Ткань (биология)

Эта статья о биологической ткани. Чтобы узнать о других значениях, см. Ткань (значения) .

Микроскопический вид гистологического препарата легкого человека , состоящего из различных тканей: крови , соединительной ткани сосудов , эндотелия и респираторного эпителия , окрашенного гематоксилином и эозином .

В биологии происхождения , ткань — это совокупность сходных клеток и их внеклеточного матрикса одного и того же эмбрионального которые вместе выполняют определенную функцию. Ткани занимают биологический организационный уровень между клетками и целым органом . Соответственно, органы образуются путем функциональной группировки множества тканей.

Биологические организмы следуют этой иерархии :

Клетки < Ткань < Орган < Система органов < Организм

Английское слово «ткань» происходит от французского слова « tissu », причастия прошедшего времени от глагола tisser, «ткать».

Исследование тканей известно как гистология или, в связи с заболеванием, как гистопатология . Ксавье Биша считается «отцом гистологии». Гистология растений изучается как в анатомии , так и в физиологии растений . Классическими инструментами для изучения тканей являются парафиновый блок , в который ткань заливают и затем разрезают, гистологическое окрашивание и оптический микроскоп . Развитие электронной микроскопии , иммунофлуоресценции и использование замороженных срезов тканей увеличило детализацию, которую можно наблюдать в тканях. С помощью этих инструментов можно исследовать классический внешний вид тканей в норме и при заболеваниях , что позволяет значительно уточнить медицинский диагноз и прогноз .

Растительная ткань

Поперечное сечение стебля растения льна с несколькими слоями тканей разных типов:

1. Сердцевина
2. Протоксилема
3. Ксилема
4. Флоэма
5. Склеренхима ( лубяное волокно )
6. Кора головного мозга
7. Эпидермис

В анатомии растений ткани делятся на три тканевые системы: эпидермис , основная ткань и сосудистая ткань .

• Эпидермис – клетки, образующие внешнюю поверхность листьев и тела молодого растения.
• Сосудистая ткань . Основными компонентами сосудистой ткани являются ксилема и флоэма . Они транспортируют жидкости и питательные вещества внутрь.
• Основная ткань . Основная ткань менее дифференцирована, чем другие ткани. Наземная ткань производит питательные вещества посредством фотосинтеза и сохраняет запасы питательных веществ.

Ткани растений также можно по-разному разделить на два типа:

1. Меристематические ткани
2. Постоянные ткани.

Меристематическая ткань

См. Также: Стволовые клетки растений.

Меристематическая ткань состоит из активно делящихся клеток и приводит к увеличению длины и толщины растения. Первичный рост растения происходит только в определенных областях, например, на кончиках стеблей или корней. Именно в этих регионах присутствует меристематическая ткань. Клетки этого типа ткани имеют форму примерно сферической или от многогранной до прямоугольной, с тонкими клеточными стенками . Новые клетки, продуцируемые меристемой, изначально являются клетками самой меристемы, но по мере роста и созревания новых клеток их характеристики медленно изменяются, и они дифференцируются как компоненты меристематической ткани, классифицируясь как:

Различают два типа меристематических тканей.

1.Первичная меристема.

2.Вторичная меристема.

• Апикальная меристема : присутствует на растущих кончиках стеблей и корней, увеличивает длину стебля и корня. Они образуют растущие части на вершинах корней и стеблей и отвечают за увеличение длины, также называемое первичным ростом. Эта меристема отвечает за линейный рост органа.
• Латеральная меристема : клетки, которые в основном делятся в одной плоскости и вызывают увеличение органа в диаметре и обхвате. Латеральная меристема обычно встречается под корой дерева в виде пробкового камбия и в сосудистых пучках двудольных в виде сосудистого камбия . Деятельность этого камбия формирует вторичный рост.
• Интеркалярная меристема : расположена между постоянными тканями, обычно присутствует у основания узла, междоузлия и на основании листа. Они отвечают за рост растения в длину и увеличение размера междоузлия. Они приводят к образованию и росту ветвей.

