Одна из основных частей большинства растений — это корни. Зоны корневой системы предназначенными для вегетативного размножения, укрепления стебля и передачи полезных веществ побегу. Каждый отдел выполняет свои функции. Центральное корневище способно развиваться до тех пор, пока есть верхушечная меристема, расположенная на кончике. Главное отличие от побега заключается в наличие защитного чехлика.
Основные функции
В биологии корнем называют стержневой тип вегетативного органа, части которого обычно расположены под землёй. В процессе эволюции он возник позже побега.
Бывают разные виды корней. Среди них выделяют:
- главный;
- придаточный;
- боковой;
- запасающий (встречается у культурных растений, например, редис, лук, свекла, картофель);
- воздушный;
- дыхательный;
- опорный (внешняя система);
- микориза (грибковый класс).
Последний вид корневой системы при продольном разрезе напоминает мицелий. Независимо от того, какая плотность у почвы, направление роста хаотичное. Из-за этого на грунте образуется грибковой рисунок.
Если сравнивать с побегом, то у корня не зачатков листьев и присутствует чехлик, закрывающий апекс. Важное значение имеет тот фактор, что орган способен неопределённо долго развиваться. Это помогает ему справляться с основной задачей — обеспечение растения почвенным питанием.
Другие задачи, выполняемые различными зонами корневой системой:
- Закрепление растения в грунте. Благодаря этому происходит развитие зелёных тканей и вынесение их к солнечному свету.
- Запас питательных веществ.
- Синтез гормонов, аминокислот, алкалоидов.
- Взаимодействие с другими организмами.
- Вегетативное размножение.
Все эти функции присущи большинству видов растений. Но у отдельных представителей флоры корневая система предназначена для выполнения более специфических обязанностей. На срезе вегетативных органов таких растений заметны видоизменения. Строение корня может быть первичным и вторичным.
Первичное включает в себя молодой корень, который сохраняется на протяжении всей жизни у однодольных покрытосеменных растений, папоротников, плаунов, хвощей. У цветковых и голосеменных видов происходит постепенное утолщение зоны из-за боковых образовательных тканей. Поэтому первичное строение переходит во вторичное.
В молодом вегетативном органе есть несколько частей, отличающихся по своим функциям и строению:
- Калиптра, или колпачок.
- Зона деления клеток.
- Зона созревания.
- Зона растяжения.
- Зона проведения.
На придаточных, боковых и главных корневых отростках эти части даже внешне хорошо заметны. Граница размыта лишь между тремя последними зонами.
Корневой чехлик
У этой части отсутствует эквивалент в побеге. На поперечном разрезе видно, что она имеет два вида образовательных клеток с тонкими стенками:
- Периферийные округлые. Они выполняют свои функции только в течение недели, после чего слущиваются.
- Центральные столбчатые. Эти клетки всё время делятся и постепенно выталкиваются к периферии. Их называют колонками, или колумеллами.
Чехлик легко различить на больших конях. Практически у всех видов растений его толщина равняется примерно 1 мм. Только у паразитических представителей флоры эта часть отсутствует. Чехлик необходим для защиты нежных образовательных тканей от твёрдых частичек земли. Также он помогает при углублении в грунт. Если защитный слой повредится или будет удалён, то через некоторое время он снова нарастёт.
В чехлике находятся клетки колумеллы, которые могут чувствовать гравитацию. С их помощью корневая система разрастается в правильном направлении. Также есть столбчатые ткани, содержащие амилопласты. Они позволяют растению определять положение источника света.
Зоны деления клеток и растяжение
Под чехликом находится верхушечная меристема. Её ещё называют конусом нарастания. Если смотреть на живой корень, то эту часть можно определить по слабому жёлтому оттенку. Такой цвет проявляется из-за отсутствия вакуолей. В конусе нарастания находится несколько инициальных клеток. Они всё время разделяются, благодаря чему обеспечивается рост.
Пик деления достигается 1−2 раза в сутки. Большинство этих клеток имеют кубовидное строение и расположены на расстоянии друг от друга.
У двудольных покрытосеменных представителей растительного мира меристема состоит из трёх слоёв. Клетки нижнего создают чехлик и эпиблему. Средний слой предназначены для формирования первичной коры, а наружный — для нарастания осевого цилиндра. Но если смотреть с анатомо-морфологической точки зрения, то различия между ними полностью отсутствуют до достижения зоны созревания.
