Строение клеток древесины

Знание анатомического строения древесины важно не только для ее диагностики, но и для понимания ее свойств и процессов развития в ней грибов.
Древесина, как часть растения и часть его системы тканей, обладает характерным клеточным строением.
Каждая живая растительная клетка состоит из двух основных частей: оболочки и протоплазмы. Живая растительная клетка схематично изображена на рис. 2.3.

Клеточная оболочка имеет слоистую структуру, что определяется ее происхождением и способом утолщения. Оболочка возникает во время деления клетки, когда из одной материнской клетки образуется 2 дочерние путем возникновения посередине перегородки - новой клеточной оболочки при одновременном делении всей протоплазмы. Во время этого процесса сначала возникает общий для клеток центральный пектиновый, или клеящий слой, вслед за которым по направлению к центру новых клеток образуется первичная, или камбиальная, оболочка клетки. На первичную оболочку в том же направлении откладывается вторичная оболочка, состоящая из трех слоев; наружного, среднего и внутреннего. Строение клеточной оболочки схематично изображено на рис. 2.4.
Основная часть древесной массы живого дерева состоит из клеточных оболочек, уже не содержащих живой протоплазмы. В древесине мертвых деревьев совсем нет живых клеток.
Древесина состоит в основном из клеток четырех типов: сосудов, трахеид, волокон либриформа и паренхимных клеток.

Сосуды - цилиндрические клетки, открытые с двух сторон, причем один сосуд переходит в другой. Длина их колеблется от нескольких десятков сантиметров до нескольких метров. Так, у дуба они длиной около 4 м, а у ясеня отдельные сосуды проходят, не прерываясь, от корня до вершины ствола. Сосуды некоторых пород, например дуба, видны простым глазом, их внутренний диаметр колеблется около 0,5 мм. Оболочки сосудов утолщенные, одревесневшие внутри и укрепленные кольцевидными, спиральными или сетевидными утолщениями (рис. 2.5). Кроме этого, клеточные оболочки имеют большое количество утончений, называемых в зависимости от их строения простыми порами, полуокаймлен-ными или окаймленными порами (рис. 2.6, 2.7). Сосуды своим строением обеспечивают движение жидкостей, в том числе пропиточных, в оксиальном (продольном) направлении. Поперечное движение жидкостей из сосуда в сосуд и другие клетки осуществляется через сдвоенные поры различного строения.

Трахеиды в отличие от сосудов совершенно закрыты косыми перегородками. Стенки трахеид толстые одревесневшие, как правило, всегда с окаймленными порами. Длина трахеид 1...2 мм, ширина 30...50 мк.
Толщина стенок сильно колеблется в зависимости от породы и от зоны годичного слоя. Проникновение жидкостей из клетки в клетку происходит через поры в боковых стенках трахеид.
Тонкостенные трахеиды ранней зоны годичного слоя, несмотря на то, что имеют больше пор, менее проницаемы, но при длительной пропитке удерживают большее количество пропиточной жидкости. Наибольшую проницаемость имеют 2 последних ряда трахеид поздней зоны годичного слоя.
Либриформ - длинные, волокнистые, заостренные на концах клетки с толстыми одревесневшими оболочками и малыми внутренними полостями.
Иногда на их стенках имеются узкие щелевидные поры. Длина волокон либриформа колеблется от 0,2 до 1 мм и больше, ширина - от 5 до 30 мк. В древесине либриформ является механическим каркасом. По форме эти клетки напоминают трахеиды хвойных и также не имеют продольной сообщаемости между клетками. Поперечное движение жидкостей происходит только через окаймленные и простые поры в их боковых стенках.
Паренхимные клетки обычно маловытянутые, мелкие, тонкостенные, закрытые, с большим количеством пор в оболочках. Эти клетки живые, с большим содержанием запасных веществ (крахмал, капельки жира и пр.) или продуктов метаболизма (смолы, танниды и пр.). Из таких клеток состоят сердцевинные лучи и камбий. Они входят в состав древесины в виде так называемой древесной паренхимы. В старых по возрасту годичных слоях ядровой древесины древесная паренхима прорастает в отмершие сосуды, закупоривает их, образуя так называемые тиллы.
Сердцевинные лучи являются общими элементами строения как лиственных, так и хвойных пород. Они представляют собой различные по форме, строению и размерам лентообразные системы радиально расположенных клеток. Сердцевинные лучи переносят жидкость как в продольном, так и в поперечном направлениях за счет простых и окаймленных пор. Причем именно по сердцевинным лучам в основном распространяется жидкость в радиальном направлении.
Итак, древесина - пористый материал с регулярной и специфической для каждой породы структурой. По анатомическому строению древесина делится в основном на 2 типа - лиственные и хвойные. Анатомия лиственных пород резко отличается от анатомии хвойных.
Древесина хвойных состоит только из трахеид, проводящих воду в продольном направлении и являющихся одновременно механической тканью, редких паренхимных клеток и лучеобразно расходящихся от центра ствола сердцевинных лучей, проводящих соки в радиальном направлении, а также смоляных ходов, имеющихся, однако, не у всех пород.
Смоляные ходы - это межклеточные каналы, не имеющие своих стенок. Нередко они образуют сообщающиеся системы в стволе в вертикальном и радиальном направлениях. Вертикальные смоляные ходы располагаются в основном в поздней древесине. Горизонтальные смоляные ходы располагаются внутри сердцевинных лучей и имеют значительно меньшие размеры. Они могли бы быть эффективными путями движения жидкостей при пропитке, но этому в различной степени мешает перекрытие их местными образованиями смолы и других веществ.
Строение древесины лиственных пород более сложно. В продольном направлении у этих пород проходят широкие сосуды. Сосуды могут быть сосредоточены или в ранней древесине (как у так называемых кольцесосудистых пород, таких как дуб, ясень, ильм, акация и т.п.), или же разбросаны по всей ширине годичного слоя (как у рассеяннососудистых пород, таких как береза, липа, грецкий орех и т.п.). В силу этих обстоятельств пропитка рассеяннососудистых пород древесины обычно бывает более равномерной, чем кольцесосудистых.
Основную массу древесины образуют толстостенные волокна либриформа, гораздо реже встречаются трахеиды (в основном в сердцевинных лучах). Много паренхимных клеток, особенно вблизи сосудов. Древесина также пронизана сердцевинными лучами. Вследствие своего строения древесина лиственных пород более проницаема, чем хвойных, но все же тверже и плотнее последней.
Анатомическое строение древесины во многом определяет ее свойства. Древесина хвойных бывает, как правило, легче, так как состоит из трахеид с малоутолщенными стенками, но тем не менее является достаточно прочной (отдельные трахеиды тесно связаны друг с другом). Твердая древесина лиственных пород обычно тяжелее, так как образована преимущественно либриформом с очень толстыми стенками и малыми полостями. Степень твердости древесины зависит от количества клеток либриформа и толщины их оболочек, что определяет не только вес и твердость, но и прочие физико-механические свойства древесины.