древесинные волокна это какая ткань
Древесинные волокна это какая ткань
Ткани возникли у высших растений в связи с выходом на сушу и наибольшей специализации достигли упокрытосеменных, у которых их выделяют до 80 видов. Важнейшие ткани растений:
Ткани могут быть простыми и сложными. Простые ткани состоят из одного вида клеток (например, колленхима, меристема), а сложные — из различных по строению клеток, выполняющих кроме основных и дополнительные функции (эпидерма, ксилема, флоэма и др.).
Клетки образовательной ткани тонкостенные, многогранные, плотно сомкнутые, с густой цитоплазмой, с крупным ядром и очень мелкими вакуолями. Они способны делиться в разных направлениях.
По происхождению меристемы бывают первичные и вторичные. Первичная меристема составляет зародыш семени, а у взрослого растения сохраняется на кончике корней и верхушках побегов, что делает возможным их нарастание в длину. Дальнейшее разрастание корня и стебля по диаметру (вторичный рост) обеспечивается вторичными меристемами — камбием и феллоге-ном. По расположению в теле растения различают верхушечные (апикальные), боковые (латеральные), вставочные (интеркаляр-ные) и раневые (травматические) меристемы.
Покровные ткани располагаются на поверхности всех органов растения. Они выполняют главным образом защитную функцию — защищают растения от механических повреждений, проникновения микроорганизмов, резких колебаний температуры, излишнего испарения и т. п. В зависимости от происхождения различают три группы покровных тканей —эпидермис, перидерму и корку.
Эпидермис (эпидерма, кожица) — первичная покровная ткань, расположенная на поверхности листьев и молодых зеленых побегов (рис. 8.1). Она состоит из одного слоя живых, плотно сомкнутых клеток, не имеющих хлоропластов. Оболочки клеток обычно извилистые, что обусловливает их прочное смыкание. Наружная поверхность клеток этой ткани часто одета кутикулой или восковым налетом, что является дополнительным защитным приспособлением. В эпидерме листьев и зеленых стеблей имеются устьица, которые регулируют транспирацию и газообмен растения.
Перидерма — вторичная покровная ткань стеблей и корней, сменяющая эпидермис у многолетних (реже однолетних) растений (рис. 8.2.). Ее образование связано с деятельностью вторичной меристемы —феллогена (пробкового камбия), клетки которого делятся и дифференцируются в центробежном направлении (наружу) в пробку (феллему), а в центростремительном, (внутрь) — в слой живых паренхимных клеток (феллодерму). Пробка, феллоген и феллодерма составляют перидерму.
Рис. 8.1. Эпидерма листа различных растений: а— хлорофитум; 6 — плющ обыкновенный: в — герань душистая; г — шелковица белая; 1— клетки эпидермы; 2 — замыкающие клетки устьиц; 3 — устьичная щель.
Рис 8.2. Перидерма стебля бузины (а — поперечный разрез побега, б — чечевички): I— выполняющая ткань; 2 — остатки эпидермы; 3 — пробка (феллема); 4 — феллоген; 5 — феллодерма.
Клетки пробки пропитаны жироподобным веществом — суберином —и не пропускают воду и воздух, поэтому содержимое клетки отмирает и она заполняется воздухом. Многослойная пробка образует своеобразный чехол стебля, надежно предохраняющий растение от неблагоприятных воздействий окружающей среды. Для газообмена и транспирации живых тканей, лежащих под пробкой, в последней имеются особые образования — чечевички; это разрывы в пробке, заполненные рыхло расположенными клетками.
Корка образуется у деревьев и кустарников на смену пробке. В более глубоко лежащих тканях коры закладываются новые участки феллогена, формирующие новые слои пробки. Вследствие этого наружные ткани изолируются от центральной части стебля, деформируются и отмирают, На поверхности стебля постепенно образуется комплекс мертвых тканей, состоящий из нескольких слоев пробки и отмерших участков коры. Толстая корка служит более надежной защитой для растения, чем пробка.
