Soorten wortels

Belang van wortels

Bronnen

In de meeste planten is het wortelgestel een structuur onder de grond die in de eerste plaats dient om de plant in de grond te verankeren en water en mineralen op te nemen. Wortels zijn misschien minder bekend dan de meer zichtbare bloemen, stengels en bladeren, maar ze zijn niet minder belangrijk voor de plant.

Wortels hebben vier gebieden: een wortelkap; een zone van deling; een zone van verlenging; en een zone van rijping (figuur 1). De wortelkap is een komvormige groep cellen aan het uiteinde van de wortel, die de tere cellen achter de kap beschermt wanneer de wortel zich door de grond duwt. De wortelkap scheidt mucigel af, een stof die als smeermiddel fungeert om de beweging te vergemakkelijken. De wortelkap speelt ook een rol in de reactie van een plant op de zwaartekracht. Als een bloempot op zijn kant wordt gezet, groeit de stengel omhoog naar het licht, en het wortelkapje zorgt ervoor dat de wortels naar beneden groeien. Boven de wortelkap bevindt zich de zone van deling, en daarboven de zone van verlenging. De zone van deling bevat groeiende en delende meristematische cellen. Na elke celdeling behoudt één dochtercel de eigenschappen van de meristeemcel, terwijl de andere dochtercel (in de zone van verlenging) zich soms wel 150 keer uitstrekt. Het resultaat is dat de worteltop letterlijk door de grond wordt geduwd.

In de rijpingszone differentiëren de cellen zich en vervullen functies als bescherming, opslag en geleiding. In doorsnede gezien heeft de rijpingszone van veel wortels een buitenlaag (de opperhuid), een dieper niveau (de cortex), en een centraal gebied dat het geleidende vaatweefsel omvat.

De opperhuid is meestal een enkele laag cellen aan de buitenrand van de wortel, die water en opgeloste mineralen opneemt, een functie die sterk wordt vergemakkelijkt door de aanwezigheid van wortelharen. Wortelharen ontstaan uit de uitgroei van epidermale cellen en zijn beperkt tot een klein gebied bij de wortelpunt. Een enkele roggeplant van vier maanden oud had naar schatting ongeveer 14 miljard wortelharen (figuur 2).

De cortex neemt het grootste deel van het volume van jonge wortels in beslag en is belangrijk voor de opslag van stoffen zoals zetmeel.

In het centrum van de wortel bevindt zich het gebied met vaatweefsel dat functioneert bij het transport van water door de wortel naar de stengel (in xyleemweefsel), en bij het transport van koolhydraten en andere stoffen van de stengel naar beneden in de wortel (in floemweefsel). De cellen in het xyleem en het floëem zitten aan elkaar vast of lopen taps toe, met overlappende wanden, wat de verplaatsing van stoffen van cel naar cel vergemakkelijkt. Bij veel planten beslaat een enkele cluster van xyleem- en floëemcellen een relatief klein gebied van de worteldoorsnede. Bij andere planten vormt een cilinder van vaatweefsel een ring rond een kern van relatief ongedifferentieerde cellen, die het merg wordt genoemd.

Wortels vormen vaak symbiotische associaties met bodemschimmels, mycorrhizae genaamd. In deze associatie profiteert de plant van fosfor dat door de schimmel wordt opgenomen en geleverd, en de schimmel profiteert van koolhydraten die door de plant worden geproduceerd. Planten die in afwezigheid van mycorrhizae in de bodem worden gekweekt, doen het over het algemeen minder goed dan wanneer mycorrhizae aanwezig zijn.

Een andere symbiotische wortelassociatie bestaat tussen planten zoals erwten en bonen (familie Leguminosae) en Rhizobium-bacteriën. De bacteriën dringen de wortelcellen binnen, vermenigvuldigen zich, en vormen daarbij knollen waarin de bacteriën toegang hebben tot door de plant gesynthetiseerde koolhydraten. In ruil daarvoor “fixeren” de bacteriën stikstof, waarbij stikstofgas uit de atmosfeer wordt omgezet in stikstofhoudende verbindingen die door planten kunnen worden gebruikt.

