Väikesed taimed (eriti veetaimed) vajavad rakke ümbritsevat õhukest tselluloosmembraani, et säilitada keha tugevus ja kuju. Suured maismaataimed vajavad täiustatud tugisüsteemi, mida esindavad kahte tüüpi mehaanilised struktuurid: kollenhüüm ja sklerenhüüm. Vastasel juhul nimetatakse neid kangaid toetavaks või tugevdavaks.
Collenhüüm on palju haruldasem, kuid mängib olulist rolli areneva taime vegetatiivsete osade säilitamisel. Termin ise tuleneb kreekakeelsest sõnast "kolla" – liim.
Struktuur ja omadused
Hoolimata oma mehaanilisest funktsioonist on kollenhüüm elus taimne kude, mis on võimeline fotosünteesiks. Selle protoplastid ei sure ja seinad on elastsed ja võimelised venima.
Rakumembraanide plastilisuse tagavad kaks tegurit:
- lignifikatsiooni puudumine;
- kesta elastsuse vähendamine protoplasti (elusrakkude sisu) vabanemise tõttu.
Collenchyma koosnebkuni 2 mm pikkustest piklikest parenhümaalsetest või prosenhümaalsetest rakkudest. Nende kestadele on iseloomulik ebaühtlane paksenemine, mis annab koele omapärase kuju. Märkimisväärne omadus on nähtava piiri puudumine esmase ja teisese seina vahel.
Paksenenud alad koosnevad vahelduvatest kihtidest, millest mõned sisaldavad peamiselt tselluloosi, teised aga hemitselluloosi, pektiini ja suures koguses vett. Viimase kogusisaldus moodustab 60-70% rakuseina massist.
Rakuseina ebaühtlane paksenemine aitab kaasa selle plastilisusele ja reguleerib ka osmoosi (õhukesed osad lasevad vett ja elektrolüüte läbi). Samal põhjusel lakkab kollenhüüm oma funktsioone täitmast, kui turgor kaob. Näiteks võib tuua lehtede ja rohu närbumise veekao tagajärjel.
Collenhüüm on põhimeristeemi tuletis. Selle mehaanilise koe rakud säilitavad võime jaguneda pikka aega.
Tugevuse reiting
Mehaanilise tugevuse poolest (rebenemis- ja paindumiskindlus) ületab kollenhüüm valualumiiniumi omadused, kuid jääb sklerenhüümile oluliselt alla. Taime vanemates osades võivad kollenhüümirakud sekundaarselt pakseneda ja lignifitseerida, mis suurendab koe tugevust, kuid muudab selle rabedamaks.
Eriline omadus – elastsusmooduli kõrge väärtus (võrreldav pliiga). See tähendab, et kangas taastab hästi oma algse struktuuri pärast mehaanilise pinge lõppemist.
Erinevused
Sclerenhüüm on "jäigam" mehaaniline kude. Selle rakud mitte ainult ei kaota võimet jaguneda, vaid surevad ka täielikult paksude kivistunud seinte tõttu, mis takistavad suhtlemist väliskeskkonnaga.
Sclerenhüüm erineb kollenhüümist järgmistel viisidel:
- protoplastide surm;
- kestade ühtlane paksenemine koos järgneva lignifikatsiooniga;
- raku seinad on vett ja elektrolüüte mitteläbilaskvad;
- suurem tugevus;
- kestade võimetus venida.
Sclerenchyma toimib juba moodustunud taimeosades luustikuna. Suuremal määral esineb see kude sekundaarse paksenemisega vartes. Sklerenhüüm võib olla kas primaarne või sekundaarne, kollenhüüm aga ainult primaarne.
Nad täidavad oma ülesandeid ainult koos teiste taimekudedega.
Kollenhüümi funktsioonid
Selle põhieesmärk on tagada taime vastupidavus erinevatele mehaanilistele koormustele (nii staatilisele kui dünaamilisele). Lisaks moodustab see kangas tänu heale elastsusele varte ja lehtede painduvust.
Hoolimata oma suhteliselt madalast tugevusest on kollenhüüm oma plastilisuse tõttu ainus kude, mis sobib noorte arenevate võrsete jaoks, kuna jäiga sklerenhüümi ilmumine piiraks nende kasvu.
Sordid
Vastav alt rakuseina paksenemise olemusele eristatakse 3 peamist kollenhüümi tüüpi:
- lamell (tüüpiline puittaimede ja päevalille noortele vartele);
- nurk (kõrvits, tatar, hapuoblikas);
- lahti (kahepaikne mägismaa, belladonna, varsjalg).
Nurgakollenhüümis toimub membraanide paksenemine rakkude nurkades (millest ka nimi tuli). Ristmikul need tsoonid ühinevad, moodustades mustri kolme- või viisnurga kujul (kui vaadata kanga ristlõiget). Lamelaarse kollenhüümi membraanide paksenenud osad on paigutatud paralleelsete kihtidena ja rakud ise on piki varsi piklikud.
Lahtine kollenhüüm on arenenud rakkudevaheliste tühikutega kude, mis moodustuvad membraanide paksenenud piirkondade vahele. See on iseloomulik taimedele, millel areneb aerenhüüm (õhku kandev kude) kui kohanemine keskkonnatingimustega.
Jaotumine taimekehas
Kollenhüüm on kude, mis on iseloomulik peamiselt kaheidulehelistele taimedele, noortele võrsetele, aga ka vegetatiivsetele struktuuridele, mis ei läbi sekundaarset paksenemist (näiteks lehelabad).
See võib asuda:
- tüve esmase paksenemise tsoonis;
- lehtedes;
- teraviljataimede lehelabades;
- epidermise all;
- juures äärmiselt haruldane (näiteks kapsas).
Tüvedes paikneb kollenhüüm kõige sagedamini äärealadel, pinna lähedal (mõnikord vahetult epidermise all). See jaotus tagab hea painde- ja murdumiskindluse.
Lehtedes mikrostruktuuri tasemel sarnaneb kollenhüümielementide ja ka muude tugikudede paigutus I-tala kujundusega, milles vertikaalne seisab kahe horisontaalse ploki vahel, mis ei võimalda neid mehaanilisel toimel longus.
