Решебник по биологии 8 класс Соловьева | Страница 13

Ткань — это группа клеток, сходных по строению, происхождению и выполняемым функциям. Каждая ткань формируется в процессе исторического развития организмов и специализируется на выполнении определённых задач. В составе тканей клетки тесно соединены или погружены в межклеточное вещество. Разные виды тканей обеспечивают защиту, питание, опору, движение и другие важные процессы в организме. Помимо клеток, ткань может включать межклеточное вещество, придающее прочность или эластичность. Ткани объединяются в органы, которые уже выполняют сложные функции.

У растений выделяют 6 типов тканей: образовательную, покровную, основную, проводящую, опорную (механическую) и выделительную. Образовательная ткань (меристема) отвечает за рост растения. Покровная защищает от повреждений и испарения воды. Основная ткань выполняет фотосинтетическую, запасающую и другие функции. Проводящая ткань обеспечивает транспорт воды и питательных веществ. Механическая придаёт прочность и поддерживает форму. Выделительная ткань образует вещества, защищающие растение или привлекающие опылителей.

У животных выделяют 4 основных типа тканей: эпителиальную, соединительную, мышечную и нервную. Эпителиальная ткань покрывает поверхность тела и выстилает внутренние полости, выполняя защитную и секреторную функции. Соединительная ткань соединяет и поддерживает органы, участвует в обмене веществ (например, кровь и лимфа). Мышечная ткань обеспечивает движение организма и внутренних органов. Нервная ткань передаёт и обрабатывает сигналы, управляет работой всех систем организма.

Покровная ткань выполняет защитную функцию, покрывая наружные органы растений и защищая их от механических повреждений, высыхания и проникновения болезнетворных микроорганизмов. В зависимости от возраста растения покровные ткани бывают живыми (эпидермис) и мёртвыми (пробка). Эпидермис защищает молодые побеги, листья, цветки. У многолетних растений образуется пробка, которая заменяет эпидермис и выполняет ту же функцию. Покровные ткани также регулируют газообмен через устьица и участвуют в транспирации — испарении воды. Некоторые клетки покровных тканей имеют выросты или волоски, выполняющие дополнительные защитные или секреторные функции.

Мышечная ткань обеспечивает движение организма и его частей в пространстве, а также движение внутренних органов. Она состоит из специализированных клеток — миоцитов, способных сокращаться. Различают поперечно-полосатую скелетную, поперечно-полосатую сердечную и гладкую мышечные ткани. Скелетная мышечная ткань отвечает за произвольные движения, сердечная — за работу сердца, а гладкая — за сокращение стенок внутренних органов. Благодаря способности к сокращению, мышцы выполняют двигательные, транспортные и регуляторные функции. Мышечная ткань играет важнейшую роль в обмене веществ, терморегуляции и поддержании формы тела животных.

Основная ткань растений (паренхима) выполняет множество функций в зависимости от своего строения и местоположения. Фотосинтезирующая паренхима (хлоренхима) осуществляет фотосинтез благодаря содержанию хлоропластов. Запасающая ткань откладывает питательные вещества в плодах, корневищах, клубнях. Воздухоносная (аэренхима) содержит крупные межклеточные полости, способствующие газообмену и плавучести водных растений. Водоносная ткань запасает воду у растений засушливых мест. Основная ткань участвует также в регенерации, заживлении повреждений и обеспечивает метаболизм.

Проводящая ткань растений состоит из ксилемы (древесины) и флоэмы (луба). Ксилема транспортирует воду и минеральные вещества от корней к другим частям растения. Её элементы — трахеиды и сосуды — имеют толстые одревесневшие стенки. Флоэма отвечает за транспорт органических веществ (продуктов фотосинтеза) от листьев к другим органам. В её состав входят ситовидные трубки и клетки-спутницы. Проводящая ткань обеспечивает не только транспорт веществ, но и механическую прочность растения. Благодаря этим тканям осуществляется питание и развитие всех частей растения.