Клетки меристематической ткани сходны по строению и имеют тонкую и эластичную первичную клеточную стенку из целлюлозы . Они расположены компактно, без межклетников между ними. Каждая клетка содержит плотную цитоплазму и заметное клеточное ядро . Плотная протоплазма меристематических клеток содержит очень мало вакуолей . В норме меристематические клетки имеют овальную, многоугольную или прямоугольную форму.

Клетки меристематической ткани имеют большое ядро ​​с маленькими вакуолями или вообще без них, поскольку им не нужно ничего хранить, в отличие от их функции размножения и увеличения обхвата и длины растения, без межклеточных пространств.

Постоянные ткани

Постоянные ткани можно определить как группу живых или мертвых клеток, образованных меристематической тканью, утративших способность делиться и навсегда разместившихся в фиксированных положениях в организме растения. Меристематические ткани, выполняющие определенную роль, теряют способность к делению. Этот процесс принятия постоянной формы, размера и функции называется клеточной дифференцировкой . Клетки меристематической ткани дифференцируются с образованием разных типов постоянных тканей. Существует 2 типа постоянных тканей:

1. простые постоянные ткани
2. сложные постоянные ткани

Простая постоянная ткань

Простая постоянная ткань представляет собой группу клеток, сходных по происхождению, строению и функциям. Они бывают трех типов:

1. Паренхима
2. Колленхима
3. Склеренхима

Паренхима

Паренхима (греч. para – «рядом»; энхима – настой – «ткань») – основная масса вещества. У растений она состоит из относительно неспециализированных живых клеток с тонкими клеточными стенками, обычно упакованными рыхло, так что между клетками этой ткани находятся межклеточные пространства. Обычно они имеют изодиаметрическую форму. Они содержат небольшое количество вакуолей, а иногда даже могут не содержать вакуолей. Даже если они это сделают, вакуоль будет гораздо меньшего размера, чем нормальные клетки животных. Эта ткань обеспечивает поддержку растениям, а также хранит пищу. Хлоренхима — особый тип паренхимы, содержащий хлорофилл и осуществляющий фотосинтез. У водных растений ткани аэренхимы или большие воздушные полости обеспечивают плавучесть. Клетки паренхимы, называемые идиобластами, содержат метаболические отходы. Волокна веретенообразной формы также содержатся в этих клетках для их поддержки и известны как прозенхима, также отмечается сочная паренхима. У ксерофитов ткани паренхимы запасают воду.

Колленхима

Поперечный срез клеток колленхимы

Колленхима (по-гречески «колла» означает камедь, а «энхима» означает настой) — это живая ткань первичного тела, подобная паренхиме . Клетки тонкостенные, но имеют утолщения из целлюлозы , воды и пектиновых веществ ( пектоцеллюлозы в углах, где соединяются несколько клеток, ). Эта ткань придает растению прочность на разрыв, клетки расположены компактно и имеют очень мало межклеточных пространств. Встречается преимущественно в гиподерме стеблей и листьев. Он отсутствует у однодольных растений и корней.

Колленхиматозная ткань выполняет функцию опорной ткани в стеблях молодых растений. Он обеспечивает механическую поддержку, эластичность и прочность на растяжение тела растения. Он помогает в производстве сахара и хранении его в виде крахмала. Он присутствует на краях листьев и противостоит разрывающему воздействию ветра.

Склеренхима

Склеренхима (греч. Sclerous означает твердый и энхима означает настой) состоит из толстостенных мертвых клеток, протоплазма в незначительном количестве. Эти клетки имеют твердые и чрезвычайно толстые вторичные стенки из-за равномерного распределения и высокой секреции лигнина и выполняют функцию механической поддержки. Между ними нет межмолекулярного пространства. Отложения лигнина настолько толстые, что клеточные стенки становятся прочными, жесткими и непроницаемыми для воды, что также известно как каменная клетка или склереиды. Эти ткани бывают в основном двух типов: волокна склеренхимы и склереиды. Волокнистые клетки склеренхимы имеют узкий просвет, длинные, узкие и одноклеточные. Волокна представляют собой удлиненные, прочные и гибкие клетки, часто используемые в веревках. Склереиды имеют чрезвычайно толстые клеточные стенки, хрупкие и встречаются в ореховой скорлупе и бобовых.

