Изучая ткани растений все понимают, что по растению происходит транспорт веществ, но многие ученики путаются в том, что такое ксилема, что такое флоэма? На флоэму и ксилему делятся ведущие ткани, основной функцией которых является
проведение по растению воды и растворенных в ней органических и неорганических веществ. Именно проводящие ткани образуют систему, связывает все органы растения. Высокодифференцированные проводящие ткани есть только в так называемых сосудистых растений, в мохообразных и низших растений их нет. Сложнее построена система проводящих тканей у покрытосеменных. По ксилеме осуществляется транспорт воды и минеральных солей от корня ко всем другим органам, а флоэме транспорт воды и органических веществ от листьев к корню.
Ксилема - механическая ткань делится на сосуды и трахеиды. Сосуды - длинные пустотелые трубки образованы из вертикального ряда паренхимных клеток. Трахеиды - удлиненные мертвые клетки без цитоплазмы. Флоэма - механически специализированная ткань. Включает ситовидные трубки - вертикальный ряд удлиненных живых клеток с целлюлозной оболочкой, на поперечных стенках много отверстий - перфораций.
Проводящие ткани растений вместе с механическими тканями образуют сосудисто-волокнистые пучки.
Таким образом, изучая биологию растений, мы уже знаем, что наибольшее эволюционного развития ведущая система достигла именно в цветочных. Она более совершенна, чем у голосеменных, папоротникообразных или иных групп высших растений. На сегодняшний день некоторые современные наиболее примитивные двудольные, вымершие (беннетиты) и ныне существующие примитивные голосеменные (саговники) имеют не сосуды, а трахеиды.
Лишь в некоторых цветковых растений сохранилась бессосудистых ксилема. Но в большинстве из них рядом с трахеид имеются еще и сосуды, которые являются основными водопроводными элементами. В отличие от трахеид каждый членик сосуда, т.е. каждый клеточный элемент, имеет сквозные отверстия - перфорации. Примитивные членики сосудов очень похожи своей веретенообразной формой и заостренными концами на трахеиды. Они достаточно длинные, узкие, тонкостенные, в поперечном разрезе угловатые и не имеют конечной стенки. Боковые стенки таких сосудов имеют еще лестничной пористость, а перфорационная пластинка, есть место столкновения и слияния двух соседних члеников, состоит из многочисленных (100-150) лестничной перекладин, которые чередуются с продольными перфорациями. Еще в XIX в .. учеными было доказано, что лестничной перфорация члеников сосудов возникла лестничной пористости трахеид в результате исчезновения замыкающих пленок пор в местах соединения расположенных один стенок соседних трахеид. В эволюционном смысле от лестничной трахеиды до членика сосуда с лестничной перфорацией лишь один шаг, потому сосуды и возникли в разных линий развития цветковых растений независимо и гетерохронно. Они возникли совершенно независимо у двудольных и однодольных. Преобразование лестничной трахеид в членики сосудов - один из ярких примеров параллельной эволюции.
Как и все другие структурные элементы, членики сосудов в процессе эволюции совершенствуются. Их длина постепенно уменьшается, они становятся шире и в большинстве случаев приобретают более толстых стенок. Сечение на поперечном срезе становится округлым, лестничной боковые поры заменяются более или менее ограничена порами, которые сначала размещаются в горизонтальных рядах - противная пористость, а затем их размещения становится поочередным в виде косых рядов - поочередная пористость. Конечные стенки на первых этапах эволюции еще совсем косые, позже они становятся ярко выражены и постепенно приобретают поперечного положения, т.е. размещаются под прямым углом к длине сосуда. По мере укорочения длины и увеличение диаметра члеников сосудов отверстия в лестничной перфорационной пластинке расширяются, количество перекладин уменьшается, и в конце концов после исчезновения всех поперечников образуется одна большая перфорация. Ее называют простой и она является наиболее совершенным типом сквозного отверстия между члениками сосудов, так как сопротивление току жидкости сведено к минимуму.
Выше, наиболее совершенным типом члеников сосудов является короткий бочонкоподибний членик, ширина которого больше длины. Эволюция члеников сосудов является примером приспособительной эволюции и завершающим кульминационным типом конечного звена в цепи структурных преобразований.
Эволюция ситоподибних трубочек цветковых растений также начиналась с достаточно примитивных типов, близких к ситоподибних клеток голосеменных растений. Членики ситоподибних трубочек отличаются от ситоподибних клеток голосеменных наличием ярко выраженных ситоподибних участков, представляют собой углубления первичной стенки, пронизанные порами, через которые протопласты соседних члеников объединяются с помощью связующих тяжей. Считают, что поры возникают из каналов плазмодесм путем их ферментативного «просверливания». Но связующие тяжи ситоподибних участков значительно толще плазмодесм и кроме того каждая пора ситоподибний участке содержит маленький каллозовий цилиндр, через который проходит тяж (каллоза - полисахарид, состоящий из остатков глюкозы, соединенных в спиральный цепочку). У голосеменных связующие тяжи еще тонкие и похожи на обычные плазмодесмы, но у цветковых растений они достигают значительной толщины. В процессе эволюции происходит постоянное утолщение связующих тяжей и окружающих их каллозных трубок.
На более ранних стадиях эволюции ситоподибних трубок все ситоподибни участки данного членика одинаковы, но затем начинают выделяться участки с более развитыми каллознимы трубками. Такие, более специализированные ситоподибни участки обычно локализуются на определенных стенках члеников, чаще всего на конечных. Части стенки, несущие такие специализированные ситоподибни участки называются ситоподибнимы пластинками.
Ситоподибна пластинка может состоять из нескольких ситоподибних участков с лестничной, сетчатым или иным их размещением. Такая пластинка называется сложной. Если ситоподибна пластинка состоит только из одной ситоподибнои участка, ее называют простой.
Примитивные формы ситоподибних трубочек состоят из довольно длинных узких и заостренных члеников с косыми конечными стенками и более или менее одинаковыми ситоподибнимы участками на конечных и боковых стенках. Подобно конечным стенкам члеников сосудов, конечные стенки члеников ситоподибних трубочек в процессе эволюции постепенно имеют меньший наклон и в конце концов становятся поперечными, т.е. размещаются под прямым углом к боковым стенкам. Одновременно с этим происходит постепенная локализация ситоподибних участков на конечных стенках. При этом сложные ситоподибни пластинки переходят в простые, более приспособленные для транспорта ассимилянтов в растении. Этот процесс аналогичен превращению лестничной перфорации члеников сосудов в простую. В обоих случаях совершенствуется механизм перемещения жидкостей.
В процессе эволюции цветковых растений происходило уменьшение длины и увеличение диаметра члеников ситоподибних трубок, которое привело к образованию коротких и широких бочонкоподибних образований, которые встречаются в высокоспециализированных сосудов. Наблюдается определенная корреляция в эволюции ситоподибних трубок и сосудов, и как правило, уровень специализации ситоподибних трубочек соответствует уровню развития сосудов.