Jak roste kořen do délky?

Ve struktuře kořenů většiny rostlin se rozlišuje několik zón (uvedených od špičky kořene):

• kořenová čepice,
• divizní zóna,
• růstová zóna,
• sací zóna,
• oblast konání.

Každá zóna je charakterizována vlastními skupinami tkání a vlastními funkcemi.

Kořen neustále roste na svém vrcholu (špičce). Proto se buňky jedné zóny postupně mění v buňky druhé, umístěné dále od kořenového hrotu (s výjimkou kořenového uzávěru). Horní buňky zóny dělení se tak stanou buňkami zóny růstu a buňky dále od špičky zóny růstu se stanou buňkami zóny sací zóny dříve nebo později buňkami zóny vodivosti.

Tato vnitřní struktura se odráží ve vnější struktuře kořene. Ve vnější struktuře uvidíme, že špička kořene je pokryta malou kořenovou pochvou, která vypadá jako čepice. Plní ochrannou funkci. Nad kloboukem je hladká část kořene. Ještě výše začínají četné velmi tenké bílé výrůstky – kořenové vlásky. Nad kořenovými vlásky vyrůstají z hlavního kořene postranní kořínky. Mají stejnou vnější strukturu. Blíže ke stonku se kořen zahušťuje.

Kořenový systém téměř každé krytosemenné rostliny se skládá z mnoha kořenů. Každý jednotlivý kořen vyrůstá ze svého vrcholu neboli špičky (budeme ji považovat za spodní část kořene). Díky tomu se může kořen pohybovat hlouběji nebo laterálně v půdě. To umožňuje přijímat vodu a minerály tam, kde je kořeny ještě nevstřebaly. Čím dále je kořenová část od špičky (a tedy blíže ke stonku), tím je starší. V těchto místech kořeny nedorůstají do délky, zde převážně pouze vedou látky v obou směrech (nahoru i dolů).

Pokud je rostoucí část kořene rozříznuta podélně (jako by byla symetricky rozříznuta na levou a pravou část), pak, počínaje špičkou a nahoru, můžete vidět čtyři zóny kořene: dělení, růst, vstřebávání, vedení. Je zřejmé, že v zóně dělení se buňky dělí, v zóně růstu rostou, v zóně absorbce absorbují vodu a látky v ní rozpuštěné, v zóně vodivosti vedou vodu a látky směrem ke stonku. To znamená, že díky těmto zónám plní kořen jednu ze svých hlavních funkcí – poskytuje rostlině vodu a minerály.

Kořen

Kořenová čepička pokrývá špičku kořene. Lze jej vidět u kořenů mnoha rostlin bez zvětšovacích přístrojů. Kořenová čepička se jeví jako tmavší, hustší útvar na špičce kořene.

Hlavní funkcí kořenového uzávěru je chránit před poškozením kořenový vrchol, kde se nachází dělicí zóna s buňkami vzdělávací tkáně.

Buňky kořenového uzávěru jsou živé, ale nežijí dlouho. Postupně se odlupují. Z dělicí zóny se tvoří nové buňky kořenového uzávěru.

Ty buňky, které se oddělují od čepice, zůstávají nějakou dobu živé a vylučují hlen, který usnadňuje pronikání kořenů mezi částice půdy a také rozpouští minerály. Koneckonců, pouze v rozpuštěné formě mohou být následně absorbovány kořenem.

Ve středu klobouku jsou škrobová zrnka, s jejich pomocí kořen určuje, kde je nahoře a kde dole. Kořen má pozitivní geotropismus, tj. roste směrem dolů.

Zóna dělení kořenů

Dělicí zóna se nachází pod kořenovým uzávěrem a mírně nad ním. Jeho velikost je cca 1 mm. V této zóně se buňky neustále dělí. Buňky zóny dělení patří do vzdělávací tkáně.

Buňky zóny dělení jsou malé s tenkými stěnami, umístěné blízko sebe, jejich jádra jsou poměrně velká a cytoplazma je hustá.

Zóna růstu kořenů

Horní buňky zóny dělení se přestanou dělit a začnou růst, hlavně kvůli prodlužování podél kořene.

Nad dělicí zónou se tedy nachází zóna růstu kořenů, dlouhá několik milimetrů. Tato zóna se někdy nazývá stretch zóna. Zde se buňky zvětšují, především v důsledku prodlužování. V souladu s tím to vede k růstu celého kořene do délky. Buňky růstové zóny mají buněčnou stěnu, která ještě není tuhá, což jim umožňuje natahovat se.

