Typy korzeni
Ważność korzeni
Zasoby
W większości roślin, system korzeniowy jest strukturą pod ziemią, która służy przede wszystkim do zakotwiczenia rośliny w glebie i pobierania wody i minerałów. Korzenie mogą być mniej znane niż bardziej widoczne kwiaty, łodygi i liście, ale są nie mniej ważne dla rośliny.
Korzenie mają cztery regiony: czapeczkę korzeniową, strefę podziału, strefę wydłużenia i strefę dojrzewania (rysunek 1). Czapka korzenia to grupa komórek w kształcie miseczki na końcu korzenia, która chroni delikatne komórki znajdujące się za czapeczką, gdy korzeń przeciska się przez glebę. Czapka korzenia wydziela mucygel, substancję, która działa jak smar, ułatwiając jego ruch. Kapturek odgrywa również rolę w reakcji rośliny na grawitację. Jeśli doniczka zostanie postawiona na boku, łodyga będzie rosła w górę, w kierunku światła, a nasadka skieruje korzenie w dół. Powyżej czapeczki korzeniowej znajduje się strefa podziału, a powyżej strefa wydłużenia. W strefie podziału znajdują się rosnące i dzielące się komórki merystematyczne. Po każdym podziale komórkowym jedna komórka potomna zachowuje właściwości komórki merystematycznej, natomiast druga komórka potomna (w strefie wydłużenia) wydłuża się niekiedy nawet 150-krotnie. W rezultacie wierzchołek korzenia jest dosłownie przepychany przez glebę.
W strefie dojrzewania komórki różnicują się i pełnią takie funkcje, jak ochrona, magazynowanie i przewodzenie. Widziana w przekroju poprzecznym strefa dojrzewania wielu korzeni ma warstwę zewnętrzną (epiderma), głębszy poziom (kora) i region centralny, który zawiera przewodzącą tkankę naczyniową.
Naskórek jest zwykle pojedynczą warstwą komórek na zewnętrznym brzegu korzenia, która wchłania wodę i rozpuszczone minerały, funkcję znacznie ułatwioną przez obecność włośników korzeniowych. Włoski korzeniowe powstają w wyniku zewnętrznego wzrostu komórek epidermy i są ograniczone do niewielkiego obszaru w pobliżu wierzchołka korzenia. Szacuje się, że pojedyncza czteromiesięczna roślina żyta ma około 14 miliardów włośników (rysunek 2).
Kora zajmuje większość objętości młodych korzeni i jest ważna dla magazynowania substancji takich jak skrobia.
W centrum korzenia znajduje się region tkanki naczyniowej, która funkcjonuje w transporcie wody w górę korzenia i do łodygi (w tkance ksylemu) oraz w transporcie węglowodanów i innych substancji z łodygi w dół do korzenia (w tkance łyka). Komórki w ksylemie i floemie albo przylegają do siebie końcem do końca, albo są stożkowate, z zachodzącymi na siebie ścianami, co ułatwia przepływ substancji z komórki do komórki. U wielu roślin pojedyncze skupisko komórek ksylemu i floemu zajmuje stosunkowo niewielką powierzchnię przekroju poprzecznego korzenia. W innych roślin, cylinder tkanki naczyniowej tworzy pierścień wokół centrum stosunkowo niezróżnicowanych komórek, zwany pith.
Korzenie często tworzą symbiotyczne związki z grzybami glebowymi zwane mikoryzy. W tym stowarzyszeniu, roślina korzysta z fosforu, który jest pobierany i dostarczany przez grzyba, a grzyb korzysta z węglowodanów produkowanych przez roślinę. Rośliny uprawiane w braku mikoryzy gleby ogólnie zrobić mniej dobrze niż gdy mikoryzy są obecne.
Inne symbiotyczne stowarzyszenie korzeń jest między roślinami, takimi jak groch i fasola (rodzina Leguminosae) i bakterie Rhizobium. Bakterie wnikają do komórek korzenia, rozmnażają się i w ten sposób tworzą guzki, w których bakterie mają dostęp do węglowodanów syntetyzowanych przez roślinę. W zamian, bakterie „wiążą” azot, przekształcając gazowy azot z atmosfery w związki zawierające azot, które mogą być wykorzystane przez rośliny.