Покровная ткань растений и эпителиальная ткань животных выполняют сходные защитные функции. Покровная ткань защищает растения от механических повреждений, потери влаги и проникновения микроорганизмов. У животных эпителий также защищает тело и органы от внешних воздействий. Кроме защиты, эпителий участвует в секреции (выделении слюны, слизи, пота), а также в всасывании веществ (например, в кишечнике). У растений покровная ткань регулирует транспирацию и газообмен через устьица. У животных эпителий обеспечивает регенерацию тканей при повреждениях. Несмотря на разное строение, оба типа тканей формируют наружные оболочки организма и выполняют схожие барьерные функции.

Проводящая и механическая ткани растений обеспечивают транспорт веществ и придают прочность. Проводящая ткань (ксилема и флоэма) транспортирует воду, минеральные и органические вещества. Механическая ткань (склеренхима, колленхима) укрепляет растение, защищает от ломкости. Соединительная ткань животных выполняет сходные функции: она поддерживает органы, соединяет их, участвует в транспорте веществ (кровь, лимфа), а также защищает организм (кость, хрящи, жировая ткань). Оба типа тканей связаны с опорной и транспортной функциями, однако у животных соединительная ткань более универсальна и разнообразна по строению. В растениях эти функции распределены между разными тканями.

ФУНКЦИИ ТКАНЕЙ

│

┌─────────────────────────────┼─────────────────────────────┐

│ │ │

ЗАЩИТНАЯ ТРАНСПОРТНАЯ ОПОРНАЯ

│ │ │

│ │ │

Растения: Растения: Растения:

Покровная ткань Проводящая ткань Механическая ткань

(эпидермис, пробка) (ксилема, флоэма) (склеренхима, колленхима)

Животные: Животные: Животные:

Эпителиальная ткань Соединительная ткань Соединительная ткань

(покровный эпителий) (кровь, лимфа) (кости, хрящи)

У растений никогда не сформировались бы мышечная и нервная ткани. Мышечная ткань необходима для активного передвижения и быстрого реагирования на окружающую среду, а растения ведут прикреплённый образ жизни и не нуждаются в таком способе передвижения. Их движение осуществляется очень медленно за счёт роста или изменения тургорного давления. Нервная ткань у растений тоже отсутствует, так как они не имеют центральной нервной системы и не нуждаются в быстром проведении нервных импульсов. В качестве альтернативы растения используют химические сигналы и фитогормоны. Таким образом, отсутствие необходимости в быстром реагировании и передвижении сделало формирование мышечной и нервной тканей у растений бессмысленным с точки зрения эволюции.

У животных никогда не смогли бы сформироваться проводящая ткань, подобная ксилеме и флоэме у растений, а также фотосинтезирующая основная ткань. Животные ведут гетеротрофный образ жизни, поэтому не способны к фотосинтезу и не нуждаются в хлоропластах. Их способ питания основан на поедании готовых органических веществ. Проводящие ткани у растений служат для перемещения воды и минеральных веществ от корней к листьям, чего у животных не бывает в принципе. У животных функции транспорта выполняют кровеносная и лимфатическая системы, построенные на основе соединительных тканей. Животные имеют другие пути обеспечения своего существования, поэтому ткани с функциями фотосинтеза и вертикального водопровода им не нужны.

Форма клеток всегда тесно связана с их функцией и определяет особенности строения ткани. Например, клетки покровной ткани растений плотно прилегают друг к другу, образуя сплошной защитный слой. Их плоская форма помогает покрывать поверхность листьев и стеблей, защищая их от испарения и повреждений. У проводящей ткани клетки вытянуты в длину, образуют трубки, что обеспечивает эффективный транспорт воды и питательных веществ. В механической ткани клетки имеют утолщённые и одревесневшие стенки, придающие прочность и поддерживающие форму растения. У животных мышечные клетки вытянуты в волокна, что позволяет им сокращаться и обеспечивать движение. Нейроны имеют длинные отростки — аксоны и дендриты, благодаря которым они передают сигналы на большие расстояния. Таким образом, форма клетки всегда отражает её функциональное назначение в составе определённой ткани.