Эпидермис

Вся поверхность растения состоит из одного слоя клеток, называемого эпидермисом или поверхностной тканью. Вся поверхность растения покрыта внешним слоем эпидермиса. Поэтому ее еще называют поверхностной тканью. Большинство эпидермальных клеток относительно плоские. Наружная и боковые стенки клетки часто толще внутренних. Клетки образуют сплошной лист без межклетников. Он защищает все части растения. Внешний эпидермис покрыт толстым восковым слоем, называемым кутином, который предотвращает потерю воды. Эпидермис также состоит из устьиц (единственное число: стома), которые способствуют транспирации .

Сложная постоянная ткань

Сложная постоянная ткань состоит из более чем одного типа клеток, имеющих общее происхождение и работающих вместе как единое целое. Сложные ткани в основном связаны с транспортировкой минеральных питательных веществ, органических растворов (пищевых материалов) и воды. Поэтому ее еще называют проводящей и сосудистой тканью. Распространенными типами сложных постоянных тканей являются:

• Ксилема (или дерево)
• Флоэма (или луб).

Ксилема и флоэма вместе образуют проводящие пучки.

Ксилема

Ксилема (греч. xylos = дерево) служит главной проводящей тканью сосудистых растений. Он отвечает за проводимость воды и неорганических растворов. Ксилема состоит из четырех видов клеток:

• Трахеиды
• Сосуды (или трахеи)
• Ксилемные волокна или ксилемная склеренхима
• Ксилемная паренхима

Поперечный разрез 2-летней Tilia americana , подчеркивающий форму и ориентацию лучей ксилемы.

Ткань ксилемы организована трубчатым образом вдоль главных осей стеблей и корней. Он состоит из совокупности клеток паренхимы, волокон, сосудов, трахеид и лучевых клеток. Более длинные трубки состоят из отдельных клеток трахеид, при этом члены сосудов открыты на каждом конце. Внутри могут быть полосы стенового материала, пересекающие открытое пространство. Эти клетки соединяются друг с другом, образуя длинные трубки. Члены сосудов и трахеиды в зрелом возрасте погибают. Трахеиды имеют толстые вторичные клеточные стенки и сужаются на концах. У них нет торцевых отверстий, как у сосудов. Концы перекрываются друг с другом, присутствуют пары ямок. Пары ямок позволяют воде проходить из ячейки в ячейку.

Хотя большая часть проводимости в ткани ксилемы является вертикальной, боковая проводимость по диаметру стебля облегчается посредством лучей. Лучи представляют собой горизонтальные ряды долгоживущих клеток паренхимы, возникающих из сосудистого камбия.

Флоэма

Флоэма состоит из:

• Ситообразная трубка
• Сопутствующая ячейка
• Флоэмное волокно
• Флоэмная паренхима.

Флоэма — не менее важная ткань растения, поскольку она также является частью «водопроводной системы» растения. В первую очередь флоэма переносит растворенные пищевые вещества по всему растению. Эта проводящая система состоит из ситовидной трубки и сопутствующих ячеек, не имеющих вторичных стенок. Родительские клетки сосудистого камбия продуцируют как ксилему, так и флоэму. Обычно сюда также входят волокна, паренхима и лучевые клетки. Ситовые трубы образованы из ситчатых трубчатых элементов, уложенных встык. Торцевые стенки, в отличие от членов сосудов ксилемы, не имеют отверстий. Однако торцевые стенки полны мелких пор, через которые цитоплазма распространяется от клетки к клетке. Эти пористые соединения называются ситчатыми пластинами. Несмотря на то, что их цитоплазма активно участвует в проведении пищевых веществ, ситовидные трубочки в зрелом состоянии не имеют ядер. Именно клетки-компаньоны, расположенные между элементами ситовидной трубки, каким-то образом функционируют, обеспечивая проведение пищи. Живые члены ситовидной трубки содержат полимер, называемый каллозой, углеводный полимер, образующий мозольную подушечку/каллюс, бесцветное вещество, покрывающее ситовидную пластинку. Каллоза остается в растворе до тех пор, пока содержимое клетки находится под давлением. Флоэма транспортирует пищу и материалы в растениях вверх и вниз по мере необходимости.