Первичная меристема становится длиннее в зоне растяжения. Это светлая, полупрозрачная плёнка. Благодаря ей происходит рост корневой системы. Небольшие вакуоли постепенно сливаются до тех пор, пока не займут более 90% всего объёма клетки.
Зона растяжения в длину достигает 2−4 мм. На верхнем отделе происходит формирование поглощающей ткани.
Отделы поглощения и проведения
Удлинение корневой части растения происходит благодаря зоне созревания. Растянутые клетки проходят процесс дифференциации в отделе созревания и образуют специфическое подспорье для первичного строения. Величина части поглощения составляет несколько сантиметров. Основные задача заключается во всасывании влаги и минеральных веществ. Также эта зона необходима для закрепления растения в земле и опоры верхнего корня.
Корневым волоском называют клетку ризодермы, которая прошла процесс удлинения. Его оболочка очень нежная и тонкая, состоит из пектина и целлюлозы. Внешняя сторона покрыта слизью, которая помогает всасывать воду и растворенные питательные вещества.
Количество волосков зависит от вида растения и условий его существования. У водных представителей такой части нет совсем. Наземные обладают миллионами волосков. С их помощью площадь корня значительно увеличивается. Длина отростков может варьироваться от 0,1 мм до 1 см.
Под зоной проведения подразумевается главная часть вегетативного органа. Она возникает по мере отмирания волосков. В этой части происходит формирование вторичного строения при помощи боковых меристем. Тут появляется проводящая ткань, по которой питательные вещества поднимаются к побегу.
Первичное строение
Чуть выше зоны деления можно легко различить границы меристем. Наружным отделом является периблема, которая образуется от средних инициалей. Внутренний отдел — плерома. Он формируется из верхнего слоя. Клетки меристем могут отличаться по своему расположению и размеру.
Периблема участвует в образовании первичной коры, которая в основном состоит из живых паренхимных клеток. Между ними появляется система межклетников, где происходит газообмен. Циркуляция воздуха необходима для дыхания подземной части растения.
Также кора выполняет функцию органа, где происходит энергообмен. Из-за этого выделяются такие важные задачи:
- Накопление питательных веществ.
- Синтез пластидов для снабжения ризодермы.
- Транспортировка минералов.
- Забор симбиотических грибков.
Внутренним слоем коры является эндодерма. Она полностью окружает стелу и развивается за 2 этапа. Сначала эндодерма имеет тонкие оболочки клеток, которые располагаются очень плотно друг к другу. На втором этапе происходит отложение суберина на стенках. Лишь пропускные клетки остаются мягкими, а все остальные превращаются в древесину.
Вторичное устройство
На срезе вторичное строение корня имеет слой перидермы, коры из флоэмы, камбия и центральной части. Первичная структура остаётся в корневище до тех пор, пока не активизируется процесс утолщения при помощи камбия и феллогена.
Камбий появляется в корневой системе голосеменных растений в полости, расположенной между флоэмой и ксилемой. Он трансформируется через некоторое время в камбиальное кольцо и клетки перицикла.
Кора не способна выдержать утолщение корня. Её ткани слущиваются и превращаются во вторичный покров, который образуется при помощи феллогена. Он появляется в перицикле. Коровые клетки постепенно отмирают из-за отделения от внутренних живых тканей. Появляется пробка, придающая корню бурый цвет.
Соотношение надземной и подземной частей
Для большинства видов растений характерным развитием корней является такое, при котором они преобладают над зелёной частью. Ярким примером этого утверждения может послужить кочанная капуста. Её корневая система способна достигать глубины почти в 2 метра, а ширина часто превышает 1,2 метра.
Диаметр подземной части яблонь в среднем варьируется в пределах от 8 до 12 метров. У люцерны максимальная высота зелёной части составляет всего 60 см, но длина корня обычно превышает 2 метра.
Все растения, произрастающие в скалистых регионах и на песчаных почвах, имеют очень большую и разветвлённую корневую систему. Причиной является то, что в такой местности питательные вещества и вода находятся очень глубоко.
Растения в процессе эволюции постепенно приспособились к тяжёлым условиям. Они изменили структуру своих корней, благодаря чему смогли добывать необходимые элементы с больших глубин. Например, длина подземной части верблюжьей колючки достигает 20 метров.
Строение корня растений может отличаться из-за большого количества факторов. Многое зависит от среды произрастания и вида. На эволюционные процессы и развитие влияют климатические условия, которые циклично изменяются.