Kořenová absorpční zóna

Sací zóna je umístěna nad růstovou zónou. Pokud je kořenová čepička, dělicí a prodlužovací zóna dohromady jen několik milimetrů, pak je délka sací zóny obvykle více než centimetr.

Zde každá povrchová buňka tvoří výběžek, který je tzv kořenový vlas. U sazenic mnoha rostlin lze pouhým okem vidět kořenové chlupy. Všechny dohromady vypadají jako chmýří, skládající se z bělavých tenkých chloupků. Každý vlas je obvykle ne delší než 1 cm.

Kořenový vlas se skládá z buněčné membrány, cytoplazmy, jádra, leukoplastů a vakuoly. Jde o laterální výrůstek kořenové kožní buňky (toto je krycí tkáň).

Kořenové vlásky nežijí dlouho, u každého druhu je to jiné. Ale v průměru je to asi 15 dní. Horní chloupky jsou starší a postupně odumírají. Ale zespodu se horní buňky růstové zóny stávají buňkami vodivé zóny. Zde povrchové buňky rostou chloupky. Špička kořene (klobouček, zóny dělení, růst, vstřebávání) se tak neustále posouvá a proniká hluboko do půdy.

Hlavní funkcí sací zóny je absorbovat vodu a v ní rozpuštěné minerály z půdy. Tato funkce se provádí pomocí kořenových vlásků. Pronikají mezi částice půdy, proplétají je a tím absorbují vodné roztoky z půdy.

Poté, co povrchové buňky absorbují vodný roztok, pohybuje se podél vnitřních buněk kořene do centrální osy, kde jsou umístěny buňky vodivé zóny.

Kořenová oblast

Nad absorpční zónou (a dokonce i mírně uvnitř ní v centrální části kořene) je vodivá zóna.

Hlavní funkcí této zóny je nést vodný roztok absorbovaný v sací zóně nahoru ke stonku. Vodný roztok prochází nádobami. Na druhou stranu organické živiny jdou od stonku ke kořeni, kořen je potřebuje pro růst, vývoj a další životně důležité procesy. Organické látky se pohybují jinými typy buněk (sítovými trubicemi).

Vlákna převodního systému nejsou pouze v kořenové vodivé zóně. Jeho buňky zasahují do dalších zón umístěných blíže ke kořenovému hrotu.

Vykořenit v biologii jeden z hlavních vegetativních orgánů vyšších rostlin, který vznikl v procesu evoluce, aby zafixoval rostlinu v substrátu, absorboval vodu a minerální sloučeniny z půdních roztoků, přeměnil je na transportní formy a přesunul se do výhonků, syntetizoval organické látky (rostlinné hormony – cytokinin a kyselina abscisová, řada alkaloidů aj.) k interakci s půdními bakteriemi a houbami. Jen málo zástupců vyšších rostlin ztratilo schopnost tvořit kořeny (například Wolffia). Morfologicky se kořen od výhonu liší tím, že se na něm nikdy netvoří listy a vrcholový meristém je vždy překryt kořenovým uzávěrem. Předpokládá se, že kořeny pocházejí z oddenků rostlin spodního devonu – zvláštních větví jejich telomového těla, pokrytých jednobuněčnými vláknitými útvary (rhizoidy), které rostly v půdě horizontálně, ale neexistuje žádné přesvědčivé potvrzení. hypotéza.

Morfologická stavba kořene a kořenového systému

Kořen má válcovitý tvar a jasné podélné členění. Na jeho vrcholu (vrcholu) je kořenový uzávěr, který chrání apikální meristém a vnímá směr gravitace. Meristém postupně vytváří nové buňky klobouku a jeho okrajové buňky se odlupují a podléhají apoptóze, v důsledku čehož se uvolňují látky, které usnadňují rozpouštění půdních minerálů a slouží jako potrava nebo signál pro půdní mikroflóru. Apikální meristém, krytý kořenovým uzávěrem, tvoří zónu buněčného dělení. Vzniklé buňky intenzivně rostou v zóně prodlužování buněk, což má hlavní podíl na prodlužování kořenů. Celková délka obou zón (někdy označovaných souhrnně jako zóna růstu kořenů) se liší v závislosti na intenzitě růstu kořenů a bývá 1–2 mm. V zóně prodlužování buněk se začínají diferencovat primární trvalé tkáně, jejichž úplný soubor je vlastní absorpční zóně, která zajišťuje absorpci látek během 3–6 dnů a přeměňuje se na zónu vodivost. Proto, jak kořen roste do délky, vodivostní zóna se prodlužuje a sací zóna se posouvá po kořenovém vrcholu do nových oblastí půdy, přičemž si udržuje víceméně konstantní délku (obvykle v rozmezí 0,5–3 cm). Boční větvení kořenů většiny rostlin je omezeno na mladé oblasti vodivé zóny.

