Sinh học - Gỗ (Xylem)

Gỗ (Xylem) Gỗ là một tổ chức phức tạp bao gồm cả tế bào sống và tế bào chết, thực hiện chức năng chủ yếu là dẫn truyền nước và muối khoáng từ rễ qua thân và lên tới lá. Ngoài ra, gỗ còn làm nhiệm vụ nâng đỡ cơ học và dự trữ. Ở phần lớn các cây, gỗ chiếm 1 khối lượng chủ yếu trong các cơ quan dinh dưỡng (80 - 90%). Các yếu tố chính của gỗ gồm có: 4.1.1. Các yếu tố dẫn: gồm quản bào và mạch thông * Quản bào (mạch ngăn): là những tế bào chết, dài, vát nhọn 2 đầu, thường xếp nối tiếp nhau thành một hệ thống dẫn truyền chạy dọc theo các cơ quan. Ở những quản bào, vách ngăn ngang giữa các tế bào không hoá gỗ và nhựa nguyên (gồm nước và muối khoáng) được chuyển từ quản bào này sang quản bào khác qua cặp lỗ ở trên vách đó. Trên vách dọc của các quản bào thì có sự dày lên hoá gỗ (do màng thứ cấp hoá gỗ) nhưng sự dày lên này thường không đồng đều nhau: có chỗ màng vẫn còn mỏng và vẫn bằng cellulose (qua những phần đó, nước và muối khoáng hoà tan có thể từ quản bào này thấm sang quản bào bên cạnh hoặc sang mô mềm gỗ) nằm xen lẫn với những chỗ dày hoá gỗ (có tác dụng nâng đỡ cho quản Hình 2.6. Mô cứng và tế bào đá A. Mô cứng: 1. Màng sơ cấp; 2. Màng thứ cấp; 3. Khoang tế bào; 4. Ống trao đổi B. Tế bào đá: 1. Màng sơ cấp; 2. Màng thứ cấp; 3. Khoang tế bào; 4. Sợi liên bào 41 bào không bị bẹp dúm). Tuỳ theo hình dạng của những chỗ dày hoá gỗ, người ta phân biệt các loại quản bào sau đây: - Quản bào vòng: các chỗ dày trên màng hoá gỗ dạng vòng tròn, rời nhau cho nên loại này vẫn phát triển theo chiều dài. - Quản bào xoắn: các chỗ dày hoá gỗ dạng xoắn lò xo, cũng có khi các đoạn xoắn nằm xen kẽ với các đoạn vòng, tạo thành kiểu quản bào vòng –xoắn. - Quản bào thang: các chỗ dày hoá gỗ trên màng làm thành những then ngang xếp song song với nhau, trông như các bậc thang. Loại này đặc trưng cho các cây thuộc nhóm quyết thực vật (Dương xỉ). - Quản bào điểm: (núm) vách dọc của quản bào hoá gỗ gần như hoàn toàn, chỉ còn lại những lỗ nhỏ dạng đồng tiền xếp thành dãy dọc - gọi là lỗ viền. Quản bào điểm đặc trưng cho các cây hạt trần. Ở nhóm quyết thực vật và cây hạt trần hệ dẫn chủ yếu là các quản bào, ở thực vật hạt kín quản bào vẫn có thể thấy ở các phần non của cây. Ở quản bào thể hiện rõ 2 hướng chuyên hoá: hướng hoàn thiên chức năng dẫn truyền: đó là các quản bào dạng mạch: quản bào có kích thước tương đối lớn trên vách có những lỗ viền khá to xếp hình thang. Hướng thích nghi với chức năng cơ học và giảm nhẹ chức năng dẫn truyền - Đó là các quản bào dạng sợi, thường có vách dày, khoang tế bào thu hẹp lại, lỗ viền ít đi và thường có dạng khe. * Mạch thông (mạch gỗ): là yếu tố dẫn chủ yếu của cây thực vật hạt kín (ở thực vật hạt trần chỉ gặp ở họ Ma hoàng nhưng ở dạng rất nguyên thuỷ). Mạch thông gồm các tế bào chết, có dạng hình ống, đầu bằng, hoặc hơi vát, xếp nối tiếp nhau tạo thành hệ thống dẫn truyền chạy dọc theo các cơ quan. Hình 2.7. Các loại quản bào 1. Quản bào xoắn (Tilia cordata); 2. Quản bào thang (Pteridium aquilinum ); 3. Quản bào điểm (Pinus silvestris) (Nguồn: N.X. Kixeleva; N.X. Xelukhi, 1969) 42 Trên vách