerenchyma) – budowa i funkcje

Miękisz powietrzny to kolejna tkanka miękiszowa, z którą możesz spotkać się w botanice. Możesz skojarzyć, że jest to roślinny „ponton ratunkowy”, ponieważ najważniejsza funkcja miękiszu powietrznego polega na utrzymywaniu roślin na wodzie i umożliwieniu im oddychania nawet w środowisku zalanym wodą, bez dostępu do świeżego powietrza. Spotkasz go w organach roślin wodnych i bagiennych (np. w łodygach tataraku lub ogonkach liściowych grzybieni). W jaki sposób aerenchyma jest przystosowana do pełnienia swojej funkcji? Utrzymanie rośliny blisko powierzchni jest możliwe, ponieważ powietrze uwięzione w komorach działa jak balon, a jednocześnie dostarcza tlen do tkanek znajdujących się pod wodą.

Jak rozpoznać miękisz powietrzny?

Jak wygląda aerenchyma? Na schemacie lub mikrofotografii wypatruj bardzo dużych, regularnych „dziur” (przestrzeni powietrznych) otoczonych cienką, zielonkawą lub bezbarwną ścianką komórkową. Komórki miękiszu powietrznego są zazwyczaj duże, kanciaste i tworzą „rusztowanie” rozdzielające ogromne komory. Całość może Ci przypominać gąbkę lub plaster miodu, bo puste przestrzenie zajmują tutaj nawet ponad połowę przekroju tkanki!

Budowa miękiszu powietrznego - schemat 
[Pobierz ten plik w PDF - kliknij tutaj]

Miękisz wodny – budowa i funkcje

Miękisz wodny to przykład tkanki roślinnej miękiszowej, która odpowiada za magazynowanie wody na czas długotrwałej suszy w środowisku życia rośliny. Główna funkcja miękiszu wodnego to zatem gromadzenie ogromnych ilości wody podczas krótkotrwałych opadów lub mgieł, aby organizm rośliny mógł przetrwać kolejne tygodnie bez deszczu. Tkankę tę spotkasz przede wszystkim w organizmach sukulentów (takich jak kaktusy, aloesy, rojniki). Komórki miękiszu wodnego są żywe, wyjątkowo duże i zawierają bardzo dużą wakuolę wypełnioną śluzowatym sokiem bogatym w pektyny. Pektyny wiążą wodę niczym gąbka, a fakt, że sok ma lekko żelową konsystencję, zapobiega jej szybkiemu odparowywaniu. Kolejne przystosowanie miękiszu wodnego do pełnienia jego funkcji to cienkie, elastyczne ściany komórkowe, które pozwalają komórkom mocno pęcznieć, kiedy zbiornik się napełnia i kurczyć, gdy woda jest zużywana.

Jak znaleźć miękisz wodny na rysunku?

Aby rozpoznać miękisz wodny na przekroju pędu lub liścia sukulentu zwróć uwagę, czy któraś z widocznych tkanek ma bardzo szeroki pas ogromnych, prawie bezbarwnych komórek leżących tuż pod epidermą lub otaczających wiązki przewodzące. Komórki miękiszu wodnego mają cienkie ściany i niemal całe wypełnione są jedną, jasną wakuolą. Ich cytoplazma ogranicza się do cienkiego „filmiku” przy ścianie, a jądro komórkowe jest małe i przesunięte na bok. Również przestrzenie międzykomórkowe są minimalne, bo niemal całe wnętrze ma służyć magazynowaniu wody. Ważne ! ta tkanka nie zawiera chloroplastów (lub ma ich niewiele), więc na preparacie będzie miała jasną barwę.

Tkanki wzmacniające roślin – rodzaje i funkcje

Ostatnią grupą tkanek roślinnych, które omówimy, są tkanki wzmacniające. To właśnie one budują wewnętrzny "szkielet" roślin – uodparniający na mechaniczne uszkodzenia i umożliwiający wzrost.

Czym jest kolenchyma (zwarcica)? Budowa i funkcje kolenchymy

Kolenchyma to tkanka wzmacniająca zbudowana z żywych, wydłużonych komórek o nierównomiernie pogrubionych ścianach. Taka budowa stanowi przystosowanie do pełnienia najważniejszej funkcji zwarcicy, czyli usztywnienia ogonków liściowych, nerwów liści i łodyg. Mimo sztywności, kolenchyma zapewnia również tym częściom roślin pewną elastyczność, dzięki czemu mogą się wyginać na wietrze, nie łamiąc się.

Jak wygląda kolenchyma?

Zwarcicę rozpoznasz na na schemacie lub przekroju poprzecznym łodygi jako wąski pas tuż pod epidermą, zwłaszcza w „żebrach” łodygi albo wzdłuż nerwu liścia. Komórki przypominają wielokąty o wyraźnie pogrubionych rogach (kolenchyma kątowa) lub mają grubsze ściany po zewnętrznej stronie organu (kolenchyma płatowa). Ściśle do siebie przylegają, widać w nich też duże wakuole.