Typy korzeni
W większości drzew i kwiatów dziko rosnących, jeden korzeń, korzeń palowy, jest bardziej widoczny niż inne korzenie włókniste. Korzeń palowy ma zwykle stosunkowo dużą średnicę i sięga głębiej niż inne korzenie rośliny, a często ma dodatkowe korzenie boczne.
Inne rośliny, zwłaszcza trawy, mają włókniste systemy korzeniowe utworzone z wielu korzeni o mniej więcej równej wielkości. Ogólnie rzecz biorąc, korzenie palowe rozciągają się głębiej niż korzenie włókniste, z włóknistych korzeni zajmujących większą część górnych warstw gleby.
Rośliny mogą również tworzyć inne rodzaje korzeni, takich jak korzenie przyporowe, które tworzą duże nadziemne struktury wsparcia, takie jak dolne pnie roślin, takich jak łysy cyprys i niektórych drzew figowych. Korzenie przyporowe są szczególnie przydatne do podpierania tych drzew w wilgotnej glebie. Korzenie palowe wyrastają z dolnej części pnia (jak u kukurydzy) lub z dolnej części gałęzi (jak u mangrowca czerwonego, banyana i niektórych palm) i zapewniają dodatkową stabilność tym płytko ukorzenionym roślinom. Rośliny pnące (takie jak bluszcz) produkują korzenie, które pomagają w dołączaniu roślin do innych roślin, budynków i ścian. Inne korzenie powietrza,
, takie jak te znalezione w lasy namorzynowe, rosną z tlenu pozbawione błota, w którym te rośliny zazwyczaj rosną i pomoc w absorpcji tlenu. Ten wzrost jest niezwykły dla korzeni, dla tych korzeni rosną z dala od siły grawitacji, a nie w jej kierunku. Być może najbardziej niezwykłym systemem korzeniowym jest system rośliny doniczkowej, której korzenie wrastają w pustą strukturę utworzoną z własnych, zmodyfikowanych liści rośliny. Ta pusta struktura zbiera wodę deszczową, którą następnie wchłaniają korzenie.
Ważność korzeni
Marchew, buraki cukrowe, rzepa i maniok są korzeniami wyspecjalizowanymi do przechowywania węglowodanów. Związki te są przechowywane przez zimę przez roślinę do wykorzystania w następnym sezonie wegetacyjnym.
Cebula, czosnek, ziemniaki i imbir rosną pod ziemią, ale nie są korzeniami; raczej są to tkanki łodygi
KEY TERMS
Cortex- Kora korzenia jest stosunkowo miękką tkanką, która występuje między naskórkiem a wewnętrznymi, naczyniowymi tkankami. Pełni przede wszystkim funkcje magazynujące i ułatwiające przepływ wody do cylindra naczyniowego.
Epiderma- Najbardziej zewnętrzna i zwykle pojedyncza warstwa komórek korzenia. Daje początek włoskom korzeniowym.
Włóknisty system korzeniowy- System korzeniowy składający się z wielu korzeni w przybliżeniu równej wielkości. Korzenie włókniste występują głównie w górnych warstwach gleby.
Merystema- Grupa komórek, których podstawową funkcją jest podział komórki. W wyniku podziałów powstaje jedna komórka potomna, która nadal funkcjonuje jako komórka merystemu i jedna komórka potomna, która różnicuje się w inny typ komórki.
Mucigel- Polisacharyd produkowany przez korzenie, który wspomaga penetrację korzeni, hamuje wysychanie i zwiększa absorpcję.
Taproot- Dominujący korzeń tworzony przez większość roślin, z którego wyrastają dodatkowe korzenie boczne.
zmodyfikowany w celu pełnienia funkcji magazynującej. Korzeń jest definiowany przez jego strukturę, a nie funkcję.
Korzenie penetrują, wiążą i stabilizują glebę, pomagając zapobiegać erozji gleby. Korzenie stymulują również wzrost mikro- i makroorganizmów glebowych, zagęszczają glebę, zmieniają chemię gleby poprzez ich wydzieliny i dodają materiał organiczny po ich śmierci.
Zobacz także Mikoryza; wiązanie azotu.
.