Выделительные (секреторные) ткани растений: общие сведения
К выделительным (секреторным) тканям относятся разного рода структурные образования, способные активно выделять из растения или изолировать в его тканях продукты метаболизма и капельно-жидкую воду. Выделяемые наружу или накапливаемые внутри жидкие и твердые продукты метаболизма получили общее название секретов . Как правило, секреты (смесь терпеноидов , полифенольные соединения , оксалат кальция ) относятся к продуктам вторичного метаболизма (обмена), но среди них встречаются и продукты первичного обмена .
Вторичные метаболиты представлены в растениях огромным числом индивидуальных соединений, хотя они образуются на немногих путях обмена веществ ( схема 1 ) и их биогенетическими предшественниками являются - мевалонат , ацетил-КоA (ацетил-коэнзим A) - сложное органическое вещество, молекулы которого участвуют в главнейших биохимических реакциях, идущих в живой клетке, коричная кислота и ряд белковых аминокислот.
В левой части схемы 1 указаны биогенетические предшественники основных классов соединений, относимых к продуктам вторичного метаболизма .
Три предшественника: мевалонат , ацетил-КоA и аминокислоты относятся к продуктам первичного обмена ; коричная кислота - продукт уже вторичного обмена, но она оказывается необходимой в ходе биохимического синтеза флавоноидов и различных более простых природных производных фенилпропана, обобщенно называемых фенилпропаноидами.
В правой колонке схемы перечислены главнейшие классы вторичных метаболитов (цифрами указано приблизительное число индивидуальных соединений, выделенное из различных групп организмов). Стрелками показана связь между теми или иными соединениями в ходе биохимических реакций. Сами биохимические реакции, в ходе которых одни соединения превращаются в другие, довольно разнообразны и включают множество стадий.
Элементы, или комплексы, выделительных тканей встречаются во всех органах. В зависимости от того, выделяют они вещества наружу или выделенные вещества остаются внутри растения, их делят на две группы: ткани внутренней и наружной секреции.
Клетки выделительных тканей по форме обычно паренхимные и тонкостенные. Они долго остаются живыми, выделяя секрет . Клетки-идиобласты по мере накопления большого количества секрета лишаются протопласта и стенки их нередко опробковевают. Синтез жидких секретов связывают с деятельностью внутриклеточных мембран и комплекса Гольджи .
Поскольку продукты вторичного метаболизма биологически активны и могут вызвать повреждение цитоплазмы , существуют механизмы, препятствующие этому. Один из них - перенос таких веществ в вакуоль или в свободное изолированное от цитоплазмы пространство клетки. Другой механизм - химическое превращение соединений до относительно безвредных, что, разумеется, не исключает их последующее выделение.
Прежде чем выделиться из цитоплазмы , где они синтезируются, секретируемые вещества преодолевают цитоплазматические мембраны - плазмалемму , если вещества выделяются в свободное пространство клетки, или тонопласт - при транспорте в вакуоль .
Эволюционно внутренние выделительные ткани возникли из ассимиляционных и запасающих , а наружные связаны с покровными тканями . Клетки, содержащие оксалат кальция , изначально выступают как ассимиляционные или запасающие и лишь позднее превращаются в выделительные.
Функции выделительных тканей растений существенно отличаются от функций выделительной системы животных. Образующиеся секреты нередко эффективно защищают растения от поедания животными, повреждения насекомыми или патогенными микроорганизмами.
Часто секреты , выступающие из мест поранения растений при искусственных или естественных повреждениях, играют роль бактерицидного пластыря (смолы, бальзамы). Выделяющиеся в цветках ароматические и сахаристые вещества ( нектар ) привлекают насекомых-опылителей. Наконец, накапливающиеся в разного рода вместилищах секретированные вещества могут вновь вовлекаться в процесс метаболизма и в этом случае выступают в роли запасных веществ. Клетки-идиобласты , особенно содержащие оксалат кальция , приобретают значение мест длительного "захоронения" токсичных для растения веществ или веществ, полностью исключенных из метаболизма. Вещества, полностью исключающиеся из метаболизма, удаляются из растения при опадении листьев, слущивании корки и т.п. Это основной путь избавления от "шлаков".
Судьба секретирующих клеток различна. Иногда они остаются живыми длительное время. При этом секреция осуществляется путем пассивного или активного транспорта либо экзоцитоза . В иных случаях при секреции происходит повреждение клетки. Выделение наружу выработанного секрета сопровождается выбросом части цитоплазмы , но отделяется только безъядерная часть клетки. Наконец, известны случаи, когда клетка полностью дегенерирует и иногда вместе с выработанным ею продуктом выделяется в окружающую среду (например, солевые волоски некоторых галофитов и слизистые клетки корневого чехлика ).
Выделение капельно-жидкой воды характерно для многих растений и осуществляется через гидатоды .
Ткани внутренней секреции могут быть представлены отдельными клетками-идиобластами , вместилищами выделений , смоляными ходами , эфирномасляными каналами и млечниками ( рис. 49 ).
