Structură și funcție

Structuri vegetative

Există trei niveluri de organizare integrată în corpul vegetativ al plantelor: organ, sistem tisular și țesut. Organele plantei – rădăcinile, tulpinile și frunzele – sunt compuse din sisteme de țesuturi (țesut dermic, țesut tegumentar și țesut vascular; vezi mai jos Sisteme de țesuturi). Țesuturile fiecăruia dintre aceste sisteme sunt compuse din celule de unul sau mai multe tipuri (parenchim, colenchyma și sclerenchyma; a se vedea mai jos Sisteme de țesuturi: Țesutul tegumentar). Țesuturile compuse dintr-un singur tip de celule și care îndeplinesc o singură funcție sunt țesuturi simple, în timp ce cele compuse din mai multe tipuri de celule și care îndeplinesc mai multe funcții, cum ar fi susținerea și conducerea, sunt țesuturi complexe. Xilemul și floemul sunt exemple de țesuturi complexe.

Planta se dezvoltă dintr-un ovul fertilizat, numit zigot, care suferă o diviziune celulară mitotică pentru a forma un embrion – o structură multicelulară simplă de celule nediferențiate (adică cele care nu s-au dezvoltat în celule de un anumit tip) – și, în cele din urmă, o plantă matură. Embrionul constă într-o axă bipolară care poartă unul sau două cotiledoane sau frunze de semințe; la majoritatea dicotiledonatelor, cotiledoanele conțin alimente stocate sub formă de proteine, lipide și amidon sau sunt fotosintetice și produc aceste produse, în timp ce la majoritatea monocotiledonatelor și la unele dicotiledonate, endospermul stochează alimentele, iar cotiledoanele absorb alimentele digerate. Embrionii dicotiledonatelor au două frunze de sămânță, în timp ce cei ai monocotiledonatelor au doar una.

Pe măsură ce embrionul continuă să se dezvolte și apar noi celule, planta angiospermă dezvoltă regiuni specializate în care are loc doar diviziunea celulară și alte zone în care au loc activități nereproductive (vegetative), cum ar fi metabolismul, respirația și depozitarea. Zonele cu celule în diviziune, în esență țesut embrionar permanent, se numesc meristeme, iar celulele lor sunt denumite inițiale. În embrion, acestea se găsesc la ambele capete ale axei bipolare și se numesc meristeme apicale. Pe măsură ce planta se maturizează, meristemele apicale din lăstari produc noi muguri și frunze, iar meristemele apicale din rădăcini sunt punctele de creștere activă a rădăcinilor (figura 3). Toate creșterile produse de meristemele apicale sunt creșteri primare și au ca rezultat mai multe țesuturi primare, care în esență extind corpul primar al plantei.

După ce o celulă dintr-un meristem apical s-a divizat mitotic, una dintre cele două celule fiice rezultate rămâne în meristem ca celulă inițială, iar cealaltă celulă este deplasată în corpul plantei ca celulă derivată. Celula derivată deplasată se poate diviza de mai multe ori pe măsură ce se diferențiază (modificări de structură și fiziologie) dintr-o celulă meristemică într-o celulă matură, dar numai celulele inițiale rămân permanent în meristemul apical. Cu toate acestea, deși majoritatea celulelor derivate diferențiate permanent sunt celule care nu se divid, iar regiunile de diviziune rămân în meristemele apicale ale rădăcinilor și lăstarilor, există regiuni de celule derivate care se divid în spatele meristemelor apicale și care dau naștere unor sisteme tisulare primare și, prin urmare, sunt considerate, de asemenea, meristeme primare.

Trei regiuni concentrice de țesuturi meristematice primare se dezvoltă imediat în spatele meristemului apical (figura 3). Aceste meristeme primare produc diferitele țesuturi ale corpului plantei: protodermul cel mai exterior se diferențiază în epidermă, un țesut care protejează planta; meristemul terestru adiacent se diferențiază în țesuturile terestre centrale (măduva și cortexul); iar procambiul se diferențiază în țesuturile vasculare (xilemul, floemul și cambiul vascular). Xilemul și floemul sunt țesuturi vasculare conducătoare și de susținere, iar cambiul vascular este un meristem lateral care dă naștere țesuturilor vasculare secundare, care constituie corpul secundar al plantei.

Meristemele laterale, numite cambia, se întind pe lungimea tulpinilor și rădăcinilor plantelor vasculare și produc țesuturi secundare, care se dezvoltă după ce un organ al plantei – sau o parte a unui organ al plantei – a încetat să se mai alungească. Creșterea secundară este în esență o creștere a circumferinței. Cambiul vascular produce xilemul secundar și floemul secundar, iar cambiul de plută (phellogen) produce celule de plută, din care se dezvoltă scoarța exterioară. Figura 4 rezumă modelele de creștere primară și secundară din meristemele apicale ale rădăcinilor și lăstarilor. (Pentru o discuție completă despre creșterea primară și secundară a plantelor, a se vedea mai jos Sisteme de țesuturi: Țesuturi vasculare.)

.