ngăn ngang của các mạch thông có sự thủng lỗ - do có sự thủng lỗ đó mà nước và các hợp chất hoà tan được lưu thông dễ dàng hơn giữa các thành phần của mạch. Có các kiểu thủng lỗ chính sau đây: thủng lỗ kép và thủng lỗ đơn. + Thủng lỗ kép có các dạng sau: - Thủng lỗ hình mạng (các lỗ thủng không theo một trật tự nhất định); - Thủng lỗ hình thang (các lỗ thủng hẹp, dài, xếp song song với nhau, phần màng giữa các lỗ thủng gọi là vạch thang); - Thủng lỗ rây: có nhiều lỗ thủng nhỏ, tròn, kích thước nhỏ xếp thành từng đám-kiểu này thường gặp ở cây hạt trần: Dây gắm và Ma hoàng. + Thủng lỗ đơn: vách ngăn ngang chỉ thủng một lỗ duy nhất, to và rộng, ở mép vách ngăn ngang chỉ còn lại một gờ nhỏ - Đây là kiểu chuyên hoá nhất khá phổ biến ở cây thực vật hạt kín. Song song với sự thủng lỗ ở vách ngăn ngang, ở vách dọc của các tế bào cũng có sự dày lên hoá gỗ theo các kiểu khác nhau (giống như ở các quản bào). Người ta phân biệt các loại mạch thông sau: mạch vòng, mạch xoắn, mạch xoắn - vòng, mạch mạng và mạch điểm; trong đó mạch vòng và mạch xoắn là những kiểu nguyên thuỷ, tiến hoá nhất là kiểu mạch điểm. 4.1.2. Các yếu tố không dẫn - Sợi gỗ: là yếu tố cơ học chủ yếu ở cây thực vật hạt kín, sợi gỗ là những tế bào chết có màng hoá gỗ rất dày, đến nỗi hầu như khoang tế bào bị bịt kín lại; gỗ có chất lượng tốt thì sợi gỗ nhiều, sức chịu đựng cơ học cao. Ở các cây hạt trần và một số cây hạt kín nguyên thuỷ chưa có sợi gỗ. - Mô mềm gỗ: gồm tất các tế bào mô mềm nằm trong phần gỗ; đó là những tế bào sống, làm nhiệm vụ dự trữ, vách tế bào có thể hoá gỗ và vẫn mỏng bằng cellulose. - Tia gỗ: là những dải tế bào mô mềm, màng mỏng bằng cellulose xếp theo hướng xuyên tâm, đi qua các lớp libe và gỗ thứ cấp vì vậy còn gọi là tia ruột. Tia gỗ giúp cho việc trao đổi chất giữa phần trung tâm của rễ hoặc thân với phần vỏ. Hình 2.8. Sự tiến hoá của của thủng lỗ ở mạch thông (Từ 1 đến 9 là các mạch thông có lỗ ít dần đến thủng lỗ hoàn toàn) (Nguồn: N.X. Kixeleva; N.X. Xelukhi, 1969) 43 4.1.3. Khái niệm về gỗ sơ cấp và gỗ thứ cấp a. Gỗ sơ cấp Được hình thành từ tầng trước phát sinh. Ở các cây không có cấu tạo thứ cấp, gỗ sơ cấp được giữ suốt đời sống của cây. Gỗ sơ cấp bao gồm gỗ trước và gỗ sau. - Gỗ trước: gồm quản bào và mạch gỗ có tiết diện nhỏ, vách bên của chúng dày lên theo kiểu vòng và kiểu xoắn, không ngăn cản sự phát triển theo chiều dài, không có sợi gỗ, gỗ trước chỉ tồn tại trong một thời gian ngắn và bị huỷ hoại đi khi cơ quan đã ngừng phát triển về chiều dài. - Gỗ sau: được hình thành khi cơ quan đã kết thúc giai đoạn sinh trưởng về chiều dài, gỗ sau bao gồm mạch thang, mạch mạng và mạch điểm (không có quản bào, mạch vòng và mạch xoắn). Ngoài ra, gỗ sau còn có cả sợi gỗ và mô mềm gỗ với màng hoá gỗ tạo thành một màng rắn chắc. b. Gỗ thứ cấp Gỗ thứ cấp đặc trưng cho cây thực vật hạt trần và cây thực vật 2 lá mầm. Gỗ thứ cấp được hình thành từ tầng phát sinh trụ, gỗ thứ cấp phát triển mạnh ở những cây gỗ; các yếu tố của gỗ thứ cấp có thể xếp thành tầng hay không, kích thước và sự thủng lỗ của các mạch gỗ thay đổi theo tuổi trưởng thành của cây.