Каждый тип ткани выполняет в растении строго определённые функции, обеспечивая его выживание и развитие. Образовательная ткань отвечает за рост растения в длину и толщину, образуя новые клетки. Покровная ткань защищает органы растений от высыхания, механических повреждений и патогенных микроорганизмов. Основная ткань выполняет фотосинтез, запасает питательные вещества, накапливает воду и способствует газообмену. Проводящая ткань обеспечивает транспорт воды, минеральных веществ и продуктов фотосинтеза между корнями, стеблями и листьями. Механическая ткань придаёт прочность и поддерживает форму растения, особенно важна для высоких и крупных растений. Выделительная ткань синтезирует и выделяет специфические вещества, которые защищают растение от вредителей и регулируют обмен веществ.

Эволюция растений — это сложный и длительный процесс, в ходе которого происходило постепенное усложнение их строения и функций. Одним из ключевых этапов стало формирование тканей, позволяющих растениям освоить наземную среду обитания. Тканевое строение возникло не сразу: по мере появления новых групп растений возникали новые типы тканей, специализировавшиеся на защите, питании, транспорте веществ и поддержании формы.

Мхи (отдел Bryophyta) являются одними из самых примитивных высших растений, однако у них уже появляется зачаточное разделение клеток по функциям, что можно считать первичной дифференцировкой тканей.

У мхов отсутствуют настоящие проводящие ткани. Передвижение воды и минеральных веществ происходит пассивно — за счёт капиллярных сил и диффузии.

Покровные ткани представлены простым клеточным слоем без кутикулы, что ограничивает их распространение во влажной среде.

Основная ткань отвечает за фотосинтез и запасание веществ.

Отсутствуют механические ткани как таковые, поэтому мхи невысокие и легко теряют влагу.

Вывод: мхи — первая ступень эволюции тканей, где формируются зачатки покровной и основной тканей, но нет полноценной проводящей и механической.

Папоротниковидные (отдел Pteridophyta) стали важным этапом в эволюции, так как у них появляются настоящие проводящие ткани.

Развиваются проводящие ткани — ксилема (древесина) и флоэма (луб), что позволяет транспортировать воду и питательные вещества на значительные расстояния.

Формируются механические ткани (склеренхима, колленхима), придающие прочность побегам и листьям.

Покровная ткань становится более сложной, появляется кутикула, снижающая испарение воды.

Основная ткань продолжает выполнять фотосинтетическую, запасающую и воздухоносную функции.

Вывод: у папоротниковидных впервые появляются специализированные проводящие и механические ткани, что позволило им выйти из водной среды и освоить сушу.

Голосеменные (отдел Gymnospermae) представляют собой следующую ступень эволюции, характеризующуюся значительным усложнением тканей.

Проводящая ткань становится более совершенной: трахеиды увеличиваются в размерах, улучшается транспорт воды.

Формируется полноценная древесина, обеспечивающая рост в толщину (вторичное утолщение).

Камбий начинает активно функционировать, способствуя образованию новых слоёв ксилемы и флоэмы.

Покровная ткань утолщается, формируется многослойная пробка, защищающая от испарения и повреждений.

Основные и механические ткани хорошо развиты, позволяя голосеменным достигать больших размеров.

Вывод: голосеменные обладают полноценными системами проводящих, покровных и механических тканей, что делает их первыми настоящими древесными растениями.

Покрытосеменные (отдел Angiospermae) достигли наивысшей степени эволюционного развития среди растений.

Проводящие ткани достигают максимальной эффективности: формируются сосуды с перфорированными пластинками, значительно ускоряющие транспорт воды.

Камбий обеспечивает быстрое утолщение стеблей и корней, способствует формированию мощной древесины.

Флоэма образует ситовидные трубки с клетками-спутниками, улучшая транспорт органических веществ.

Покровная ткань становится многофункциональной: развивается кутикула, железистые волоски, устьица с замыкающими клетками.