Druhy kořenů. Druhy kořenů.

V závislosti na místě tvorby se v zárodku tvoří hlavní kořen, adventivní kořeny, které vyrůstají ze stonku a starých částí kořene, a při odběru řízků z listu postranní kořeny, které vznikají v oblasti vedení a apikální kořeny, které se vyvíjejí během dichotomického větvení kořenů u lykofytů. Všechny kořeny jedné rostliny společně tvoří její kořenový systém. U rostlin podobných přesličkám, lykofytům a kapradinám je primárně homorhizního typu: sestává z adventivních kořenů vyvíjejících se na stonku nebo rhizoforu (kořenová podpora některých lykofytů), nesoucí postranní nebo vrcholové kořeny; všechny rozvětvené adventivní kořeny jsou stejného typu.

U kvetoucích a nahosemenných rostlin je kořenový systém buď složen pouze z rozvětveného hlavního kořenového systému, nebo spolu s ním jsou rozvětvené vedlejší kořeny. Typy kořenových systémů. Typy kořenových systémů. V kořenových systémech kůlového nebo alorizálního typu je hlavní kořen mnohem větší než všechny ostatní (například kopr). V kořenovém systému vláknitého nebo sekundárního homorhizního typu hlavní kořen mezi systémy silných adventivních kořenů nevyčnívá nebo dokonce brzy odumírá (obiloviny). Hlavní a vedlejší kořeny rostou podle vektoru gravitace; boční a apikální – v jakémkoli úhlu k němu, což vám umožňuje rovnoměrně naplnit objem půdy. Kořeny v kořenovém systému se často rozlišují na dlouhotrvající tlustý výrůstek (neboli kosterní) a z nich vyrůstající tenké savé, existující pouze 2–2,5 měsíce. Kořenové systémy pronikají do půdy do hloubky od několika milimetrů (centunculus z čeledi prvosenka) do 20 m (velbloudí trn), ale u většiny rostlin se většina kořenů nachází do hloubky 50–70 cm. kořeny se rozprostírají hlavně 1–1,5, 15 poloměru projekce koruny, i když jednotlivé kořeny rostou mnohem dále a u mnoha pouštních rostlin je poloměr projekce kořenového systému 20–XNUMXkrát větší než poloměr koruny projekce.

Na základě naplnění objemu půdy se rozlišují další 4 typy kořenových systémů. Univerzální kořenový systém vyplňuje objem půdy zcela rovnoměrně (charakteristické pro mezofyty). Povrchový kořenový systém s malou hloubkou pokrývá velkou plochu, je uzpůsoben k využívání vody vzácných dešťů a kondenzační vody vznikající v noci (nachází se u xerofytů, včetně mnoha kaktusů). Hluboký typ kořenového systému zajišťuje průnik k trvalé spodní vodě v hlubokých vrstvách substrátu (velbloudí trn). Kombinovaný kořenový systém je složen z povrchových kořenů a kořenů pronikající hluboko do substrátu (kachim).

Anatomická stavba kořene

Primární tkáňová struktura kořene se tvoří v absorpční zóně. Povrchově v této zóně je vrstva rhizodermu. Buňky posledně jmenovaných tvoří nejčastěji dlouhé výrůstky – kořenové vlásky, které prorůstají do kapilár půdy, což výrazně zvyšuje intenzitu vstřebávání látek kořenem. Vodní a polovodní rostliny většinou nemají kořenové vlásky. V kořenové oblasti rhizoderm odumírá a je zničen. Mezi rhizodermem a centrální částí kořene (stéla) je primární kůra. Jeho vnější vrstva – exoderm – přiléhá k rhizodermu a v absorpční zóně podporuje selektivní vstřebávání látek a ve vodivé zóně se stává kožní tkání. Hlouběji je parenchym, který vede absorbované látky do stély a syntetizuje některé organické sloučeniny. Vnitřní vrstva primární kůry (endoderm) se podílí na zatěžování xylému v absorpční zóně a ochraně podélného transportu látek v kondukční zóně ve stéle. Periferní vrstva stély – pericyklus – je bez vodivých tkání a je obvykle představována jednou vrstvou parenchymu. Ve vodivé zóně v pericyklu dochází k lokální dediferenciaci buněk parenchymu s tvorbou apikálních meristémů postranních kořenů, které následně prorůstají primární kůrou mateřského kořene do půdy. Uvnitř pericyklu je radiální cévní svazek: jeho xylém má podobu žebrovaného válce, v jehož rýhách mezi žebry procházejí vzájemně izolovaná vlákna floému. Jednoděložné se vyznačují svazky s mnoha hřebeny, zatímco jiné skupiny rostlin jsou charakteristické svazky s několika hřebeny. Xylém radiálního svazku obsahuje spolu s vodou vodivými prvky buňky parenchymu, které aktivně (s vynaložením energie) vylučují nízkomolekulární látky a ionty rozpustné ve vodě do lumen vodivých prvků. Po nich začne voda proudit do vodivých prvků z buněk parenchymu a vzniká přetlak, obvykle 1–2 atmosféry (někdy dosahující 6 atmosfér). Kořenový tlak způsobuje, že se voda pohybuje xylémem kořene k jeho základně a dále do výhonků. Před rozkvětem listů tlak kořenů zcela zajistí přísun vody do výhonků rostlin a pak se její role výrazně omezí a nahradí ji sací síla transpirujících listů.