Soorten wortels

In de meeste bomen en wilde bloemen is één wortel, de penwortel, prominenter aanwezig dan de andere vezelige wortels. De penwortel is meestal relatief groot in diameter en strekt zich dieper uit dan de andere wortels van de plant, en heeft vaak extra zijwortels.

Andere planten, met name grassen, hebben vezelige wortelstelsels gevormd door vele wortels van min of meer gelijke grootte. In het algemeen reiken penwortels dieper dan vezelige wortels, waarbij vezelige wortels een groter deel van de bovenste bodemlagen in beslag nemen.

Planten kunnen ook andere soorten wortels vormen, zoals steunwortels, die grote bovengrondse steunconstructies vormen, zoals de onderste stammen van planten als de moerascipres en sommige vijgenbomen. Steunwortels zijn vooral nuttig om deze bomen in vochtige grond te ondersteunen. Steunwortels komen voort uit de onderste stam (zoals bij maïs) of uit de onderste takken (zoals bij de rode mangrove, de banyan en bepaalde palmen), en zorgen voor extra stabiliteit voor deze planten met ondiepe wortels. Klimplanten (zoals klimop) produceren wortels die helpen bij het vasthechten van de plant aan andere planten, gebouwen en muren. Andere luchtwortels,

zoals die in mangroves, groeien omhoog uit de zuurstofarme modder waarin deze planten gewoonlijk groeien en helpen bij de opname van zuurstof. Deze groei is ongewoon voor wortels, want deze wortels groeien weg van de zwaartekracht, in plaats van er naartoe. Misschien wel het meest ongewone wortelsysteem is dat van de bloempotplant, waarvan de wortels in een holle structuur groeien die uit de gemodificeerde bladeren van de plant zelf is gevormd. Deze holle structuur vangt regenwater op, dat vervolgens door de wortels wordt opgenomen.

Belang van wortels

Wortelen, suikerbieten, rapen en cassave zijn allemaal wortels die gespecialiseerd zijn in de opslag van koolhydraten. Deze verbindingen worden in de winter door de plant opgeslagen voor gebruik in het volgende groeiseizoen.

Uien, knoflook, aardappelen en gember groeien onder de grond maar zijn geen wortels; het zijn eerder stengelweefsels

KEY TERMS

Cortex- De wortelcortex is een relatief zacht weefsel dat zich tussen de opperhuid en de inwendige, vasculaire weefsels bevindt. Functies zijn voornamelijk opslag en verplaatsing van water naar de vasculaire cilinder.

Epidermis- De buitenste en meestal enkele cellaag in de wortel. Geeft aanleiding tot wortelharen.

Vezelachtig wortelstelsel- Een wortelstelsel dat bestaat uit vele wortels van ongeveer gelijke grootte. Vezelachtige wortels komen vooral voor in de bovenste horizonten van de grond.

Meristem- Een groep cellen waarvan de voornaamste functie celdeling is. De delingen resulteren in één dochtercel die als meristeemcel blijft functioneren en één dochtercel die zich in een ander celtype differentieert.

Mucigel- Een door wortels geproduceerd polysaccharide dat de wortelpenetratie bevordert, uitdroging tegengaat en de absorptie verhoogt.

Tapwortel- De dominante wortel die door de meeste planten wordt gevormd en waaruit bijkomende zijwortels ontstaan.

Gemodificeerd om een opslagfunctie te vervullen. Een wortel wordt eerder door zijn structuur dan door zijn functie gedefinieerd.

Wortels dringen de bodem binnen, binden hem en stabiliseren hem, waardoor ze bodemerosie helpen voorkomen. Wortels stimuleren ook de groei van micro- en macro-organismen in de bodem, verdichten de bodem, veranderen de bodemchemie door hun afscheidingen, en voegen organisch materiaal toe bij hun dood.

Zie ook Mycorrhiza; Stikstoffixatie.