Микроскопическое строение древесины

 

Под микроскопическим строением древесины понимается такое строение, которое видно под микроскопом, см. рис. 6 и 7.

Строение клетки. Основу строения древесины составляют тесно сросшиеся между собой растительные клетки, образующие анатомические элементы древесины. Клетки, составляющие древесину, весьма разнообразны по своей форме и величине.

Каждая клетка имеет стенку, состоящую из нескольких оболочек, которой она отделяется от соседних клеток. Внутри клеток находится протопласт, состоящий из протоплазмы, ядра с ядрышками и пластид. С увеличением клетки в протоплазме появляются вакуоли, заполненные клеточным соком.

Строение клеточной оболочки. Клеточная оболочка является продуктом деятельности протопласта. Молодая клеточная оболочка состоит из вещества, называемого целлюлозой или клетчаткой.

В процессе развития клетки ее оболочка видоизменяется в размере, строении и составе. Основным изменением в составе клеточных оболочек является их одревеснение и опробковение. Одревеснение клеточных стенок возникает в результате появления в них особого вещества - лигнина.

        

                        а                                                        б

 

Рис. 6. Схема микроскопического строения древесины клеток:

а - пористый сосуд, пронизывающий древесину: 1 - меристемные клетки; 2 - утолщающиеся стенки; 3 - намечающиеся поры; 4 - поперечные горизонтальные перегородки между клетками; 5 - пористый сосуд; б - схематичное изображение клеток, из которых состоит древесина: 1 - трахеида с щелевыми окаймленными порами; 2 - трахеида с окаймленными порами; 3 - трахеида со спиральным утолщением; 4 - спиральный сосуд; 5 - пористый сосуд; 6 - перегородчатый либриформ; 7 - либриформ с щелевидными порами.

 

Он придает оболочке прочность при сжатии, жесткость и твердость. Опробковение оболочки возникает в результате появления в ней особого вещества - суберина, состоящего из жирных кислот. Опробковение оболочки (в основном клетки коры) создает структуры непроницаемые для воды и газов.

Строение древесины хвойных и лиственных пород. Древесина хвойных пород (рис. 6) состоит в основном из трахеид. Это сильно вытянутые мертвые клетки с одревесневшими оболочками и заостренными концами. В их стенках множество окаймленных пор, через которые и поднимается вода с растворенными питательными веществами.

 

 

    Дуб                                Берёза                        Сосна

 

Рис. 7. Микроструктура древесины различных пород: 1 - годичный слой, 2 - сердцевинные лучи, 3 - вертикальный смоляной ход, 4 - ранние трахеиды, 5 - поздняя трахеида, 6 - окаймленная пора, 7 - лучевая трахеида, 8 - сосуды, 9 - крупный сосуд ранней древесины, 10 - мелкий сосуд поздней древесины, 11 - широкий сердцевинный луч, 12 - узкие сердцевинные лучи, 13 - либриформ, 14 - лестничная перфорация (по В.Е. Вихрову)

 

У лиственных пород (рис. 7) преобладают трахеи или сосуды. Они состоят из множества элементов с перфорациями на концах. Сотни и тысячи трахей, соединяясь между собой, образуют сквозные трубки. Другой отличительной чертой лиственных пород является наличие либриформа - это сильно вытянутые волокна, заостренные на концах, обеспечивающие прочность и твердость древесины.

Ткани древесины. Совокупность клеток одинакового строения, выполняющих одни и те же функции, образуют ткани. Напомним, что основу древесины составляют растительные клетки. По форме - это паренхимные (пар - равный) округлые или многогранные (диаметр 0,01-0,1 мм) клетки с тонкой оболочкой, или прозенхимные (по направлению) сильно втянуты клетки диаметром 0,01-0,05 мм, длиной от 0,5-3 до 8 мм.

Древесина растущего дерева состоит в основном из мертвых клеток, и лишь часть клеток (паренхимные) сохраняют живой протопласт.

Первичные оболочки состоят из отдельных микрофибрилл целлюлозы - вещества, называемого клетчаткой - углеводного полимера, образующего беспорядочную структуру. Пространство между волокнами целлюлозы заполнено лигнином - неуглеводным полимером.

Лигнификация происходит на стадии образования встречной оболочки клетки. Пропиткой лигнином завершается процесс формирования клеточной оболочки. По выполняемым функциям ткани подразделяются на следующие виды:

- покровные - находятся в коре и выполняют защитную роль;

- проводящие - находятся в стволе и проводят воду с питательными веществами;

- механические - расположены также в стволе и придают древесине прочность и устойчивость;

- запасающие - расположены в стволе и в корнях, являются кладовыми питательных веществ;

- образовательные - находятся в основном в камбии;

- ассимиляционные - в процессе фотосинтеза усваивают углекислый газ и находятся в листьях.

Строение древесных корней. Их строение обусловлено приспособлением выполнять механические, водопроводящие и водозапасающие функции. В питании дерева принимают участие исключительно тонкие окончания корней, снабженные особым (осмотическим) аппаратом, способным всасывать из почвы воду с растворенными в ней минеральными веществами. Крупные корни не способны всасывать воду и служат для проведения воды, отложения запасов и для механического укрепления ствола дерева.

Строение корней сходно со строением ствола с одним отличием: нет сердцевины (это практически первичная древесина). В корнях больше паренхимных клеток и сердцевинных лучей, длина волокон и трахеид гораздо больше, чем в стволе.

Строение коры. Кора ствола во взрослом дереве имеет две четко выраженные зоны: луб и корку. Луб - это внутренняя часть коры. Снаружи луб охватывает первичная корка, состоящая из паренхимных клеток, среди которых расположены вертикальные смоляные ходы. Проводящую функцию в лубе выполняют ситовидные клетки, характерные для древесины хвойных пород; они очень узкие и длинные со скошенными концами, напоминающими трахеиды.

У древесины лиственных пород ситовидные трубки напоминают сосуды. Оба вида клеток функционируют только один сезон, затем отмирают.

Механическую функцию в лубе выполняют лубяные волокна и каменистые клетки. Лубяные волокна в большом количестве содержатся в коре липы, тополя, ивы. Каменистые клетки имеют форму многогранников, свое название получили за твердость стенок, которые сильно утолщены и пропитаны лигнином (у ели, лиственницы, березы).

В состав корки (наружная часть коры) входят пробковые клетки, имеющие форму многогранников (в основном четырнадцатигранников) несколько вытянутых вдоль оси ствола. Состоят в основном из суберина. У таких пород, как береза, бук корка представлена только пробковыми клетками, они отличаются гладкой поверхностью коры. У большинства пород, начиная с определенного возраста, пробковый слой отмирает и образуется корка, включающая целый комплекс отмерших тканей. Корку у некоторых деревьев (бархатное дерево, пробковый дуб) периодически срезают и используют для технических целей.

Контрольные вопросы

1. Каковы функции паренхимных и прозенхимных клеток?

2. Что такое ткани древесины?

3. Каковы функции либриформа в древесине?