Основные ткани выполняют не только фотосинтез и запасание веществ, но и обеспечивают адаптацию к различным условиям среды.

Механические ткани дифференцируются, обеспечивая устойчивость как травянистых, так и древесных форм.

Вывод: покрытосеменные обладают самыми сложными и эффективными тканями, что позволило им стать доминирующей группой растений на планете.

Эволюция тканей растений шла от простейшей клеточной организации мхов к сложной системе специализированных тканей у покрытосеменных. На каждом этапе формировались новые типы тканей, позволявшие лучше приспосабливаться к жизни на суше, обеспечивать транспорт веществ, защиту и поддержку тела растения. Покрытосеменные — венец этой эволюции, сочетающий в себе максимальную эффективность всех типов тканей.

Эволюция животных — это сложный и постепенный процесс, в ходе которого происходило усложнение их строения, функций и образа жизни. Одним из важнейших этапов этого пути стало формирование тканей — групп клеток, сходных по строению и выполняющих определённые функции. Развитие тканей позволило животным достичь высокой степени организации, что обеспечило освоение ими разнообразных сред обитания. Однако формирование тканей происходило поэтапно, что хорошо видно на примере таких групп, как губки, кишечнополостные и плоские черви.

Губки — древнейшие из многоклеточных животных, сохранившие черты до-тканевого уровня организации.

У губок отсутствуют настоящие ткани. Все их клетки функционируют относительно независимо.

Существует только примитивное разделение клеток на типы: покровные (пинакоциты), воротничковые (хоаноциты) и амебоидные (амебоциты).

Нет межклеточного вещества, соединяющего клетки в ткани.

Функции обмена веществ, питания и защиты выполняются на уровне отдельных клеток.

Отсутствует нервная система, движения пассивны.

Вывод: губки представляют собой исходный этап многоклеточности, когда специализированные ткани ещё не сформированы.

Кишечнополостные (гидры, медузы, кораллы) стали первым шагом к формированию настоящих тканей у животных.

У них впервые появляются два слоя тканей: эктодерма (наружный слой) и энтодерма (внутренний слой).

Эктодерма выполняет защитную и двигательную функции.

Энтодерма отвечает за пищеварение и обмен веществ.

Между ними располагается мезоглея — студенистое вещество, выполняющее опорную роль.

У кишечнополостных впервые появляется примитивная нервная система в виде сетчатого нервного сплетения, обеспечивающая элементарные реакции на раздражения.

Клетки становятся специализированными: стрекательные клетки, эпителиально-мускульные, нервные, пищеварительные.

Вывод: кишечнополостные достигли тканевого уровня организации, сформировав настоящие покровные, мышечные и нервные ткани.

Плоские черви (планарии, сосальщики, ленточные черви) представляют собой следующую ступень эволюционного развития, где происходит дальнейшая специализация тканей и органов.

Трёхслойное строение тела (эктодерма, мезодерма, энтодерма) — важнейшее эволюционное достижение.

Мезодерма даёт начало новым типам тканей — соединительной и мышечной.

Появляются полноценные мышечные волокна, обеспечивающие активные движения.

Формируется плотное соединение клеток в ткани, развивается межклеточное вещество.

Нервная система усложняется: появляются парные нервные стволы и ганглии, закладывается принцип центральной нервной системы.

Появляются органы выделения (протонефридии), что требует участия специализированных клеток.

Плоские черви впервые демонстрируют зачатки органов как объединений тканей.

Вывод: плоские черви имеют полноценные эпителиальные, мышечные, нервные и соединительные ткани. У них начинается органный уровень организации.

Эволюция тканей у животных шла от отсутствия настоящих тканей у губок к их формированию у кишечнополостных и усложнению у плоских червей. На каждом этапе происходила специализация клеток, объединение их в функциональные группы — ткани. Появление мезодермы у плоских червей стало ключевым моментом, открывшим путь к развитию соединительной и мышечной тканей, органов и систем органов. Эти изменения позволили животным усложнять образ жизни, осваивать новые среды обитания и активно взаимодействовать с окружающей средой.