Průřez kořenem (primární struktura). Průřez kořenem (primární struktura).

U dvouděložných a nahosemenných rostlin začíná sekundární ztluštění kořenů již na hranici absorpční a vodivé zóny. Pericyklus se v důsledku proliferace parenchymu stává vícevrstevným, podél jeho vnějšího okraje se vytváří periderm, v důsledku čehož primární kůra zcela odumírá a je zničena. Ve stéle se rozlišuje souvislá vrstva kambia, jejíž některé úseky vznikají v radiálním svazku mezi floémem a xylémem a jiné v pericyklu, mimo žebra xylémového válce. Pericyklické úseky kambia ukládají pouze parenchym primárních paprsků. Svázané části kambia ukládají sekundární xylém dovnitř a sekundární floém směrem ven. U dřevin se postupem času v kořenech mezi primárními paprsky tvoří sekundární paprsky.

Specializace a metamorfóza kořenů

Během evoluce získaly kořeny mnoha rostlin další funkce, které více či méně hluboce změnily jejich strukturu. U epifytických orchidejí je v primární kořenové kůře fotosyntetické pletivo – chlorenchym a místo rhizodermu je vyvinuto pletivo skládající se z odumřelých buněk (velamen), které bez rozdílu absorbuje dešťovou vodu stékající po rostlině; selektivní absorpce se provádí exodermis, která má pro tento účel speciální pasážové buňky. Ektomykorhizní kořeny (zapletené do hyf symbiotické houby tvořící mykorhizu) dorůstají do délky slabě, neztloustnou a nemají kořenové vlásky. U speciálních, které se hojně větví, ale slabě prodlužují, t. zv. kořeny korálovitého tvaru obývají symbiotické sinice fixující dusík (u cykasů) nebo aktinomycety (u olše); v kořenových uzlinách – bakterie fixující dusík (v luštěninách). U řady tropických stromů se vyvíjejí nadzemní chůdovité kořeny, které místo kmene podpírají korunu nad substrátem, nebo prkenné kořeny, které vyrůstají vodorovně z kmene a fungují jako opora (u mnoha fíkusů). Zásobní kořeny jsou rozšířené: kořenové šištice (náhodné kořeny jiřiny, chřestu) nebo hlavní kořen obsažený v okopaninách (u mrkve). Koncové kořeny jsou charakteristické pro některé révy (u určitých druhů pepře). Řada palem má kmen hustě pokrytý adventivními kořeny upravenými do ostnů. U rostlin obývajících bažiny se špatně provzdušněnou půdou se část kořenů přeměňuje na pneumatofory, zásobující podzemní orgány kyslíkem přímo ze vzduchu (u cypřiše bažinného). U parazitických rostlin jsou některé nebo všechny kořeny upraveny na přísavky (jako chrastítko), pomocí kterých parazit extrahuje z těla hostitelské rostliny potřebné látky. Mnoho subostemaceae tráví většinu svého života reprezentován rozvětveným, páskovitým zeleným fotosyntetickým kořenovým systémem a pouze během reprodukčního období tvoří pomíjivé, vysoce redukované květonosné výhonky. Rostliny kořenových výmladků se rozmnožují pomocí kořenových výmladků, které vznikají v kořenovém pericyklu.

Kořeny mnoha rostlin se využívají jako potravinářské, léčivé a technické suroviny.

Timonin Alexandr Konstantinovič. První publikace: Velká ruská encyklopedie, 2010.

Publikováno 30. srpna 2022 v 16:42 (GMT+3). Poslední aktualizace 4. října 2022 v 15:40 (GMT+3). Kontaktujte redakci