Проводящие ткани обеспечивают передвижение воды и растворенных в ней питательных веществ по растению. Различают два вида проводящей ткани — ксилему (древесину) и флоэму (луб).
Ксилема —это главная водопроводящая ткань высших сосудистых растений, обеспечивающая передвижение воды с растворенными в ней минеральными веществами от корней к листьям и другим частям растения (восходящий ток). Она также выполняет опорную функцию. В состав ксилемы входят трахеиды и трахеи (сосуды) (рис. 8.3), древесинная паренхима и механическая ткань.
Трахеиды представляют собой узкие, сильно вытянутые в длину мертвые клетки с заостренными концами и одревесневшими оболочками. Проникновение растворов из одной трахеиды в другую происходит путем фильтрации через поры — углубления, затянутые мембраной. Жидкость по трахеидам протекает медленно, так как поровая мембрана препятствует движению воды. Трахеиды встречаются у всех высших растений, а у большинства хвощей, плаунов, папоротников и голосеменных служат единственным проводящим элементом ксилемы. У покрытосеменных растений наряду с трахеидами имеются сосуды.
Рис 8.3. Элементы ксилемы (а) и флоэмы (6): 1—5 — кольчатая, спиральная, лестничная и пористая (4, 5) трахеи соответственно; 6 — коль чатая и пористая трахеиды; 7 — ситовидная трубка с клеткой-спутницей.
Трахеи (сосуды) —это полые трубки, состоящие из отдельных члеников, расположенных друг над другом. В члениках на поперечных стенках образуются сквозные отверстия — перфорации, или эти стенки полностью разрушаются, благодаря чему скорость тока растворов по сосудам многократно увеличивается. Оболочки сосудов пропитываются лигнином и придают стеблю дополнительную прочность. В зависимости от характера утолщения оболочек различают трахеи кольчатые, спиральные, лестничные и др. (см. рис. 8.3).
Флоэма проводит органические вещества, синтезированные в листьях, ко всем органам растения (нисходящий ток). Как и ксилема, она является сложной тканью и состоит из ситовидных трубок с клетками-спутницами (см. рис. 8.3), паренхимы и механической ткани. Ситовидные трубки образованы живыми клетками, расположенными одна над другой. Их поперечные стенки пронизаны мелкими отверстиями, образующими как бы сито. Клетки ситовидных трубок лишены ядер, но содержат в центральной части цитоплазму, тяжи которой через сквозные отверстия в поперечных перегородках проходят в соседние клетки. Ситовидные трубки, как и сосуды, тянутся по всей длине растения. Клетки-спутницы соединены с члениками ситовидных трубок многочисленными плазмодесмами и, по-видимому, выполняют часть функций, утраченных ситовидными трубками (синтез ферментов, образование АТФ).
Ксилема и флоэма находятся в тесном взаимодействии друг с другом и образуют в органах растения особые комплексные группы — проводящие пучки.
Механические ткани обеспечивают прочность органов растений. Они составляют каркас, поддерживающий все органы растений, противодействуя их излому, сжатию, разрыву. Основными характеристиками строения механических тканей, обеспечивающими их прочность и упругость, являются мощное утолщение и одревеснение их оболочек, тесное смыкание между клетками, отсутствие перфораций в клеточных стенках.
Механические ткани наиболее развиты в стебле, где они представлены лубяными и древесинными волокнами. В корнях механическая ткань сосредоточена в центре органа.
В зависимости от формы клеток, их строения, физиологического состояния и способа утолщения клеточных оболочек различают два вида механической ткани: колленхиму и склеренхиму, (рис. 8.4).
Колленхима представлена живыми паренхимными клетками с неравномерно утолщенными оболочками, делающими их особенно хорошо приспособленными для укрепления молодых растущих органов. Будучи первичными, клетки колленхимы легко растягиваются и практически не мешают удлинению той части растения, в которой находятся. Обычно колленхима располагается отдельными тяжами или непрерывным цилиндром под эпидермой молодого стебля и черешков листьев, а также окаймляет жилки в листьях двудольных. Иногда колленхима содержит хлоропласты.