Животные ткани

Ткани животных делятся на четыре основных типа: соединительные , мышечные , нервные и эпителиальные . Совокупность тканей, объединенных в единицы для выполнения общей функции, образует органы. Хотя обычно можно считать, что большинство животных содержат четыре типа тканей, проявление этих тканей может различаться в зависимости от типа организма. Например, происхождение клеток, составляющих определенный тип ткани, может различаться в процессе развития у разных классов животных. Ткань впервые появилась в диплобластах , но современные формы появились только в триплобластах .

Эпителий у всех животных происходит из эктодермы и энтодермы (или их предшественника у губок ) с небольшим вкладом мезодермы , образующей эндотелий — специализированный тип эпителия, составляющий сосудистую сеть . Напротив, истинная эпителиальная ткань присутствует только в одном слое клеток, удерживаемых вместе посредством перекрывающих соединений, называемых плотными соединениями , для создания избирательно проницаемого барьера. Эта ткань покрывает все поверхности организма, которые контактируют с внешней средой, такие как кожа , дыхательные пути и пищеварительный тракт. Он выполняет функции защиты, секреции и абсорбции и отделен от других тканей ниже базальной пластинкой .

Соединительная и мышечная ткани происходят из мезодермы. Нервная ткань происходит из эктодермы.

Эпителиальные ткани

Основная статья: Эпителий

Эпителиальные ткани образованы клетками, которые покрывают поверхности органов, такие как поверхность кожи , дыхательные пути , поверхности мягких органов, репродуктивный тракт и внутренняя оболочка пищеварительного тракта . Клетки, составляющие эпителиальный слой, связаны полупроницаемыми плотными соединениями ; следовательно, эта ткань обеспечивает барьер между внешней средой и органом, который она покрывает. В дополнение к этой защитной функции эпителиальная ткань также может быть специализирована на секреции , экскреции и абсорбции . Эпителиальная ткань помогает защитить органы от микроорганизмов, травм и потери жидкости.

Функции эпителиальной ткани:

• Основная функция эпителиальных тканей – покрытие и выстилка свободной поверхности.
• Клетки поверхности тела образуют внешний слой кожи.
• Внутри тела эпителиальные клетки образуют слизистую оболочку рта и пищеварительного канала и защищают эти органы.
• Эпителиальные ткани помогают в удалении отходов.
• Эпителиальные ткани секретируют ферменты и/или гормоны в виде желез .
• Некоторые эпителиальные ткани выполняют секреторные функции. Они выделяют различные вещества, включая пот, слюну, слизь, ферменты.

Существует много видов эпителия, номенклатура несколько варьируется. В большинстве классификационных схем описание формы клеток верхнего слоя эпителия сочетается со словом, обозначающим количество слоев: простого (один слой клеток) или многослойного (несколько слоев клеток). Однако другие клеточные особенности, такие как реснички, также могут быть описаны в системе классификации. Некоторые распространенные виды эпителия перечислены ниже:

• Простой плоский (мостовой) эпителий
• Простой кубический эпителий
• Простой столбчатый эпителий
• Простой мерцательный (псевдостратифицированный) цилиндрический эпителий.
• Простой железистый столбчатый эпителий
• Многослойный неороговевающий плоский эпителий
• Многослойный ороговевший эпителий
• Многослойный переходный эпителий

Соединительная ткань

Основная статья: Соединительная ткань

Соединительные ткани состоят из клеток, разделенных неживым материалом, который называется внеклеточным матриксом . Эта матрица может быть жидкой или жесткой. Например, кровь содержит плазму, поскольку ее матрица, а матрица кости жесткая. Соединительная ткань придает форму органам и удерживает их на месте. Кровь, кости, сухожилия, связки, жировая и ареолярная ткани являются примерами соединительных тканей. Одним из методов классификации соединительных тканей является разделение их на три типа: волокнистая соединительная ткань, скелетная соединительная ткань и жидкая соединительная ткань.

