Типичный корень растения

 

 

 

Типичный корень представляет собой  подземный орган, присущий всем высшим растениям (кроме мхов). Корень служит для закрепления растения в почве, поглощения из почвы воды с растворенными  в ней солями, в корне часто  откладываются запасные продукты, корень участвует в синтезе органических веществ, служит для вегетативного размножения. Корень никогда не несет на себе листьев, поэтому по сравнению с внутренней структурой стебля у корня она относительно проста.

 

Корень по длине можно разделить  на несколько участков, имеющих различное строение и выполняющих различные функции. Эти участки называют зонами корня. Выделяют корневой чехлик и следующие зоны: деления, растяжения, всасывания и проведения.

 

Дифференциация тканей корня происходит в зоне всасывания. По происхождению это первичные ткани, так как они образуются из первичной меристемы конуса нарастания. Поэтому микроскопическое строение корня в зоне всасывания называют первичным. У однодольных растений первичное строение сохраняется и в зоне проведения. Здесь лишь отсутствует самый поверхностный слой с корневыми волосками - ризодерма  (эпиблема). Защитную функцию выполняет ниже лежащая ткань - экзодерма.

 

В первичном строении корня выделяют три части: ризодерму, первичную  кору и осевой (центральный) цилиндр.

 

Строение ризодермы рассматривалось  в теме "Покровные ткани".

 

На первичную кору приходится основная масса первичных тканей корня. Ее клетки накапливают крахмал и  другие вещества. Эта ткань содержит многочисленные межклетники, имеющие  значение для аэрации клеток корня. Наружные клетки первичной коры, лежащие непосредственно под ризодермой, называются экзодермой. Основная масса коры (мезодерма) образована паренхимными клетками. Самый внутренний слой носит название эндодермы. Это ряд плотно сомкнутых клеток (без межклетников).

 

Центральный или  осевой цилиндр  (стела) состоит из проводящих тканей, окруженных одним или несколькими  слоями клеток - перициклом.

 

Внутренняя часть центрального цилиндра у большинства растений занимает сплошной тяж первичной  ксилемы, дающий к перициклу выступы в виде ребер. Между ними размещаются тяжи первичной флоэмы.

 

У двудольных и голосеменных растений уже в раннем возрасте в центральном  цилиндре корня между ксилемой и  флоэмой появляется камбий, деятельность которого приводит к вторичным изменениям и в конечном итоге формируется вторичная структура корня. К центру камбий откладывает клетки вторичной ксилемы, а к периферии - клетки вторичной флоэмы. В результате деятельности камбия первичная флоэма оттесняется кнаружи, а первичная ксилема остается в центре корня.

 

Вслед за изменениями в центральном  цилиндре корня происходят изменения  в коровой части. Клетки перицикла  начинают делиться по всей окружности, в результате чего возникает слой клеток вторичной меристемы - феллогена  (пробкового камбия). Феллоген, в свою очередь, делясь, откладывает наружу феллему, а внутрь - феллодерму. Образуется перидерма, пробковый слой которой изолирует первичную кору от центрального цилиндра. В результате вся первичная кора отмирает и постепенно сбрасывается; наружным слоем корня становится перидерма. Клетки феллодермы и остатки перицикла в

 

дальнейшем разрастаются и составляют паренхимную зону, которую называют вторичной корой  корня (рис. 70).

 

 

 

 

 

КОРЕНЬ— это осевой подземный орган. 

 

 

Основные функции: обеспечивает закрепление растения в почве, всасывание почвенного водного раствора солей и транспорт его к надземным частям растения.

 

Дополнительные функции: запасание  питательных веществ, фотосинтез, дыхание, вегетативное размножение, выделение, симбиоз с микроорганизмами, грибами. Первые настоящие корни появились у папоротникообразных.

 

 Зародыш корня называется  зародышевым корнем и закладывается  одновременно с почкой в зародыше  семени.

 

У растений различают:

 

Главный корень.Он образуется из зародышевого и сохраняется на протяжении всей жизни. Всегда один.

 

Боковые корни. Ответвляются от корней (главного, дополнительных, боковых). Образуют при ветвлении корни 2-го, 3-го и  т. д. порядка.

 

Придаточные корни.Образуются в любой  части растения (стебле, листьях).

 

 Совокупность всех корней  растения образует корневую систему.  Корневая система формируется  в течение всей жизни растения. Ее формирование обеспечивают  преимущественно боковые корни.  Различают два типа корневой  системы: стержневую и мочковатую.

 

Стержневая система имеет хорошо развитый главный корень, который  развивается из зародышевого и ветвится за счет боковых корней. Главный  корень способен проникать на значительную глубину.