Склеренхима состоит из вытянутых клеток с равномерно утолщенными, часто одревесневшими оболочками, содержимое которых отмирает на ранних стадиях. Оболочки склеренхимных клеток обладают высокой прочностью, близкой к прочности стали. Эта ткань широко представлена в вегетативных органах наземных растений и составляет их осевую опору.
Различают два типа склеренхимных клеток: волокна и склереиды. Волокна — это длинные тонкие клетки, обычно собранные в тяжи или пучки (например, лубяные или древесинные волокна). Склереиды — это округлые мертвые клетки с очень толстыми одревесневшими оболочками. Ими образованы семенная кожура, скорлупа орехов, косточки вишни, сливы, абрикоса; они придают мякоти груш характерный крупчатый характер.
Рис 8.5. Паренхимные ткани: 1—3 — хлорофиллоносная (столбчатая, губчатая и складчатая соответственно); 4—запасающая (клетки с зернами крахмала); 5 — воздухоносная, или аэренхима.
Клетки ассимиляционной ткани содержат хлоропласты и выполняют функцию фотосинтеза. Основная масса этой ткани сосредоточена в листьях, меньшая часть — в молодых зеленых стеблях.
Виды тканей из древесины
Вискоза, модал, бамбук. В составе ткани – древесина
Есть такие виды тканей, состав которых вызывает у потребителя вопрос – натуральные они или искусственные, а если искусственные, то получается, что это синтетика? К подобным тканям относится вискоза и её разновидности.
Вискозу принято классифицировать как искусственную ткань (не синтетическую), произведенную из натурального сырья при помощи сложного химического процесса. В Европе и США вискозные ткани позиционируются как полусинтетические, т.е. полученные из природного источника путем химического синтеза.
Вискозное волокно появилось в числе первых искусственных волокон. Исходным сырьём для производства вискозы является древесная целлюлоза, которую соответственно получают из древесины.
Из вискозы можно делать неволокнистые изделия (целлюлозную плёнку, целлофан) и прядильное вискозное волокно. Процесс производства прядильного волокна был разработан еще в конце ХIХ века.
Несмотря на то, что в процессе производства вискозного волокна задействованы довольно агрессивные химические вещества, ткань, которая получается из них, обладает уникальными свойствами – она пластична и очень приятна на ощупь, гигроскопична, т.е. отлично впитывает влагу, не электризуется, хорошо пропускает воздух, являясь «дышащей», не вызывает аллергических реакций при соприкосновении с кожей. Вискоза прекрасно окрашивается красителями для натуральных тканей.
Вискоза – это материал, способный имитировать любую натуральную ткань – лен, хлопок, шелк, шерсть. Блеск изделий из вискозного волокна сопоставим с шелковым, за что вискозные ткани и называют «искусственным шелком».
Из вискозного полотна шьют самую разнообразную одежду.
К недостаткам вискозы относится лёгкая сминаемость, что устраняется посредствам модификации ткани. Правда чем больше вискозная ткань мнется, тем меньше она подвергалась дополнительной химической обработке.
Вискоза – довольно нежный материал, она требует бережного ухода, ей подходит ручная или деликатная машинная стирка с щадящими моющими средствами. Гладить вискозные изделия лучше через влажную ткань, а если без ткани, то используя режим «шелк».
Район – это то же самое, что и вискоза. В современной промышленности некоторые модифицированные вискозные ткани стали выделять, называя их районом, такие ткани отличаются от обычной вискозы большей прочностью, износостойкостью и упругостью.
Ацетат или ацетатный шелк – это тоже вискозное волокно. Для его производства используется не целлюлоза в чистом виде, а ее отходы — ацетил-целлюлоз. Ацетат – это тонкий материал, с легким блеском, внешне напоминающий шелк.
Ацетатное штапельное волокно применяют для частичной замены шерсти при изготовлении тонких сукон и некоторых трикотажных изделий. Использование ацетатных волокон в составе ткани позволяет снижать сминаемость изделий.
