Элемент сосуда или член сосуда (также называемый сосудом ксилемы ) [1] — один из типов клеток, обнаруженных в ксилеме , водопроводящей ткани растений. Элементы сосудов обнаружены у большинства покрытосеменных ( цветковых растений ) и у некоторых голосеменных, таких как саговники и эфедра , но отсутствуют у хвойных . Элементы сосудов являются основной особенностью, отличающей « твердую древесину » покрытосеменных от « мягкой древесины » хвойных .
Ксилема — это ткань в сосудистых растениях , которая проводит воду (и растворенные в ней вещества) вверх от корней к побегам. В транспорте ксилемы участвуют два типа клеток: трахеиды и сосудистые элементы. [2] [3] [4] Сосудистые элементы — это строительные блоки сосудов, проводящие пути, которые составляют основную часть системы транспортировки воды в цветковых растениях. Сосуды образуют эффективную систему для транспортировки воды (включая необходимые минералы) от корня к листьям и другим частям растения.
Во вторичной ксилеме — ксилеме, которая образуется при утолщении стебля, а не при его первом появлении — сосудистый элемент возникает из сосудистого камбия . Длинная клетка, ориентированная вдоль оси стебля, называемая «веретеновидной инициалью», делится по своей длине, образуя новые сосудистые элементы. Клеточная стенка сосудистого элемента становится сильно «одревесневшей», т. е. она вырабатывает армирующий материал из лигнина . Боковые стенки сосудистого элемента имеют ямки : более или менее круглые области, контактирующие с соседними клетками. Трахеиды также имеют ямки, но только сосудистые элементы имеют отверстия на обоих концах, которые соединяют отдельные сосудистые элементы, образуя непрерывный трубчатый сосуд. Эти концевые отверстия называются перфорациями или перфорационными пластинами. Они имеют различные формы: наиболее распространенными являются простая перфорация (простое отверстие) и лестничная перфорация (несколько удлиненных отверстий в виде лестницы). Другие типы включают фораминовую перфорационную пластинку (несколько круглых отверстий) и сетчатую перфорационную пластинку (сетчатый рисунок со множеством отверстий).
В зрелом возрасте протопласт — живой материал клетки — умирает и исчезает, но одревесневшие клеточные стенки сохраняются. Элемент сосуда — это тогда мертвая клетка, но она все еще выполняет функцию и все еще защищена окружающими живыми клетками.
Наличие сосудов в ксилеме считалось одним из ключевых нововведений, которые привели к успеху цветковых растений. Когда-то считалось, что элементы сосудов были эволюционным нововведением цветковых растений, но их отсутствие у некоторых базальных покрытосеменных и их присутствие у некоторых членов Gnetales предполагает , что эту гипотезу следует пересмотреть; элементы сосудов у Gnetales могут быть не гомологичны таковым у покрытосеменных, или элементы сосудов, которые произошли от предшественника покрытосеменных, могли быть впоследствии утрачены в некоторых базальных линиях (например, Amborellaceae , Trochodendraceae и Winteraceae ), описанных Артуром Кронквистом как «примитивно бессосудистые». Кронквист считал, что сосуды Gnetum конвергентны с сосудами покрытосеменных.
Клетки, похожие на сосуды, также были обнаружены в ксилеме Equisetum (хвощей), Selaginella (колосковых мхов), Pteridium aquilinum (папоротника-орляка), Marsilea и Regnellidium ( водных папоротников ) и загадочной ископаемой группы Gigantopteridales . В этих случаях принято считать, что сосуды развивались независимо. Возможно, что сосуды могли появляться более одного раза и среди покрытосеменных.