 

Мочковатая корневая система образована совокупностью придаточных  корней, растущих от стебля, и боковых корней. Главный корень в ней отсутствует. Формируется мочковатая корневая система во время кущения. На подземной части стебля при этом образуется узел кущения, из которого развиваются дополнительные побеги, то есть происходит подземное ветвление стебля, с многочисленными дополнительными корнями.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Тип корневой системы является  таксономическим признаком: для  двудольных характерна преимущественно  стержневая корневая система, для однодольных и некоторых травянистых двудольных — мочковатая.

 

 У однодольных растений при  прорастании семени главный корень  отмирает или развивается слабо,  а из тканей стебля прорастают  дополнительные, которые образуют  мочковатую корневую систему.

 

 Поверхность корневой системы  значительно больше, чем поверхность  надземной части. У разных видов  растений различаются число и  длина корней. Особенно глубоко  проникает в почву стержневая  корневая система. Например, корни  осота проникают в почву на глубину 6 м, у люцерны посевной — на 10-12 м, у деревьев — еще глубже (свыше 20 м).

 

 Человек использует знания  по формированию корневых систем  при пересаживании рассады овощных  и декоративных культур. Чем  лучше развита корневая система  у растений, тем больше площадь питания, надземная часть растения, то есть можно получить больший урожай. У проростка отщепляется кончик главного корня, чтобы усилить ветвление за счет образования новых, разрастания боковых корней. Этот способ получил название пикирования (от франц. пика, пикетка— копье).

 

Свойство растений — разрастание  корневых систем в почве — используют для закрепления оврагов, подвижных  песков.

 

Внутреннее строение корня. Все  корни имеют подобное строение. На продольном разрезе можно выделить участки, разные по строению и функциям — зоны корня.

 

 

 

Зона деления. Расположена на самом  кончике корня. Ее размеры — 2-3 мм. Состоит из клеток образовательной  ткани (меристемы), которые постоянно  делятся. Из них ведут начало все  другие клетки корня.

 

 От повреждений зона корня покрыта корневым чехликом. Корневой чехлик есть у всех растений, которые растут на суше. Его нет у водных растений. Клетки чехлика живые, тонкостенные. Извне они выделяют слизь, которая способствует передвижению (уменьшает трение) его в почве во время роста корня. Корневой чехлик нарастает с внутренней стороны благодаря зоне деления (у двудольных) или собственной отделенной меристеме (у однодольных) и слущиваетсяс внешней. Клетки корневого чехлика способны реагировать на влияние силы тяжести и обуславливают положительный геотропизм корня — рост к центру земли. У некоторых растений, которые имеют дыхательные корни, наблюдается отрицательный геотропизм — рост корней в противоположном направлении.

 

Зона роста (растяжения). Размеры  ее — несколько миллиметров. Клетки растут, растягиваются, приобретают постоянную форму и размер, в верхней части зоны — дифференцируются, то есть проявляют принадлежность к той или иной ткани. Первыми определяются ведущие ткани. Во время роста клеток эта зона продвигает кончик корня с зоной деления и корневым чехликом вглубь грунта.

 

Всасывающая зона (зонакорневых волосков). Ее размеры — 5-20 мм. В этой зоне выделяют внешний слой — эпиблему (ризодерму), слой первичной коры и центральный  цилиндр. Эпиблема — это один слой тонкостенных клеток, которые плотно прилегают одна к другой и образуют корневые волоски.

 

Корневые волоски— это отростки клеток эпиблемы, размеры которых  значительно превышают размеры  самой клетки. Размеры их достигают  нескольких миллиметров. У травянистых растений они крупнее, чем у древесных. Можно увидеть невооруженным глазом — имеют вид пуха. Живут до 20 суток, потом отмирают. На молодых участках корня постепенно вместо отмерших формируются новые путем разрастания клеток эпиблемы.

 

 Корневые волоски имеют очень тонкие клеточные стенки, которые облегчают поглощение питательных веществ, растворенных в воде из почвы. Ядро расположено в верхней части клетки. Почти весь объем занимает вакуоль. Вокруг клетки образуется слизистый чехол. Он способствует лучшему контакту с частичками почвы и привлекает бактерии. Корневые волоски выделяют в окружающую среду органические кислоты (яблочную, щавелевую, лимонную), которые растворяют минеральные вещества. В корневые волоски вода с растворенными в ней веществами поступает по законам осмоса, так как концентрация раствора веществ в вакуолях почти всегда больше, чем в почве. Благодаря волоскам площадь поверхности корня в сотни раз превышает площадь надземной части растения. В сухой почве корневые волоски развиваются интенсивнее, чем во влажной. Когда влаги много, волоски совсем не развиваются.

