A gyökerek típusai
A gyökerek jelentősége
Források
A legtöbb növénynél a gyökérzet egy föld alatti szerkezet, amely elsősorban a növény talajban való rögzítésére, valamint a víz és az ásványi anyagok felvételére szolgál. A gyökerek talán kevésbé ismertek, mint a láthatóbb virágok, szárak és levelek, de nem kevésbé fontosak a növény számára.
A gyökerek négy területből állnak: a gyökérsapkából; az osztódási zónából; a megnyúlási zónából; és az érési zónából (1. ábra). A gyökérsapka egy csésze alakú sejtcsoport a gyökér csúcsán, amely védi a sapka mögötti érzékeny sejteket, miközben a gyökér a talajba nyomul. A gyökérsapka nyálkahártyát választ ki, egy olyan anyagot, amely kenőanyagként segíti a gyökér mozgását. A gyökérsapka a növény gravitációra adott válaszában is szerepet játszik. Ha egy virágcserép az oldalára kerül, a szár felfelé, a fény felé nő, a gyökérsapka pedig lefelé irányítja a gyökereket. A gyökérsapka felett található az osztódási zóna, felette pedig a megnyúlási zóna. Az osztódási zóna növekvő és osztódó merisztematikus sejteket tartalmaz. Minden sejtosztódás után az egyik leánysejt megtartja a merisztémasejt tulajdonságait, míg a másik leánysejt (a megnyúlási zónában) néha akár 150-szeresére is megnyúlik. Ennek eredményeként a gyökércsúcs szó szerint átnyomódik a talajon.
Az érési zónában a sejtek differenciálódnak, és olyan funkciókat látnak el, mint a védelem, a tárolás és a vezetőképesség. Keresztmetszetben nézve sok gyökér érési zónájának van egy külső rétege (az epidermisz), egy mélyebb szintje (a kéreg) és egy központi régió, amely a vezető érszövetet tartalmazza.
Az epidermisz általában egyetlen sejtréteg a gyökér külső szélén, amely felszívja a vizet és az oldott ásványi anyagokat, ezt a funkciót nagyban megkönnyíti a gyökérszőrök jelenléte. A gyökérszőrök az epidermális sejtek kifelé irányuló növekedéséből alakulnak ki, és a gyökércsúcshoz közeli kis területre korlátozódnak. Egyetlen négy hónapos rozsnövényen a becslések szerint körülbelül 14 milliárd gyökérszőrszál található (2. ábra).
A fiatal gyökerek térfogatának nagy részét a kéreg foglalja el, és fontos az olyan anyagok, mint a keményítő tárolása szempontjából.
A gyökér közepén található az érszövet régiója, amely a víznek a gyökéren felfelé és a szárba történő szállításában (a xilémszövetben), valamint a szénhidrátoknak és más anyagoknak a szárból a gyökérbe történő szállításában (a floemszövetben) vesz részt. A xilém és a floem sejtjei vagy végestől végig egymáshoz kapcsolódnak, vagy kúposak, falaik átfedik egymást, ami megkönnyíti az anyagok mozgását sejtről sejtre. Sok növényben a gyökér keresztmetszetének viszonylag kis területét egyetlen xilém- és floemsejt-csoport foglalja el. Más növényekben az érzőszövetek hengere gyűrűt alkot egy viszonylag differenciálatlan sejtekből álló központ, az úgynevezett magház körül.
A gyökerek gyakran szimbiózisban élnek a talajban élő gombákkal, amelyeket mikorrhizáknak neveznek. Ebben a társulásban a növény hasznot húz a foszforból, amelyet a gomba vesz fel és szállít, a gomba pedig a növény által termelt szénhidrátokból. A talajmikorrhiza hiányában termesztett növények általában kevésbé jól fejlődnek, mint amikor a mikorrhiza jelen van.
Egy másik szimbiotikus gyökérszövetség a növények, például a borsó és a bab (Leguminosae család) és a Rhizobium baktériumok között jön létre. A baktériumok behatolnak a gyökérsejtekbe, elszaporodnak, és közben csomókat képeznek, ahol a baktériumok hozzáférnek a növény által szintetizált szénhidrátokhoz. Cserébe a baktériumok “megkötik” a nitrogént, a légkörből származó nitrogéngázt a növények által felhasználható nitrogéntartalmú vegyületekké alakítják át.
