Корень: строение и функции

Введение

Корень — первый орган, появляющийся при прорастании семени. Это неслучайно: прежде чем росток поднимется к свету, он должен закрепиться в почве и обеспечить себя водой. Корень — невидимая, но жизненно важная часть растения: у степных трав его длина нередко превышает высоту наземной части, а у одного куста ржи суммарная длина всех корней вместе с ответвлениями может достигать 600 километров.

Корень — подземный вегетативный орган растения, обеспечивающий закрепление в почве, поглощение воды и минеральных солей, а также запасание питательных веществ.

Зоны корня

Корень растёт от кончика. Его кончик защищён корневым чехликом, а позади него находятся зоны, каждая из которых выполняет свою задачу. Зоны расположены последовательно снизу вверх.

Корневой чехлик — группа клеток, покрывающих кончик корня и защищающих меристему от механических повреждений при росте через почву. Клетки чехлика постоянно слущиваются и замещаются новыми.

Зона деления — небольшая (1–2 мм), расположена сразу за чехликом. Здесь находится апикальная меристема: клетки непрерывно делятся и поставляют материал для роста.

Зона растяжения — клетки, образованные меристемой, увеличиваются в длину. Именно это вызывает видимый рост корня: сам кончик продвигается вперёд на миллиметры в день.

Зона всасывания — ключевая зона для питания растения. На поверхности клеток здесь образуются корневые волоски — тонкие выросты длиной до 1–3 мм. Они радикально увеличивают площадь поверхности корня.

object: Зона всасывания корня лука magnification: 100× visible:

• Корневые волоски (прозрачные трубчатые выросты)
• Клетки эпидермиса (плоские, без хлоропластов)
• Почвенные частицы, прилипшие к волоскам note: Каждый волосок — это одна удлинённая клетка. Живёт волосок всего несколько суток, но постоянно замещается новыми по мере роста корня.

Зона проведения — вещества, поглощённые волосками, поступают в ксилему и движутся вверх по стеблю. В этой зоне уже нет волосков, но развита проводящая система.

title: Поглощение воды корнем stages:

• name: Осмос через волоски location: Зона всасывания input: Почвенный раствор (вода + ионы) output: Вода внутри волоска (осмотическое давление)
• name: Транспорт через клетки коры location: Первичная кора корня input: Вода из волоска output: Продвижение воды к центральному цилиндру
• name: Поступление в ксилему location: Центральный цилиндр input: Вода из коры output: Восходящий ток по ксилеме к листьям significance: Корневое давление — сила, выталкивающая воду вверх. Утром на листьях трав можно увидеть капли — это «гуттация», следствие корневого давления.

Типы корней и корневые системы

Не все корни одинаковы. В зависимости от происхождения выделяют три типа:

• Главный корень — развивается из зародышевого корешка семени; обычно самый мощный.
• Боковые корни — отходят от главного и других корней; образуют разветвлённую сеть.
• Придаточные корни — вырастают из стебля или листьев, не из главного корня.

Типы корневых систем: Стержневая (главный корень выражен): - Характерна для двудольных (фасоль, одуванчик, морковь) - Главный корень уходит глубоко - Хорошо удерживает почву от эрозии Мочковатая (главный корень не выражен): - Характерна для однодольных (пшеница, лук, тюльпан) - Масса придаточных корней - Хорошо охватывает верхний слой почвы

Почему стержневая система «выгодна» для одних растений, а мочковатая — для других? Стержневая достигает глубоких водоносных слоёв — это важно в засушливом климате. Мочковатая охватывает большую площадь поверхности почвы — это выгодно там, где питательные вещества сосредоточены в верхнем слое.

Пересаживая растение, нужно сохранять земляной ком — особенно у растений со стержневой системой. Главный корень хрупок: даже частичное его повреждение замедляет рост растения на недели, а полный обрыв может быть фатальным.

Видоизменения корня

Эволюция «приспособила» корни к самым разным задачам, далёким от простого поглощения воды.

name: Морковь посевная latin: Daucus carota subsp. sativus classification: kingdom: Растения division: Покрытосеменные class: Двудольные habitat: Огороды, поля features:

• Корнеплод — видоизменённый главный корень + основание стебля
• Запасает сахара и бета-каротин
• Двулетник: первый год — запас, второй — цветение

Корнеплоды (морковь, свёкла, редька) — утолщённые запасающие корни с большим количеством основной ткани. Растение накапливает органику в первый год, а на второй год тратит её на цветение и образование семян.

Корни-подпорки (кукуруза, баньян) — придаточные корни, выходящие из стебля и дополнительно поддерживающие растение.

Воздушные корни (орхидеи, плющ) — поглощают влагу прямо из воздуха, покрыты губчатой тканью — веламеном.

Корни-прицепки (плющ обыкновенный) — видоизменённые придаточные корни, помогающие лазящему растению удерживаться на вертикальной поверхности.

Кукуруза при сильном ветре не падает, потому что у неё есть «опорные ходули» — придаточные корни, отходящие от нижних узлов стебля. Это не случайность: в природе кукуруза растёт в местах с сильными ветрами, и такие корни — эволюционное приспособление.

Симбиоз корней с микроорганизмами

Корни большинства растений живут в тесном симбиозе с почвенными организмами.

Микориза — союз корней с почвенными грибами: грибные нити (гифы) проникают в клетки корня или оплетают их снаружи, резко увеличивая площадь всасывания. Гриб получает от растения сахара, растение — воду и фосфор. Более 90% видов высших растений образуют микоризу. Именно поэтому хвойные деревья в питомниках иногда растут плохо — без партнёрского гриба.

Клубеньковые бактерии (Rhizobium) поселяются на корнях бобовых растений, образуя вздутия — клубеньки. Бактерии фиксируют атмосферный азот — превращают N₂ в аммоний, доступный растению. Именно поэтому бобовые (горох, клевер, люцерна) обогащают почву азотом и широко используются в севообороте для улучшения плодородия.

Термин|Микориза Что это|Симбиоз корней высшего растения с почвенными грибами Виды|Эктомикориза (гифы снаружи клеток, например у сосны) и эндомикориза (гифы внутри клеток, у большинства трав) Польза для растения|Увеличение площади всасывания в 10–100 раз; улучшение поглощения фосфора и воды

Заключение

Корень — гораздо больше, чем «якорь» и «насос». Это орган с чётко организованными зонами, каждая из которых выполняет свою роль в определённый момент времени. Зоны деления, растяжения и всасывания обеспечивают непрерывный рост и питание. Многообразие видоизменений корня показывает, насколько гибок этот орган в ходе эволюции: одно и то же решение — вырост клетки, уходящий в почву — превратилось в морковный корнеплод, воздушный корень орхидеи и подпорку кукурузы.