Окрашиваются ацетатные волокна только специальными типами красителей, которые непригодны для большинства других волокон.
Производство ацетатного шелка было налажено в 1913 году, до середины 1950-х годов оно бурно развивалось, благодаря простоте производства и дешевизне исходного сырья. В дальнейшем развитие выработки ацетатов замедлилось, т.к. стали появляться новые типы искусственных волокон.
Аристократкой среди различных разновидностей вискозы является ткань под названием купро (или купра), свойства которой близки к натуральному шелку. Технология её получения является довольно дорогой и вредной. Купро производится из целлюлозы, растворенной в медно-аммиачном растворе. Часто в ткань купро, предназначенную для легких платьев и блузок, добавляется хлопок. На Западе эта ткань известна под торговым наименованием Bemberg. Производство ткани купро принадлежит немецкой компании JP Bemberg, основанной семьей Бемберг в конце XVIII века. Производитель вискозы Иоганн Генрих Бемберг с 1897 года начал делать текстильное волокно с использованием медно-аммиачного раствора. С 1916 года было налажено серийное производство подобного волокна.
Ткань купро приближена к шелку, она считается самой качественной и самой дорогой разновидностью вискозы. В 1924 – 1928 годах лицензию на технологию Bemberg получили Италия, Франция, Великобритания, США и Япония. Из-за вредности и дороговизны производства американские и европейские производители прекратили производство купро, одни разорились, другие получила запрет от властей. В настоящее время производством волокон для выработки купро занимается только японская корпорация Asahi Kasei. Из-за того, что ткань купро мало где производят, а там, где такое производство существует, действуют жесткие требования к очистным сооружениям, а также ограничения на выпуск, цены на изделия из купро довольно высоки.
Купро обладает гигиеническими свойствами натурального хлопка, легкостью, приятным мягким блеском, хорошо окрашивается в любой цвет, как и натуральный шелк, имеет благородный внешний вид.
Модал – это вискозное волокно нового поколения, появившееся сравнительно недавно. Для модала в качестве источника целлюлозы обычно используется буковая или эвкалиптовая древесина. Модал, благодаря особой технологии производства, обладает всеми свойствами хлопка, но в улучшенном варианте. Волокна модала очень тонкие, легкие и прочные.
На ощупь модал чрезвычайно мягкий и нежный материал, экологичный, внешне напоминает шелк с матовым блеском, намного гигроскопичнее хлопчатобумажной ткани, обладает охлаждающим эффектом. Модал, в составе которого есть хлопковые волокна, применяется для пошива одежды и постельного белья, производства полотенец. Из модала делают нижнее бельё, домашнюю и спортивную одежду, чулочно-носочные изделия, а также блузки, платья и юбки.
Сиблон — вискозное высокомодульное волокно (ВВМ), усовершенствованная вискоза. Сиблон был изобретён в 1970-е годы. Вырабатывается из целлюлозы, получаемой из древесины хвойных пород. Сиблон прочнее вискозы, более гигроскопичен, ткани из сиблона меньше садятся и мнутся, легко окрашиваются, обладают высокими гигиеническими качествами. Сиблон относительно дешев в производстве, вследствие этого он широко используется для производства текстильных тканей широкого потребления.
Поливискоза – ткань, в составе которой есть волокна полиэстера, придающие вискозе повышенную прочность и низкую сминаемость. Из поливискозы изготавливается самая разнообразная одежда. Поливискоза не обладает высокой воздухопроницаемостью и гигроскопичностью, она в меньшей степени приближена к свойствам натуральных тканей.
Бамбук или бамбуковый текстиль производится из бамбуковой целлюлозы. Бамбук, как и все вискозные ткани, называют искусственным шелком. Бамбуковая нить может быть смешана с другими текстильными волокнами, такими как, например, пенька или даже спандекс. Из-за низкого использования химических веществ в процессе производства бамбуковой целлюлозы, вискоза, изготавливаемая из бамбука имеет экологическое преимущество по сравнению с производством другой древесно-волокнистой массы.