Budowa kolenchymy - schemat 
[Pobierz ten plik w PDF - kliknij tutaj]

Twardzica (sklerenchyma) – budowa i funkcje

Drugi rodzaj tkanki wzmacniającej roślin stanowi twardzica. Funkcje tej tkanki to wzmacnianie rośliny, ale w inny sposób, niż miało to miejsce w przypadku kolenchymy. Komórki sklerenchymy bowiem po zakończeniu wzrostu obumierają, a ich ściany grubieją i silnie drewnieją (dzięki obecności ligniny), tworząc wyjątkowo sztywną i odporną tkankę mechaniczną. Dzięki temu roślina nie łamie się pod ciężarem liści, owoców czy wiatru. Obecność ligniny sprawia, że twardzica jest wytrzymała na rozciąganie i zgniatanie, ale też praktycznie nieprzepuszczalna dla wody i gazów.

Jak rozpoznać twardzicę na rysunku?

Czy widzisz ciemniejszy pierścień lub kliny z bardzo grubymi, równomiernie zdrewniałymi ścianami? To oznacza, że na schemacie pokazana została twardzica. Ściany jej komórek są tak pogrubiałe, że ich światło staje się maleńkie. Jeżeli więc zaraz pod kolenchymą lub wokół wiązek dostrzeżesz tkankę o ekstremalnie grubych, zdrewniałych ścianach i prawie pustych komórkach, w dodatku zabarwioną ciemniej niż otoczenie – to niemal na pewno będzie to twardzica.

Budowa sklerenchymy - schemat 
[Pobierz ten plik w PDF - kliknij tutaj]

Układy tkankowe roślin oraz ich funkcje

Patrząc na roślinę widzimy jej liście, łodygę i korzenie, ale tak naprawdę organizmy roślinne są o wiele bardziej złożoną siecią układów tkankowych, które sterują każdą funkcją życiową. Każdy układ tkankowy składa się z kilku typów tkanek, współpracujących ze sobą i wyspecjalizowanych w realizacji danej funkcji.

Poniżej omawiamy krótko najważniejsze układy tkankowe roślin:

• Układ fotosyntetyczny roślin – obejmuje tkanki bogate w chloroplasty (miękisz palisadowy i gąbczasty). Uczestniczy w procesach przekształcenia fotonów w pakiety energii chemicznej (cukry), które napędzają wzrost rośliny.
• Układ wentylacyjny roślin – to swego rodzaju „system klimatyzacji” oparty na aparatach szparkowych i przestrzeniach międzykomórkowych. Kontroluje on pobór CO₂, odprowadzanie O₂ i pary wodnej, a przy okazji zapewnia chłodzenie liści w upalne dni.
• Układ przewodzący roślin – złożony jest z ksylemu i floemu. Zarządza dystrybucją wody, soli mineralnych i produktów fotosyntezy od czubka liścia po najgłębiej sięgające korzenie.
• Układ mechaniczny roślin – to połączenie elastycznej kolenchymy z pancerną sklerenchymą, tworzące w efekcie "szkielet", który wygina się na wietrze, ale nie pęka. Układ mechaniczny pozwala łodygom unosić liście ku słońcu, a pniom drzew – dorastać do kilkunastu pięter wysokości.
• Układ twórczy roślin – czyli sieć merystemów (wierzchołkowych, bocznych i przyrannych), która nieustannie tworzy nowe komórki. Dzięki układowi twórczemu roślina rośnie na długość (przyrost pierwotny), na grubość (przyrost wtórny) i zabliźnia rany (kalusem).
• Układ okrywający roślin – to zewnętrzny „płaszcz” rośliny, współtworzony przez epidermę, kutykulę, korek. Chroni przed utratą wody, promieniowaniem UV, patogenami i urazami mechanicznymi, a jednocześnie reguluje wymianę gazową dzięki aparatom szparkowym i przetchlinkom.
• Układ spichrzowy roślin – magazyn tworzony głównie przez miękisz spichrzowy, w którym rośliny gromadzą zapas substancji odżywczych.
• Układ chłonny roślin – tworzą go przede wszystkim korzenie z pasmami ksylemu, lecz także ryzoderma (jednowarstwowa tkanka okrywająca korzenie) z włośnikami, które zwiększają powierzchnię chłonną. Układ umożliwia zasysanie wody z rozpuszczonymi solami mineralnymi z podłoża, a następnie przekazuje ją dalej do ksylemu.
• Układ wydzielniczy roślin – działa niczym laboratorium chemiczne. Znajdują się w nim różnorodne struktury, których będziemy omawiać dokładniej w naszym artykule. Produkuje żywice, lateks, olejki eteryczne czy nektar – substancje odstraszające roślinożerców, leczące rany lub zwabiające zapylaczy.

Tkanki roślinne na maturze z biologii

W aktualnych wymaganiach maturalnych z biologii pojawia się temat budowy roślin. Podchodząc do egzaminu musisz umieć rozpoznawać tkanki roślinne na schemacie, mikrofotografii albo na preparacie mikroskopowym. Poćwicz również rozpoznawanie tkanek roślin na podstawie opisu – pomoże Ci w tym nasz artykuł. Niezwykle ważne podczas nauki będzie dla Ciebie zrozumienie, w jaki sposób tkanki roślin są przystosowane do pełnienia swojej funkcji – właśnie dlatego tak wiele miejsca poświęciliśmy ich opisowi. Przed maturą z biologii przygotuj się ponadto do zaplanowania i przeprowadzenia doświadczenia, które pozwoli Ci rozpoznać tkankę przewodzącą wodę w roślinie.