Органы растений состоят из тканей. Растительной тканью называется
совокупность клеток, имеющих сходное строение, однородное происхождение
и выполняющих одну и ту же функцию. Особенного развития
достигли ткани высших наземных растений. В растениях различают
образовательные ткани, покровные, механические, проводящие, основные и
выделительные.
Образовательные ткани, или меристемы, служат в растении для роста, они
бывают первичного происхождения и вторичного. Первичная образовательная
ткань находится в конусах нарастания корней и стеблей. Остановимся
сперва на конусе
нарастания корня (рис.1, I).
Рис.1. Первичная
образовательная ткань в конусе нарастания корня:
I – конус
нарастания корня: 1 – клетки образовательной
ткани; 2 – клетки корневого чехлика. II – последовательные фазы сложного
деления ядра и клетки (кариокинез, или митоз): 1
– интерфаза; 2 – профаза; 3 – метафаза;
4-5 – анафаза; 6-7 – телофаза; 8 –
цитокинез.
Кончик корня имеет конусообразную форму, прикрыт корневым чехликом, под
которым и находится первичная образовательная ткань. Клетки
образовательной ткани четырехгранные или многогранные, имеют густую
протоплазму, крупные ядра и тонкие целлюлозные оболочки. Вакуоли их не
развиты или слабо развиты. Эти клетки обладают способностью энергичного
деления. Делению клетки предшествует сложное деление ядра, в котором
происходят своеобразные изменения. На готовых хорошо приготовленных и
окрашенных препаратах видны бывают ядра, находящиеся в разных фазах
сложного деления, называемого иначе кариокинезом
(«карион» – ядро,
«кинезес» – движение) (рис.1, II).
Многочисленными наблюдениями установлено, что в ядре сперва из
хроматинового вещества возникают тонкие хроматиновые нити, которые
укорачиваются, утолщаются и превращаются в отдельные частицы
– хромосомы («хромо» – кpacкa,
«сома» – тело), часто изогнутые в виде
подковы (профаза
деления). Каждая хромосома в профазе как бы расщепляется вдоль на две
половины, а на самом деле происходит удвоение хромосом (редупликация).
Ядрышко и ядерная оболочка постепенно исчезают. Хромосомы располагаются
в средней части ядра в одной плоскости в виде пластинки. Половинки
каждой хромосомы («дочерние» хромосомы) плотно
прилегают одна к другой, и в этой фазе (метафазе) на
поперечных срезах корня легко можно сосчитать число хромосом и
рассмотреть их форму. На полюсах ядра (еще до исчезновения ядерной
оболочки) появляется система тонких ахроматиновых (неокрашивающихся)
нитей, располагающихся в виде двух колпачков. Нити разрастаются и
принимают вид веретена. Вслед за этим начинается расхождение
половинок хромосом (дочерних хромосом) к двум противоположным
полюсам клетки (анафаза).
Расхождение хромосом заканчивается тем, что дочерние хромосомы,
собравшиеся у полюсов клетки, переплетаются между собой, превращаясь в
два клубка (телофаза).
Одновременно в средней части клетки на ахроматиновых нитях появляются
пектиновые утолщения – образуется фрагмопласт, то есть
зачаток поперечной оболочки. Наконец, ядра окружаются оболочкой, в них
образуются ядрышки (одно или несколько), а протоплазма разделяется
поперечной оболочкой (цитокинез),
в результате чего возникают две новые клетки.
Процесс деления ядра и клетки происходит чаще в ночные часы, быстрота
его зависит от температуры и влажности. Процесс деления в среднем
продолжается 75-120 минут, но иногда длится несколько часов, причем на
первую фазу (профазу) затрачивается больше всего времени. Клеточная
оболочка при делении клетки возникает как продукт жизнедеятельности
протоплазмы и ядра. Вначале возникает срединная пластинка. Она состоит
из межклеточного вещества, склеивающего первичные целлюлозные оболочки,
принадлежащие двум клеткам.
Впервые расхождение хромосом по направлению к полюсам клетки, так же
как и другие подробности деления ядра и клетки, было установлено в 1875
г. профессором Московского университета И. Д. Чистяковым.
Сущность сложного деления ядра и клетки, называемого также митозом,
заключается, по-видимому, в том, что путем равномерного расщепления
хромосом на две половинки (или, точнее, удвоения хромосом) дочерние
клетки получают от материнской более или менее равное количество
хроматинового вещества (дезоксирибонуклеиновой кислоты –
ДНК), которое передает наследственность от материнской клетки дочерним
клеткам. («Митос» – нить. Обычно принято,
что митоз = кариокинез + цитокинез). Форма и количество хромосом
являются специфическими признаками для каждого вида растений (пшеница
мягкая 2n = 42 хромосомы, пшеница твердая 2n = 28, ячмень 2n = 14 и т.
д.). Однако иногда наблюдается изменчивость числа хромосом, и в одном
организме можно наблюдать разнохромосомные клетки.
Кроме митоза (или кариокинеза), в растениях встречается прямое деление
клеточного ядра (амитоз) – простое перетягивание ядра, а
иногда и всей клетки на две половинки.
Наряду с митозом в растениях распространено редукционное деление ядра
– мейоз,
при котором количество хромосом в новых клетках уменьшается в два раза
по сравнению с материнской клеткой. Такое деление происходит у растений
при спорообразовании, вслед за которым возникают и развиваются мужские
и женские половые клетки (гаметы). Последние имеют в своих ядрах
половинное количество хромосом, и такие ядра называются гаплоидными в
отличие от диплоидных ядер вегетативных клеток, из которых состоят
вегетативные органы растений. Половой процесс растений заключается в
слиянии двух гамет (мужской и женской). Если бы не происходило редукции
хроматинового вещества, то есть уменьшения его массы в два раза, то в
каждом новом половом поколении эта масса вещества, а следовательно, и
количество хромосом неизбежно увеличивались бы. В половых клетках
(гаметах) ядра бывают гаплоидными, и только после процесса
оплодотворения клеточные ядра вновь становятся диплоидными.
Редукционное деление было открыто ученым В. И. Беляевым, а ученый С. Г.
Навашин открыл двойное оплодотворение у цветковых растений и является
основателем целой школы ученых, занимающихся изучением всех деталей
деления ядра и клетки.
Первичная образовательная ткань дает начало другим тканям, так как
клетки ее, изменяясь, дифференцируются. Способность клеток усиленно
делиться в стеблях и корнях двудольных растений сохраняется на всю
жизнь в меристематических клетках, носящих название камбия, благодаря
которому утолщается стебель и корень. Ко вторичным образовательным
тканям относятся такие, которые возникают из других тканей. Примером
может служить феллоген, часто возникающий из основной ткани.