 

 Первичная кора образована  несколькими слоями живых клеток. Клеточные стенки внешних слоев  способны к утолщению.

 

 Центральный цилиндр содержит  проводящую систему и кольцо  живых клеток образовательной ткани — перицикл.

 

Проводящая  зона (зонабоковых корней). Расположена  над всасывающей зоной. Это посредник  между всасывающей зоной корня  и надземной частью растения. Не имеет корневых волосков, поэтому  эта зона не способна поглощать вещества. Проводящая система этой зоны проводит воду и минеральные вещества из корня в стебель (восходящий ток). По размерам эта зона наиболее длинная (до нескольких метров). В ней происходит ветвление корней.

 

 На поперечном  разрезе во всасывающей зоне  корень состоит из однослойной ризодермы. Под ней — кора, которая состоит из множества слоев основной ткани. От центрального цилиндра кора корня отделена одним слоем мертвых клеток. Между мертвыми клетками расположены живые пропускные клетки, которые легко пропускают воду с растворенными веществами в сосуды центрального цилиндра. Центральный осевой цилиндр окружен клетками перидермы, из которой образуются боковые корни в проводящей зоне. В центральной части расположены элементы проводящей ткани — сосуды и ситовидные трубки. Сосуды ксилемы образуют лучи, которые идут от периферии к центру. Между лучами ксилемы расположены группы клеток флоэмы. Это первичное строение корня.

 

 Первичное  строение у большинства растений (голосеменных и покрытосеменных)  корня сохраняется недолго и заменяется вторичным. Последнее возникает с появлением боковой меристемы — камбия. За его счет получаются вторичные элементы ксилемы и флоэмы. Первичная кора отмирает и слущивается.

 

Видоизменения корня. Вследствие обретения  новых функций органы способны видоизменяться.

 

Корнеплод — утолщение главного корня, связанное с отложением в  нем запаса питательных веществ (морковь, свекла, редис и т. п.).

 

Корневые клубни (корнеклубни) —  утолщение боковых или дополнительных корней, связанное с отложением запаса питательных веществ (батат, георгин и т. п.).

 

Корни-присоски. Характерны для растений паразитов или полупаразитов. Такие  корни проникают в толщу стебля других растений и потребляют их соки. Повилика — это бесхлорофилльное растение-паразит, которое питается благодаря сокам растения хозяина. Омела — полупаразит. Это зеленое растение, способное к самостоятельному питанию (фотосинтезу), но водные растворы солей она образует от растения, на котором живет.

 

Дыхательные корни (пневматофоры). Это  боковые корни, которые растут вверх  и поднимаются над поверхностью воды, почвы. Формируются у растений (мангровые деревья), которые растут на чрезмерно увлажненных почвах, болотах, с низким содержанием кислорода. Поэтому растения с помощью таких корней получают кислород непосредственно из воздуха. Дыхательные корни богаты аэренхимой.

 

Корни-прицепки.Это дополнительные короткие корни, которые развиваются  на растениях с вьющимся стеблем (плющ, фикус цепкий и т. п.), которые плетутся вверх. Корни растут на стебле. С их помощью растение цепляется за трещины, опоры и поднимается выше.

 

Ходульные корни. Образуются на надземных  побегах. Они закрепляются в почве  и помогают растению (баньян, кукуруза и т. п.) удерживаться.

 

Воздушные корни. Развиваются у  растений (орхидея), которые поселяются на деревьях, но не паразитируют. Воду и минеральные соли они получают из воздуха с помощью корней, которые  свисают в воздухе.

 

Опорные корни. Встречаются у больших  деревьев (вяз, бук, тополь, тропические и т. п.). Представляют собой боковые корни. На боковых корнях, которые проходят возле поверхности почвы, развиваются плоские треугольные и прилегающие к стволу вертикальные надземные отростки, которые напоминают доски, прислоненные к деревьям.

 

Втяжные, или контрактильные корни. У некоторых растений происходит резкое сокращение корня в продольном направлении у его основания (например, у растений, которые имеют луковицы). Втяжные корни распространены у  покрытосеменных растений. Они обусловливают плотное приляганиек земле розеток (например, у подорожника, одуванчика и т. п.), подземное положение корневой шейки и вертикального корневища, обеспечивают некоторое углубление клубней. Таким образом, втяжные корни помогают побегам находить наилучшую глубину залегания в почве. Втяжные корни в Арктике обеспечивают переживание неблагоприятного зимнего периода цветочными почками.