机械组织(mechanical tissue)是对植物起主要支撑和保护作用的组织。它有很强的抗压、抗张和抗曲挠的能力,植物能有一定的硬度,枝干能挺立,
树叶能平展,能经受狂风暴雨及其他外力的侵袭,都与这种组织的存在有关。
简介
机械组织存在于尚在生长的各种器官周围,和很少或完全没有
次生生长的
草本植物的成熟器官中。
厚角组织均由
活细胞组成,厚角组织细胞壁的可塑性比
韧皮部纤维还大,并具有相当大的张应力,如芹菜
叶柄中厚角组织束的强度比同一叶柄中的
维管束大。厚角组织细胞最明显的特征是细胞壁具有不均匀的增厚,而且这种增厚是
初生壁性质的。壁的增厚通常在几个细胞邻接处的角隔上特别明显,故称厚角组织。但也有些植物的厚角组织是细胞的
弦向壁特别厚。
厚角细胞壁的
化学成分,除纤维素外,还含有大量的
果胶和半纤维素,不含木质。由于果胶有强烈的
亲水性,因此,壁中含有大量的水分,在
光学显微镜下,增厚的壁显出特殊的珠光,很容易与其他组织相区别。但当制成永久切片时,材料一经脱水,增厚的壁会变薄,同时珠光也会消失。
厚角组织与
薄壁组织具有许多
相似性,除细胞壁的初生性质外,厚角组织也是生活细胞,也经常发育出
叶绿体,细胞亦具有分裂的潜能,在许多植物中,它们能参与
木栓形成层的形成。因此,也有人将它归类于特殊的薄壁组织。
分类
厚角组织
分布情况:
厚角组织分布于茎、叶柄、叶片、
花柄等部分,根中一般不存在。厚角组织的分布具有一个明显的特征,即一般总是分布于器官的外围,或直接在表皮下,或与表皮只隔开几层
薄壁细胞。在茎和叶柄中厚角组织往往成连续的圆筒或分离成束,常在具
脊状突起的茎和叶柄
中棱的部分特别发达,例如在
薄荷的
方茎中,南瓜、芹菜具棱的茎和叶柄中。在叶片中,厚角组织成束地位于较大叶脉的一侧或二侧。存在于草本植物茎、尚未进行
次生生长的
木质茎、叶柄、叶的主脉、
花梗等处。常位于表皮下,成环状或束状分布。在有棱脊的茎中,菱脊处特别发达,能增强茎的
支持力。
细胞特征:细胞多角形,具有
不均匀增厚的
初生壁,细胞壁一般在相邻细胞的角隅处加厚,增厚物质是纤维素和
果胶,而不是
木质素,是含有
原生质体的生活细胞,具有一定的分裂潜能,常含
叶绿体。
厚角组织多柔韧,有一定的可塑性和延伸性,可以支持器官直立,也适应于器官的迅速生长。
可分为三类:真厚角组织:加厚部分在角隅处;板状厚角组织:
切向壁加厚;腔隙厚角组织:对着细胞间隙的胞壁部分加厚。
组织作用:
厚角组织主要是正在生长的茎和叶的支持组织,一方面由于
厚角细胞为长柱形,相互重叠排列,
初生壁虽然比较软,但许多细胞壁的增厚部分集中在一起形成柱状或板状,因而使它有较强的
机械强度;另一方面厚角
组织分化较早,但壁的初生性质使它能随着
周围细胞的延伸而扩展。因此,它既有支持作用,又不妨碍幼嫩器官的生长。
大部分
植物的茎和叶柄在继续发育时,在较深入的部位又发育出
厚壁组织,这时,
厚角组织的支持作用便成为次要的了。在许多
草质茎和叶中,如不产生很多厚壁组织时,厚角组织就能继续成为主要的支持组织。
厚壁组织
厚壁组织与
厚角组织不同,细胞具有均匀增厚的
次生壁,并且常常木质化。细胞成熟时,
原生质体通常死亡分解,成为只留有细胞壁的
死细胞。
根据细胞的形态,厚壁组织可分为
石细胞(sclereid或 stone cell)和纤维(fiber)二类。
石细胞
石细胞多为等径或略为伸长的细胞,有些具不规则的分枝成星芒状,也有的较细长。它们通常具有很厚的、强烈木质化的次生壁,壁上有很多圆形的
单纹孔,由于壁特别厚而形成明显的管状
纹孔道,有时纹孔道随壁的增厚彼此汇合形成特殊的分枝纹孔道。细胞成熟时
原生质体通常消失,只留下空而小的细胞腔。
石细胞是细胞壁明显增厚且木质化,并渐次死亡的细胞。细胞壁上未增厚的部分呈细管状,有时分枝向四周射出。因此细胞壁上可见到细小的
壁孔称为孔道或
纹孔,而细胞壁渐次增厚所形成的纹理则称为层纹。
石细胞的形状大多是近于球形或多面体形,但也有短棒状或具分枝的,大小也不一律。石细胞常单个或成群的分布在植物的根皮、茎皮、果皮及种皮中,如
党参、
黄柏、,
八角茴香、
杏仁;有些
植物的叶或花亦有分布,这些石细胞通常呈分枝状,所以又称为畸形石细胞或支柱细胞。
石细胞广泛分布于植物的茎、叶、果实和种子中,有增加器官的硬度和支持的作用。它们常常单个散生或数个集合成簇包埋于
薄壁组织中,有时也可连续成片地分布。例如梨果肉中坚硬的颗粒,便是成簇的石细胞,它们数量的多少是梨品质优劣的一个重要指标。茶、
桂花的叶片中,具有单个的分技状石细胞,散布于
叶肉细胞间,增加了叶的硬度,与茶叶的品质也有关系。核桃、桃、
椰子果实中坚硬的核,便是多层连续的
石细胞组成的果皮。许多
豆类的果皮也因具多层石细胞而变得很硬。在某些植物的茎中也有成堆或成片的石细胞分布于皮层、髓或
维管束中。
纤维:纤维是
细胞壁为纤维素或有的木质化增厚的细长细胞。一般为
死细胞,通常成束。每个
纤维细胞的尖端彼此紧密嵌插而加强巩固性。分布在
皮部的纤维称为
韧皮纤维或皮层纤维,这种纤维一般
纹孔及细胞腔都较显著,如
肉桂。分布在木质部的纤维称为
木纤维,木纤维往往极度木质化增厚,细胞腔通常较小,如川木通。还有一种纤维,其细胞腔中有菲薄的
横隔膜,这种纤维称为分隔纤维。此外,还有一种“
晶鞘纤维”是一束纤维外侧包围着许多含
草酸钙方晶的
薄壁细胞所组成的复合体的总称,如甘草、黄柏等植物。
纤维是二端尖细成梭状的细长细胞,长度一般比宽度大许多倍。细胞壁明显地次生增厚,但木质化程度很不一致,从不木质化到强烈木质化的都有。壁上纹孔较
石细胞的稀少,并常呈缝隙状。成熟时
原生质体一般都消失,细胞腔成为中空,少数纤维可保留原生质体,生活较长的一段时间。
纤维广泛分布于成熟活体的各部分。尖而细长的纤维通常在体内相互重叠排列,紧密地结合成束,因此,更增加组织的强度,使它具有大的
抗压能力和弹性,成为成熟植物体中主要的支持组织。