Malé rastliny (najmä vodné) potrebujú tenkú celulózovú membránu obklopujúcu bunky, aby si udržali silu a tvar tela. Veľké suchozemské rastliny vyžadujú pokročilejší podporný systém, ktorý predstavujú dva typy mechanických štruktúr: kollenchým a sklerenchým. Inak sa tieto látky nazývajú podporné alebo výstužné.
Collenchyma je oveľa zriedkavejšia, ale hrá rozhodujúcu úlohu pri udržiavaní vegetatívnych častí vyvíjajúcej sa rastliny. Samotný výraz pochádza z gréckeho slova "kolla" - lepidlo.
Štruktúra a vlastnosti
Napriek svojej mechanickej funkcii je kollenchým živé rastlinné tkanivo schopné fotosyntézy. Jeho protoplasty neodumierajú a steny sú elastické a schopné sa roztiahnuť.
Plasticitu bunkových membrán zabezpečujú dva faktory:
- nedostatok lignifikácie;
- zníženie elasticity škrupiny v dôsledku uvoľnenia protoplastu (obsahu živých buniek).
Collenchyma pozostávaz predĺžených parenchýmových alebo prosenchymálnych buniek dlhých až 2 mm. Ich škrupiny sa vyznačujú nerovnomerným zhrubnutím, čo dáva tkanivu zvláštny tvar. Pozoruhodnou vlastnosťou je absencia viditeľnej hranice medzi primárnou a sekundárnou stenou.
Zhrubnuté oblasti pozostávajú zo striedajúcich sa vrstiev, z ktorých niektoré obsahujú hlavne celulózu, zatiaľ čo iné obsahujú hemicelulózu, pektín a veľké množstvo vody. Celkový obsah týchto látok je 60 – 70 % hmotnosti bunkovej steny.
Nerovnomerné zhrubnutie bunkovej steny prispieva k jej plasticite a tiež reguluje osmózu (tenké časti prepúšťajú vodu a elektrolyty). Z rovnakého dôvodu, keď turgor zmizne, collenchyma prestane vykonávať svoje funkcie. Príkladom je vädnutie listov a trávy v dôsledku straty vody.
Collenchyma je derivát hlavného meristému. Bunky tohto mechanického tkaniva si zachovávajú schopnosť deliť sa po dlhú dobu.
Hodnotenie odolnosti
Pokiaľ ide o mechanickú pevnosť (schopnosť odolávať roztrhnutiu a ohybu), kollenchým prevyšuje charakteristiky liateho hliníka, ale je výrazne horší ako sklerenchým. V starších častiach rastlín môžu bunky kolenchýmu podliehať sekundárnemu zhrubnutiu a lignifikácii, čo zvyšuje pevnosť tkaniva, ale robí ho krehkejším.
Špeciálna vlastnosť - vysoká hodnota modulu pružnosti (porovnateľná s olovom). To znamená, že látka dobre obnoví svoju pôvodnú štruktúru po ukončení mechanického namáhania.
Rozdiely
Sklerenchým je „tuhšie“mechanické tkanivo. Jeho bunky nielenže strácajú schopnosť deliť sa, ale tiež úplne odumierajú v dôsledku hrubých lignifikovaných stien, ktoré blokujú komunikáciu s vonkajším prostredím.
Sklerenchým sa líši od kollenchýmu nasledujúcimi spôsobmi:
- smrť protoplastov;
- rovnomerné zhrubnutie škrupín s ich následnou lignifikáciou;
- bunkové steny sú nepriepustné pre vodu a elektrolyty;
- vyššia pevnosť;
- neschopnosť natiahnuť sa mušle.
Sklerenchým pôsobí ako kostrový rámec v už vytvorených častiach rastliny. Vo väčšej miere je toto tkanivo prítomné v stonkách so sekundárnym zhrubnutím. Sklerenchým môže byť primárny alebo sekundárny, zatiaľ čo kollenchým je iba primárny.
Svoje funkcie plnia iba v spojení s inými rastlinnými tkanivami.
Funkcie collenchyma
Jeho hlavným účelom je zabezpečiť odolnosť rastlín voči rôznym mechanickým zaťaženiam (statickým aj dynamickým). Navyše, vďaka dobrej elasticite, táto tkanina vytvára pružnosť stoniek a listov.
Napriek svojej relatívne nízkej sile je kollenchým vďaka svojej plasticite jediným tkanivom vhodným pre mladé vyvíjajúce sa výhonky, pretože výskyt tuhého sklerenchýmu by obmedzoval ich rast.
Odrody
Podľa povahy zhrubnutia bunkovej steny existujú 3 hlavné typy kollenchýmu:
- lamelárne (typické pre mladé stonky drevín a slnečnice);
- roh (tekvica, pohánka, šťavel);
- voľný (horský obojživelník, belladonna, podbeľ).
V rohovom kollenchýme dochádza k zhrubnutiu membrán v rohoch buniek (odkiaľ pochádza názov). Na križovatke sa tieto zóny spájajú a vytvárajú vzor vo forme troch alebo päťuholníkov (ak sa pozriete na prierez látky). Zhrubnuté časti membrán v lamelárnom kollenchýme sú usporiadané v paralelných vrstvách a samotné bunky sú predĺžené pozdĺž stoniek.
Voľný kollenchým je tkanivo s vyvinutými medzibunkovými priestormi, ktoré sa tvoria medzi zhrubnutými oblasťami membrán. Je to charakteristické pre rastliny, ktoré vytvárajú aerenchým (tkanivo nesúce vzduch) ako adaptáciu na podmienky prostredia.
Distribúcia v tele rastliny
Kollenchyma je tkanivo charakteristické najmä pre dvojklíčnolistové rastliny, mladé výhonky, ako aj vegetatívne štruktúry, ktoré nepodliehajú sekundárnemu zhrubnutiu (napríklad čepele listov).
Môže sa nachádzať:
- v zóne primárneho zhrubnutia stonky;
- v stopkách;
- v čepeliach listov obilnín;
- pod epidermou;
- extrémne zriedkavé v koreňoch (príkladom je kapusta).
Kollenchým sa v stonkách nachádza najčastejšie na periférii, blízko povrchu (niekedy bezprostredne pod epidermou). Toto rozdelenie poskytuje dobrú odolnosť voči ohybu a zlomeniu.
V listoch na mikroštruktúrnej úrovni sa usporiadanie kollenchýmových prvkov, ako aj iných podporných tkanív podobá dizajnu I-lúča, v ktorom vertikálny stojí medzi dvoma horizontálnymi blokmi, čo im to neumožňuje prehýbať sa pri mechanickom pôsobení.
