CHƯƠNG II. SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN
III. CẤU TẠO VÀ CHỨC NĂNG CÁC MÔ CHÍNH Ở THỰC VẬT VÀ ĐỘNG VẬT
1. Cấu tạo các mô chính ở thực vật
Sự phân loại mô của thực vật thay đổi tùy theo các nhà thực vật học dựa trên đặc điểm tế bào thực vật. Có nhiều dạng trung gian giữa các loại tế bào khác nhau và ngay cả một tế bào có thể thay đổi từ loại này sang loại khác trong quá trình sống của nó. Do đó các loại mô khác nhau được tạo ra từ các tế bào trên có cùng đặc điểm cấu trúc và chức năng. Mô thực vật có thể đơn giản nếu chỉ gồm một loại tế bào, hay phức tạp nếu chứa nhiều loại tế bào. Tóm lại, sự phân loại mô thực vật không thể chỉ căn cứ vào một đặc điểm về cấu trúc, chức năng, vị trí hay nguồn gốc xuất xứ.
Hình 5. Sự phân bố của một số loại mô ở thực vật hai lá mầm
Mô phân sinh gồm những tế bào còn non, phân cắt tích cực để tạo ra những tế bào mới.
Mô phân sinh có ở nơi có sự tăng trưởng mạnh như ở ngọn rễ và ngọn thân, ở vỏ cây, ở giữa phần vỏ và gỗ. Những tế bào được sinh ra từ mô phân sinh lớn lên và chuyên hóa thành mô trưởng thành vĩnh viễn thường vẫn giữ đặc điểm về cấu trúc và chức năng trong suốt đời sống của chúng và không phân chia nữa. Tuy nhiên, sự phân biệt giữa mô phân sinh và mô chuyên hóa không hoàn toàn tuyệt đối. Một số mô chuyên hóa có thể trở lại hoạt động phân sinh trong một số điều kiện nào đó
1.1 Mô phân sinh
Mô phân sinh bao gồm những tế bào phôi có khả năng phân cắt. Sự phân cắt tế bào xảy ra trong khắp phôi còn non, nhưng khi cây phát triển, nhiều vùng trở nên chuyên hóa để thực hiện các chức năng khác nhau và ngừng phân cắt. Kết quả là sự phân cắt tế bào chỉ còn diễn ra ở một số vùng nhất định được gọi là vùng phân sinh (meristems). Tùy theo vị trí có thể chia làm mô phân sinh ngọn (apical meristems) và mô phân sinh bên (lateral meristems).
1.1.1. Mô phân sinh ngọn (đỉnh)
Trong suốt đời sống của cây, những vùng mô phân sinh luôn luôn có ở đầu rễ và đầu thân.
Mô phân sinh ngọn tạo ra tế bào mới giúp cho cây tăng trưởng theo chiều dài. Mô được tạo ra bởi mô phân sinh ngọn gọi là mô sơ cấp (primary tissues). Ở các cây họ Hòa bản (Poaceae) còn có thêm mô phân sinh lóng.
1.1.2. Mô phân sinh bên
Ở nhiều cây, có những vùng mô phân sinh vòng quanh ngoại vi của rễ và thân, chúng có thể nằm giữa gỗ và vỏ của cây và ngay trong vùng vỏ. Mô phân sinh bên hay tượng tầng. Tượng tầng phân cắt bằng cách ngăn vách theo mặt ngoài và mặt trong tạo ra những tế bào sẽ chuyên hóa thành hai loại mô khác nhau ở hai mặt của tượng tầng. Có hai loại tượng tầng: tượng tầng libe gỗ
Hình 6. Sơ đồ thực vật có mạch
nằm giữa gỗ và libe sơ cấp, tạo ra libe thứ cấp ở ngoài và gỗ thứ cấp ở trong; tượng tầng sube nhu bì ở vùng vỏ, tạo ra sube ở ngoài và nhu bì ở trong. Tượng tầng chỉ hiện diện ở cây Song tử diệp.
Tượng tầng giúp cho cây tăng trưởng theo đường kính và tạo ra mô thứ cấp (secondary tissues).
