植物はどうしてごはんを食べないで生きていられるの?  植物の育ち方しっていますか?

植物はどんな組織からなっているのでしょうか、その組織と成長の関係は。興味がありますよね。

成長とは

ある生物が、その生活史において、個体がその発生から死に至る過程で、もっともよく発達した形へとその姿を変える間の変化をさす。典型的なものは、多細胞生物に見られるものである。主に成長は大きく分けて構造の発達と大きさの増大の2つの面があり、この両者が同時に行なわれる。
かつて動物には「成長」の文字を、植物には「生長」の文字を使った。これは動物の場合、構造の発達的な面が、特に成体の形への体の完成というように見える点が大きいのに対して、植物の場合には、大きさの増加の面が強く感じられるからである。しかし、現在では両者に対して「成長」を使う場合が多い。

植物の成長にどうして水が必要なの

植物の体は、細胞という、小さく区切られた小部屋の集まりからできています。
この細胞の中には、「原形質」という水分の多いものがたくさんつまっています。この、細胞の中の水分は、根から吸い上げた水がもとになっていますから、もし水がなくなるとこの水分が外へ出てしまい、細胞はひからびて死んでしまいます。たくさんの細胞が死ぬと、当然植物は枯れてしまいます。
また、植物の葉は、太陽の光をエネルギーにして、根から吸い上げた水と、周りにある二酸化炭素から、澱粉などの栄養分をつくって、自分の体を大きくしています。この仕事に、水は欠かせないものなのです。
そのほかに、植物の根は、土の中の水に溶けている肥料を吸い上げて、植物の成長を助けています。肥料は水に溶けないと根から吸い上げることができませんから、やはりここでも水が必要というわけです。
水がないと、植物はしおれてしまい、葉は自分の体の栄養をつくることができず、そして根からは、肥料を吸い上げることもできなくなるのです。水はこのように重要な働きをしており、植物にとってなくてはならないものなのです。

植物の場合

植物の場合、成長はすでにある栄養器官(根・茎・葉)を新たにつくっては積み上げてゆく過程である。生殖器官は成長が一定段階に達したときに、新たに作り出される。
このようになるのは、植物細胞は細胞壁に囲まれ、互いに密着しているので、新たな構造は既成の構造の上に積み上げる形でしか作り得ないからである。したがって、細胞分裂の部位も成長の最前線に限定される(積み重ね体制)。
植物の生長は、大きく分けると2つの段階がある。1つは細胞数の増加であり、もう1つは細胞の大きさの増加である。

細胞数の増加

植物において、細胞分裂が行われる部分は、その体の上の限られた部分であり、これを分裂組織と呼んでいる。分裂組織には大きく分けると2つがある。1つは先端部での伸長方向の成長を行う成長点、あるいは頂端分裂組織と、茎の周囲にあって肥大成長を行う形成層である。先端部でその先が作られる成長のことは先端成長と呼ばれる。