Мышечная ткань

Основная статья: Мышцы

Поперечный срез скелетных мышц и небольшого нерва при большом увеличении ( окраска H&E )

Мышечные клетки (миоциты) образуют активную сократительную ткань организма. Мышечная ткань функционирует, создавая силу и вызывая движение, либо передвижение , либо движение внутри внутренних органов. Мышца образована сократительными нитями и разделяется на три основных типа; гладкие мышцы , скелетные мышцы и сердечная мышца . Гладкая мускулатура не имеет исчерченности при микроскопическом исследовании . Он сокращается медленно, но сохраняет сократимость в широком диапазоне длин растяжения. Он обнаружен в таких органах, как щупальца актиний и стенки тела голотурий . Скелетные мышцы сокращаются быстро, но имеют ограниченный диапазон расширения. Он обнаруживается в движении придатков и челюстей. Косополосатая мышца занимает промежуточное положение между двумя другими. Нити расположены в шахматном порядке, и это тип мышц дождевых червей , которые могут медленно растягиваться или быстро сокращаться. У высших животных поперечно-полосатые мышцы образуют пучки, прикрепленные к кости и обеспечивающие движение, и часто располагаются в виде антагонистических групп. Гладкая мускулатура встречается в стенках матки , мочевого пузыря , кишечника , желудка , пищевода , дыхательных путей и кровеносных сосудов . Сердечная мышца находится только в сердце , что позволяет ему сокращаться и перекачивать кровь по организму.

Нервная ткань

Основная статья: Нервная ткань

Клетки, включающие центральную нервную систему и периферическую нервную систему, классифицируются как нервная (или нервная) ткань. В центральной нервной системе нервные ткани образуют головной и спинной мозг . В периферической нервной системе нервные ткани образуют черепные нервы и спинномозговые нервы , включая мотонейроны .

Минерализованные ткани

Основная статья: Минерализованные ткани

Минерализованные ткани — это биологические ткани, которые включают минералы в мягкий матрикс. Такие ткани можно найти как у растений, так и у животных.

История

Ксавье Биша (1771–1802)

Ксавье Биша ввел слово «ткань» в изучение анатомии в 1801 году. Он был «первым, кто предположил, что ткань является центральным элементом анатомии человека , и рассматривал органы как совокупность зачастую разрозненных тканей, а не как отдельные сущности». Хотя Биша работал без микроскопа , он выделил 21 тип элементарных тканей, из которых состоят органы человеческого тела. позже это число было уменьшено другими авторами.

См. также

• Генеративная ткань - тип материала, используемого в медицине.
• Микродиссекция с лазерным захватом - рассечение в микроскопическом масштабе с помощью лазера. Страницы, отображающие описания из Викиданных в качестве запасного варианта.
• Тканевый микрочип - устройство для анализа множества гистологических образцов тканей. Страницы, отображающие описания викиданных в качестве запасного варианта.
• Стресс тканей

Источники

• Рэйвен, Питер Х., Эверт, Рэй Ф. и Эйххорн, Сьюзен Э. (1986). Биология растений (4-е изд.). Нью-Йорк: Издательство Worth. ISBN   087901315X .
• Роккелейн, Джон Э. (1998). Словарь теорий, законов и понятий психологии . Издательская группа Гринвуд. ISBN  978-0313304606 . Проверено 1 января 2013 г.

Внешние ссылки

• СМИ, связанные с биологическими тканями, на Викискладе?
• Список тканей в ExPASy