A gyökerek típusai
A legtöbb fánál és vadvirágnál az egyik gyökér, a csapgyökér kiemelkedőbb, mint a többi rostos gyökér. A csapgyökér általában viszonylag nagy átmérőjű, és mélyebbre nyúlik, mint a növény többi gyökere, és gyakran további oldalgyökerei is vannak.
Más növények, különösen a fűfélék rostos gyökérrendszere több, többé-kevésbé azonos méretű gyökérből áll. Általában a csapgyökerek mélyebbre nyúlnak, mint a szálas gyökerek, és a szálas gyökerek nagyobb arányban foglalják el a talaj felső rétegeit.
A növények más típusú gyökereket is képezhetnek, mint például a támasztógyökerek, amelyek nagy föld feletti tartószerkezeteket alkotnak, például az olyan növények alsó törzsét, mint a kopasz ciprus és egyes fügefák. A támasztógyökerek különösen hasznosak e fák nedves talajban való megtámasztásában. A támasztógyökerek vagy az alsó törzsből (mint a kukoricánál), vagy az alsó ágakból (mint a vörös mangrove, a banyan és egyes pálmák esetében) erednek, és extra stabilitást biztosítanak ezeknek a sekély gyökerű növényeknek. A kúszónövények (például a borostyán) olyan gyökereket hoznak létre, amelyek segítik a növény más növényekhez, épületekhez és falakhoz való rögzülését. Más léggyökerek,
mint például a mangrovékban találhatóak, az oxigénhiányos iszapból nőnek ki, amelyben ezek a növények általában nőnek, és segítik az oxigénfelvételt. Ez a növekedés szokatlan a gyökerek esetében, mivel ezek a gyökerek a gravitációs erőtől távolodva nőnek, nem pedig feléje. Talán a legszokatlanabb gyökérrendszer a virágcserép növényé, amelynek gyökerei a növény saját módosított leveleiből kialakított üreges szerkezetbe nőnek. Ez az üreges szerkezet összegyűjti az esővizet, amelyet aztán a gyökerek felszívnak.
A gyökerek jelentősége
A sárgarépa, a cukorrépa, a répa és a manióka mind olyan gyökerek, amelyek a szénhidrátok tárolására specializálódtak. Ezeket a vegyületeket a növény a tél folyamán tárolja, hogy a következő vegetációs időszakban felhasználhassa.
A hagyma, a fokhagyma, a burgonya és a gyömbér a föld alatt nő, de nem gyökerek, hanem szárszövetek
FŐKIFEJEZÉSEK
Kéreg- A gyökérkéreg egy viszonylag puha szövet, amely a felhám és a belső, érzőszövetek között található. Elsősorban a raktározásban és a víznek az érhengerbe történő mozgatásában játszik szerepet.
Epidermisz- A gyökér legkülső, általában egyetlen sejtrétege. A gyökérszőröket adja.
Szálas gyökérzet- Sok, közel azonos méretű gyökérből álló gyökérzet. A szálas gyökerek elsősorban a talaj felsőbb horizontjaiban találhatók.
Merisztéma- Olyan sejtcsoport, amelynek elsődleges funkciója a sejtosztódás. Az osztódások eredményeként egy leánysejt keletkezik, amely továbbra is merisztemsejtként működik, és egy leánysejt, amely más sejttípussá differenciálódik.
Mucigél- A gyökerek által termelt poliszacharid, amely segíti a gyökér behatolását, gátolja a kiszáradást és növeli a felszívódást.
Taproot- A legtöbb növény által képzett domináns gyökér, amelyből további oldalgyökerek erednek.
módosított, tárolási funkciót betöltő gyökér. A gyökeret inkább a szerkezete, mint a funkciója határozza meg.
A gyökerek behatolnak a talajba, megkötik és stabilizálják azt, segítve a talajerózió megelőzését. A gyökerek serkentik a talaj mikro- és makroorganizmusainak növekedését, tömörítik a talajt, váladékaik révén megváltoztatják a talaj kémhatását, és elhalásukkor szerves anyagot adnak hozzá.
Lásd még: Mykorrhiza; Nitrogénkötés.