Многие производители позиционируют бамбуковую ткань как обладающую антибактерицидными и антимикробными свойствами. Федеральная торговая комиссия (FTC) утверждает, что данные заявления не что иное, как рекламный ход. Готовая бамбуковая ткань сохраняет лишь очень небольшую часть антибактериальных свойств бамбуковой целлюлозы.
Бамбуковая ткань экологична, приятна на ощупь, мало мнется, не электризуется, обладает повышенной гигроскопичностью, гипоаллергенна, долго сохраняет свой внешний вид.
Лиоцелл тоже делается из древесной целлюлозы. Его производство более дорогое, чем производство вискозы. Выработка лиоцелла наносит меньше вреда окружающей среде, чем выработка вискозы.
Лиоцелл (тенсел) очень прочен, мало мнется, экологичен, обладает высокой гигроскопичностью, и воздухопроницаемостю. Мягкая, тонкая и шелковистая ткань, с бархатистой поверхностью приятна на ощупь, считается гипоаллергенной.
Виды растительных тканей: образовательная, покровная, основная механическая проводящая
В многоклеточном организме клетки со сходными функциональными возможностями и строением объединены в группы и образуют растительные ткани.
Растительные ткани — это группа клеток, с общим происхождением, структурой, предназначенные для выполнения конкретных функций.
Существуют следующие типы растительных тканей:
Есть ткани простые, в которые входят однородные группы клеток (паренхима), и сложные, где встречаются клетки, отличающиеся по виду, размеру и функциям, но имеют одних предшественников (ксилема).
Образовательная
Клетки образовательной ткани тесно связаны между собой, с минимальным количеством межклеточного вещества, имеют тонкие мембраны. Цитоплазма вязкая, в ней находится генетическая информация. Клетки способны к длительному митотическому делению, служат основой для формирования всех тканей растения.
Образовательные ткани расположены в верхушечной части побегов, на кончике корня. Участки меристемы сохраняются также у основы черешков листьев и междоузлий. Есть латеральные или боковые меристемы, которые отвечают за увеличение размера стебля в поперечной плоскости. К ним относят прокамбий и камбий.
Раневая образовательная ткань формируется в месте повреждения, при этом пограничные клетки вступают в процесс деления и видоизменяются в плотную защитную ткань – каллюс.
Покровная
Отдельные части растения со всех сторон покрыты шаром плоских клеток – эпидермой. Основная их функция – защита глубже расположенных клеток от пересыхания или чрезмерной влаги, перегрева или заморозков, механических воздействий, проникновения инородных агентов.
Покровные ткани также отвечают за взаимодействие растения с внешней средой. Обмен газов, водяных паров осуществляется через мелкие поры в покровной ткани — устьица. Строение устьица простое: две замыкающие клетки и устьичная щель.
Замыкающие клетки реагируют на перемены факторов окружающей среды, при этом они смыкаются или размыкаются. Например, в светлое время суток, когда интенсивно идут фотосинтезирующие процессы, замыкающие клетки расходятся и пропускают максимальное количество углекислого газа. На ночь они закрываются. Смыкание происходит и при повышении температуры, для защиты от потери влаги.
Многолетние растения нуждаются в более прочной защите, поэтому под эпидермой в них развивается плотная защитная ткань — пробка, которая построена из отмерших клеток.
Вместо устьиц в пробке находятся чечевички, которые необходимы для газообмена.
На замену пробке у многих деревьев формируется корка – очень прочный и грубый слой мертвых клеток.
Проводящая
Проводящая ткань отвечает за перенос питательных веществ в растительном организме. Известны 2 разновидности проводящих тканей — луб и древесина.
По восходящим путям идет транспорт воды и минералов от корневой системы к вышерасположенным органам растения — через сосуды и трахеиды древесины (ксилема). По нисходящим путям переносятся синтезированные органические соединения к корневой системе с помощью ситовидных трубок луба (флоэма).
