Съдовите растения (трахеофити) — строеж, функции и видове

Научете всичко за съдовите растения (трахеофити): строеж, функции, пренос в ксилем и флоем и основни видове — папрати, иглолистни и цъфтящи растения.

Съдовите растения, или трахеофитите, са растения, които имат специализирани тъкани за пренасяне на вода, минерали и продукти от фотосинтезата през растението. Към тях спадат папратите, клубенолуковиците, хвощовете, цъфтящите растения, иглолистните растения и другите гимносперми. Те често се наричат висши растения.

Васкуларните растения се отличават по два основни начина:

1. Съдовите растения имат съдови тъкани, които пренасят ресурсите през растението. Тази особеност позволява на съдовите растения да растат до по-големи размери в сравнение с несъдовите растения, които нямат тези специализирани проводящи тъкани и поради това са ограничени до сравнително малки размери.
2. При съдовите растения основната генерационна фаза е спорофитът, който е диплоиден с два комплекта хромозоми в клетка.

Преносът на вода се осъществява в ксилема или флоема: Ксилемът пренася водата и неорганичните разтворители от корените нагоре към листата, а флоемът пренася органичните разтворители в цялото растение.

Строеж на съдовите тъкани

Ксилем (ксилемът) — основните проводящи елементи са трахеидите и съдови елементи (съдове). Трахеидите са продълговати клетки с дебели лигнифицирани стенки; при много висши растения (особено при цъфтящите растения) присъстват и широки съдови елементи, свързани в съдови стъбла (vessels), които улесняват бързото воден транспорт. В ксилема има още паренхимни клетки и проводящи влакна, които осигуряват механична опора. Ксилемът обикновено провежда водата еднопосочно — от корените към надземните части.

Флоем (флоемът) — състои се от ситовидни (ситовидни) елементи или ситовидни тръби, които са свързани чрез ситовидни пластини, и от компаньонни клетки (при англиоспермите) — малки метаболитно активни клетки, които подпомагат провеждането и поддържат ситовидните елементи. Флоемът пренася органични вещества (главно захари) от места на производство (източници) към места на използване или складиране (усвоявачи, например корени, плодове, растящи връхчета). Този транспорт може да бъде двупосочен в зависимост от това къде се намират източниците и усвоявачите.

Механизми на трансфер

За движението на вода в ксилема важни са няколко физични механизма: кореново налягане (частично при влажен почвен режим), капилярни сили и най-вече теорията за кохезионно-напреженското (cohesion-tension) придърпване — процес, при който изпарението на вода от листата (транспирация) създава отрицателно налягане, което „издърпва“ водна колона по съдовете надолу към корените. За преноса на органични вещества в флоема е приета хипотезата за поток по налягане (pressure-flow hypothesis), според която активното натоварване на захари в ситовидните елементи създава осмотично налягане, което задвижва потока от източника към усвоявача.

Анатомични особености по органи

В стъблото и корена съдовите тъкани са разположени по различен начин в зависимост от групата растения. При двуделните (дико-ти) изграждането често е в концентрични пръстени (евстела), докато при много моно-типни (например монокотите) съдовите снопчета са разпределени разхвърляно в паренхима (атактостела). При дървесните растения съдовият камбий (вторално меристемно тъкане) образува вторичен ксилем (дървесина) и вторичен флоем (луб), което води до утоляване на стъблото и корените. Пробковият камбий (periderm) замества епидермиса при стареещи стъбла и корени и образува кора.

В листата съдовите снопчета образуват жилкуване — при цъфтящите растения то е типично ретикулативно при двуделни и паралелно при монокоти. Жилката свързва листната тъкан с проводящата система на стъблото и осигурява доставка на вода и изнасяне на продукти от фотосинтезата.

Жизнен цикъл и основни групи

При съдовите растения доминира спорофитната (диплоидна) фаза на жизнения цикъл — именно тя е голямото и многоклетъчно растение, което виждаме. Гаметофитът (хаплоидната фаза) е редуциран и често е зависим от спорофита (особено при семенните растения). В групите има две основни линии:

• Папратите и хвощовете — това са безсеменни съдови растения (птеридофити), които разпространяват спори и имат развит ксилем и флоем, но нямат семена.
• Семенните съдови растения — гимноспермите (включително иглолистните растения) и цъфтящите растения (англиоспермите). Те образуват семена, а при цветните растения се развиват плодове, които помагат при разпространението на семената.

В списъка могат да бъдат включени и други морфологични групи като растения с луковици и клубени (клубенолуковиците) — това са особености на някои видове, а не самостоятелна таксономична група.

Функции извън транспорта

Освен транспорт на вода и вещества, съдовите тъкани изпълняват и други важни роли:

• Механична опора — лигнифицираният вторичен ксилем придава здравина и позволява израстване на големи надземни структури.
• Съхранение — паренхимните клетки в ксилема и флоема могат да складират въглехидрати, нишесте и други резерви.
• Комуникация и транспорт на хормони — по съдовите тъкани се разпространяват растежни регулатори (ауксини, цитокинини и др.), които координират развитието.

Екологично и икономическо значение

Съдовите растения формират основните растителни екосистеми (горски масиви, ливади, степи и т.н.), осигуряват кислород чрез фотосинтеза и са източник на храна, строителни материали, дървесина, влакна, медицински вещества и горива. Разбирането на строежа и функциите на съдовите тъкани е ключово за селското стопанство, дървообработването и опазването на природните екосистеми.

Кратко обобщение: трахеофитите са организирани около специализираната проводяща система — ксилем и флоем — която им дава възможност за по-ефективен обмен на вода и вещества, по-големи размери и по-сложна морфология в сравнение с несъдовите растения.

Въпроси и отговори

В: Какво представляват съдовите растения?

В: Какви са различните видове съдови растения?

В: По какво се различават съдовите растения от несъдовите?

В: Коя е основната фаза на генериране при съдовите растения?

В: Как се осъществява преносът на вода в съдовите растения?

В: Какви са функциите на ксилема и флоема?

В: Защо съдовите растения често се наричат висши растения?

Търсене по буква