1.2 Mô chuyên hóa
Mô chuyên hóa có thể được chia làm ba loại: mô che chở (surface tissue), mô căn bản (fundamental tissue) và mô dẫn truyền (vascular tissue). Mỗi loại mô có thể chứa vài loại mô khác nhau.
1.2.1. Mô che chở
Mô che chở nằm ở bề mặt ngoài để bảo vệ cho cây. Ở những cây còn non hay các cây cỏ trưởng thành, mô che chở ở rễ, thân, lá là biểu bì (epidermis). Tế bào biểu bì ở những phần tiếp xúc với không khí của cây thường tiết ra chất cutin, là một loại chất béo tương tự như sáp không thấm nước tạo thành lớp cutin (cuticle) trên mặt ngoài của chúng. Lớp này và phần vách ngoài dày của biểu bì giúp bảo vệ cây, chống lại sự mất nước, các tổn thương cơ học và sự xâm nhập của nấm ký sinh.
Biểu bì làm thành một hàng rào chắn nhờ hình dạng không đều và gắn khít vào nhau giữa các tế bào mà không tạo ra khoảng trống giữa các tế bào. Thường biểu bì chỉ là một lớp tế bào, đôi khi có thể dày hơn như ở một số cây sống ở vùng quá khô phải chống lại sự mất nước. Một số tế bào biểu bì có thể biến dạng làm thành những cấu trúc lông để bảo vệ cây chống lại côn trùng. Một số tế bào biểu bì, đặc biệt ở lá, chuyên hóa thành tế bào khẩu (guard cells) để điều tiết kích thước của khí khẩu (stomata); khí khẩu là những lỗ nhỏ trên biểu bì nơi các khí có thể đi ra hay đi vào các mô bên trong của lá.
Tế bào biểu bì của rễ không có lớp cutin và làm nhiệm vụ hấp thu nước được gọi là căn bì, thường mang lông hút (root hairs) làm tăng rất nhiều bề mặt hấp thu của rễ. Mỗi lông hút là một tế bào căn bì mọc dài và len lỏi giữa các khoảng trống trong đất, có chứa nước hoặc khí
Hình 7. Lông hút trong đất
1.2.2. Mô căn bản
Hầu hết những mô căn bản là mô đơn giản, thường chỉ gồm một loại tế bào. Các loại mô này cũng được tìm thấy trong các mô phức tạp như mô gỗ và mô libe. Mô căn bản gồm ba loại chính: nhu mô, giao mô và cương mô.
* Nhu mô (parenchyma) hiện diện ở hầu hết các phần của cây: hoa, trái, rễ, thân, lá,... Tế bào nhu mô được sinh ra từ mô phân sinh ngọn và mô phân sinh bên, vì vậy nhu mô có thể là mô sơ cấp hay thứ cấp tùy theo nguồn gốc. Những tế bào này chưa chuyên hóa, chúng không mất khả năng phân cắt và trong một số trường hợp chúng có thể hoạt động như mô phân sinh. Ðôi khi chúng chịu sự chuyên hóa tiếp theo để tạo ra các loại tế bào khác. Tế bào nhu mô là những tế bào sống lúc trưởng thành chỉ có vách sơ cấp và không có vách thứ cấp. Giữa các tế bào thường có nhiều khoảng trống. Nhu mô ở lá là lục mô nơi xảy ra sự quang hợp. Nhu mô của rễ và thân có chức năng dự trử chất dinh dưỡng và nước.
* Giao mô (collenchyma; coll: keo) là một loại mô sơ cấp đơn giản có vai trò quan trọng trong sự nâng đỡ cho những thân non và lá. Giống như tế bào nhu mô, tế bào giao mô là những tế bào sống gần như suốt thời gian chúng hiện diện trong cây. Giao mô có cấu tạo tương tự nhu mô nhưng tế bào dài hơn và có vách sơ cấp dày không đồng đều. Chỗ dày nhất thường ở các góc của tế bào, đây là đặc điểm của mô làìm nhiệm vụ nâng đỡ.
* Cương mô (sclerenchyma; scler: cứng) là một loại mô căn bản đơn giản, tương tự giao mô, làm nhiệm vụ chống đỡ. Ðặc điểm của tế bào cương mô là có vách thứ cấp rất dày, thường chiếm gần hết xoang tế bào. Không giống giao mô và nhu mô, cương mô là những tế bào chết khi trưởng thành. Tế bào của cương mô được tạo ra từ mô phân sinh ngọn và mô phân. sinh bên nên nó là mô sơ cấp hoặc thứ cấp, nhưng thường là mô thứ cấp hơn.