Луб представляет собой совокупность безъядерных длинных клеток, вертикально идущих друг за другом. Стенки, которыми клетки соприкасаются, имеют множество выходов, поэтому жидкость может свободно передвигаться. На всем протяжение ситовидные трубки сопровождают вспомогательные клетки спутницы, они продуцируют ферментативные соединения необходимые для эффективного транспорта.
Древесина осуществляет ток жидкости с помощью трахеид и сосудов. Трахеиды – это отмершие клетки с отвердевшими стенками. Сосуды — это последовательный ряд клеток, идущих друг за другом цепочкой. Перегородки между смежными клетками разрушены, поэтому ничего не препятствует току жидкости.
Основная
Промежутки в растительных тканях заполнены основной тканью, которая построена из паренхиматозных клеток. Они образуются из верхушечной меристемы. Основная ткань играет важную роль: в паренхиме зеленых органов растения идут фотосинтезирующие процессы, в корневище накапливаются углеводы.
Воздухоносная паренхима включает множество полостей наполненных воздухом. Характерна для растений, населяющих поверхность водоемов, помогает им удерживаться наплаву. Отдельно выделяют водоносную паренхиму, которая долго может поддерживать стабильный уровень влаги, (развита у растений из семейства кактусовые).
Механическая
Механическая ткань придает стеблям и листьям прочность и гибкость. Так они могут выдерживать нагрузку, сгибания, сжатия. Клетки данной растительной ткани имеют утолщенную оболочку, иногда отвердевшую. Выделяют 2 подвида механической ткани: колленхиму и склеренхиму.
Колленхима построена из жизнеспособных клеток, что также содержат хлорофилл. Поэтому колленхима обеспечивает опору в листьях и стеблях.
Склеренхима — это группа клеток с твердой мембраной, продольно вытянутых и названых волокнами. Терминальные части клеток острые, а на срезе имеют многоугольную форму. Выделяют лубяные волокна, которые находятся в лубе и древесные, расположенные ближе к центральной оси.
Механические ткани растений
Механические ткани это опора и каркас растения, как скелет у человека. Они пронизывают все части растения, для того чтобы растение было способно противостоять смещению центра тяжести: нагрузкам на сжатие, изгиб и растяжение.
Классифицируют механические ткани на основе микроскопической картины: выделяют ткани с равномерно утолщенными клеточными стенками и неравномерно утолщенными.
Колленхима имеет неравномерно утолщенные клеточные стенки, в основе которых находятся полисахариды: целлюлоза, гемицеллюлозы. Важно отметить, что клетки колленхимы являются хлорофиллоносными, то есть способны к фотосинтезу, так что в подземных частях растения колленхима не встречается. Эта ткань подразделяется на следующие составляющие:
Характерна для молодых стеблей многих деревьев. В отличие от уголковой колленхимы клетки имеют форму параллелепипеда, вытянуты параллельно поверхности стебля, их наружные и внутренние стенки утолщены.
На раннем этапе развития клетки данной ткани разъединяются в углах с последующим образованием межклетников (пространства в тканях растения), имеются в стеблях красавки, мать-и-мачехи, горца земноводного.
Представлены вытянутыми и заостренными клетками, форма которых называется «прозенхимная». Клетки плотно прилежат друг к другу, их оболочка очень прочная, клеточные стенки утолщены равномерно. Волокна встречаются во всех органах растения в виде тяжей, могут быть рассеянны в проводящей ткани, собираться в группы или идти сплошным цилиндрическим кольцом.
Стенки этих клеток сильно одревесневшие, могут быть пропитаны кремнеземом, известью, кутином. В случае, если диаметр клеток одинаковый (плоды груши) их также называют каменистые клетки (брахисклереиды). Палочковидные склереиды встречаются в семенах бобовых. Остеосклереиды имеют расширение на обоих концах клетки, встречаются в листьях чая. В листьях камелии cклереиды приобретают удивительную форму, напоминающую звезду, они называются астросклереидами.
Как вы уже убедились, склереиды представляют собой мертвые клетки самых различных форм, обнаруживаются во многих органах растения.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.