大きさの増加

分裂組織で作られた組織は、その後は分裂することなく、発達し、大きくなる。

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植物細胞

植物細胞は植物を構成する細胞である。他の真核生物の細胞とは、以下のような様々な点で区別される。
• トノプラストと呼ばれる膜で囲まれ、水で満たされた大きな液胞が存在する。この構造は、膨圧の維持、細胞質基質と樹液の間の分子の移動の制御、有益な物質の貯蔵や老廃タンパク質及び細胞小器官の消化等に関与する。
• セルロース、ヘミセルロース、ペクチン、リグニンから構成される細胞壁は、細胞膜の外側のプロトプラストから分泌される。これは、キチンから構成される菌類の細胞壁やペプチドグリカンから構成される細菌の細胞壁とは対照的である。
• 原形質連絡と呼ばれる特殊な細胞間連絡経路がある。隣の細胞と、孔を介し、原形質膜及び小胞体を隔てて連続している。
• クロロフィルを含み、植物の光合成を可能とする葉緑体等の色素体が存在する。その他の色素体には、デンプンの貯蔵に特化したアミロプラスト、脂肪の貯蔵に特化したエライオプラスト、色素の合成と貯蔵に特化した有色体等がある。ミトコンドリアが37個の遺伝子をコードするゲノムを持っているのと同様に、色素体も100-120個の固有の遺伝子からなるゲノムを持つ。これらの色素体は、陸上植物や藻類の祖先である初期の真核生物の細胞に、原核生物が細胞内共生したものと推定されている。
• 細胞質分裂の後期段階での細胞板の鋳型としての隔膜形成体の形成による細胞分裂は、陸上植物と車軸藻植物門やスミレモ目等の一部の藻類に特徴的である。
• コケ植物、シダ植物門、ソテツ類、イチョウ属の精子は、動物のものと同様の鞭毛を持っているが、裸子植物や被子植物を含む高等植物では、鞭毛や中心小体を欠く。

細胞の種類

柔組織細胞は、光合成とその産物の貯蔵、輸送細胞においては師部輸送等の役割を持つ細胞である。維管束の木部と師部を除き、葉は主にこの柔組織からなる。表皮等の柔組織は、光の透過やガス交換の調整等に特化しているが、他は、植物の組織においては特別な細胞ではなく、生涯に渡って全能性を保持する。柔組織細胞は、小分子を輸送できるように、薄く透過性のある一次壁を持ち、細胞壁は、蜜の分泌や、草食動物による捕食を防ぐ二次代謝産物の生産等の幅広い生化学機能を担っている。葉緑体を多く含み、光合成に大きな寄与をしている柔組織細胞は、同化組織細胞と呼ばれる。ジャガイモの塊茎や豆果の子葉の大部分を占める細胞のような、貯蔵機能を持つものもある。
厚角組織細胞は、成熟細胞で一次壁のみを持つ。柔組織細胞同様に分裂組織から誘導されるが、すぐに別方向に分化を始める。色素体は発達せず、小胞体やゴルジ体等の分泌器官が一次壁を急速に増殖させる。一次壁は通常、3つ以上の細胞が接触する角の部分で最も厚く、2つの細胞が接触する面の部分で最も薄いが、壁の厚みについては、別のケースもありうる。

双子葉植物では、厚角組織の細胞壁にはペクチンとヘミセルロースが多く、例えばフキ属では、セルロースはわずか20%程度しか含まれない。厚角組織細胞は、通常は非常に細長い形で、端は横方向の細胞壁で区切られる。このタイプの細胞の役割は、植物の成長軸を支持することと、組織に柔軟性と抗張力性を与えることである。一次壁は組織を硬くするためのリグニンを欠くため、若い茎や葉柄しか支えることができないが、これらの組織の成長時には周囲の細胞とともに伸びることができる。セロリの繊維の一部も厚角組織である。
厚壁組織細胞は、機械的な支持を担う硬くて丈夫な細胞である。厚壁異形細胞(石細胞)と繊維の2つの種類に大別できる。これらの細胞は二次壁を発達させ、一次壁の内側に沈着させる。二次壁にはリグニンが多く含まれるため硬い。二次壁は水を透過しないため、これらの細胞はやがて、代謝の維持のために必要な物質の十分な交換を行うことが出来なくなる。通常、これらの細胞は組織が成熟すると死に、細胞質は失われて空になる。
厚壁組織細胞の役割は、消化管を傷付けることによる幼虫等の捕食動物の忌避、物理的保護(モモやその他の多くの果物では、厚壁組織細胞でできた硬い組織が壁孔を形成している。)等である。繊維の役割は、草本植物の葉や茎に、耐荷重性や抗張力性を付与することである。厚壁繊維は、水や栄養素の輸送(木部)や光合成産物の輸送(師部)を行わないが、陸上植物の進化の初期段階で、これらの組織から分化したと考えられている。

植物もこのようにして大きく成長するのですね。これは不思議ですね。

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