Cương mô thường được chia làm hai loại: sợi (fiber) và cương bào (sclereid). Sợi là những tế bào dài, vách dày và thon dần ở hai đầu. Sợi cứng, chắc nhưng dai. Sợi đai thường dùng là lấy từ sợi cương mô của các cây Lanh, cây Gai... Cương bào là những tế bào ngắn, hình dạng không đều, được gọi là tế bào đá; chúng thường có trong quả bì, bì của hột và ở rải rác trong phần thịt của những trái cứng như ổi, lê...
Hình 8. Cấu tạo sube, khí khổng
1.2.3 Mô dẫn truyền
Mô dẫn truyền là đặc điểm của thực vật có mạch, giúp chúng xâm chiếm được môi trường đất liền. Mô dẫn truyền gồm những tế bào hình ống, dẫn truyền nước và các chất hòa tan đi từ vùng này đến vùng khác trong cơ thể thực vật. Có hai loại mô dẫn truyền chính: mô gỗ và mô libe.
Cả hai loại mô này đều được tạo ra từ mô phân sinh ngọn và mô phân sinh bên và vì thế có thể là mô sơ cấp hay thứ cấp tùy theo nguồn gốc của chúng. Mô dẫn truyền là loại mô phức tạp gồm nhiều loại tế bào.
Mô gỗ có nhiệm vụ dẫn truyền nước và muối khoáng từ rễ lên. Mô gỗ làm thành một đường dẫn xuyên suốt chạy từ rễ lên thân và lá. Ở thực vật có hoa chỉ có hai loại tế bào dẫn truyền là sợi mạch (tracheid) và mạch (vessel). Các tế bào sợi mạch và mạch nối tiếp nhau để tạo ra các ống dài vận chuyển các chất đi lên. Tế bào chất và nhân của những tế bào này đều thoái hóa khi trưởng thành, vách tế bào với lớp thứ cấp vách tẩm mộc tố dày. Ở các sợi mạch chất mộc tố tạo thành các đường tròn hay đường xoắn, còn ở mạch tẩm theo các đường bậc thang hay tẩm cả vào vách chỉ trừ vị trí của các lỗ. Mô gỗ cũng gồm nhiều tế bào nhu mô gỗ và sợi gỗ. Chỉ có những tế bào nhu mô chưa ngấm mộc tố là những tế bào sống trong mô gỗ.
Mô gỗ cũng rất quan trọng trong chức năng nâng đỡ, đặc biệt là ở những phần khí sinh của cây. Nhiều sợi gỗ chuyên làm nhiệm vụ này. Các tế bào dẫn truyền có vách dày nên vừa làm nhiệm vụ dẫn truyền vừa làm nhiệm vụ nâng đỡ. Mô gỗ thì rất cứng nên tên thông thường là gỗ (wood).
Mô gỗ cũng rất quan trọng trong chức năng nâng đỡ, đặc biệt là ở những phần khí sinh của cây. Nhiều sợi gỗ chuyên làm nhiệm vụ này. Các tế bào dẫn truyền có vách dày nên vừa làm nhiệm vụ dẫn truyền vừa làm nhiệm vụ nâng đỡ. Mô gỗ thì rất cứng nên tên thông thường là gỗ (wood).
Mô libe, không giống mô gỗ, trong đó vật chất có thể di chuyển theo cả hai hướng lên và xuống. Chức năng đặc biệt của mô libe là vận chuyển các vật chất hữu cơ như carbohydrat được tổng hợp trong quang hợp và acid amin. Giống như mô gỗ, mô libe là một loại mô phức tạp, gồm các ống sàng (sieve element), các tế bào kèm (companion cell) và nhu mô libe. Ống sàng là những tế bào dẫn truyền của mô libe, chúng vẫn là những tế bào sống khi tế bào trưởng thành.Vách ngăn ngang của chúng thủng thành sàng với các lỗ sàng để dẫn truyền vật chất lên xuống trong cây.