Vykořenit

Kořen ( lat.  radix ) je osový, obvykle podzemní vegetativní orgán vyšších cévnatých rostlin , který má neomezený růst do délky a pozitivní geotropismus . Kořen fixuje rostlinu v půdě a zajišťuje vstřebávání a vedení vody s rozpuštěnými minerálními látkami do stonku a listů [1] .

Na kořeni nejsou žádné listy a v kořenových buňkách nejsou žádné chloroplasty .

Kromě hlavního kořene má mnoho rostlin postranní a vedlejší kořeny . Souhrn všech kořenů rostliny se nazývá kořenový systém . V případě, že je hlavní kořen mírně vyjádřen a vedlejší kořeny jsou vyjádřeny výrazně, kořenový systém se nazývá vláknitý . Pokud je hlavní kořen vyjádřen významně, kořenový systém se nazývá klíčový .

Některé rostliny ukládají do kořenů rezervní živiny , takové útvary se nazývají okopaniny .

Základní funkce kořene

U mnoha rostlin plní kořeny speciální funkce ( vzdušné kořeny , přísavky).

Původ kořene

Tělo prvních rostlin, které přistály na zemi , ještě nebylo rozřezáno na výhonky a kořeny. Skládal se z větví, z nichž některé se zvedaly svisle, jiné se tiskly k půdě a absorbovaly vodu a živiny. Navzdory primitivní struktuře byly tyto rostliny vybaveny vodou a živinami, protože byly malé velikosti a žily v blízkosti vody.

V průběhu dalšího vývoje některé větve začaly zasahovat hlouběji do půdy a daly vzniknout kořenům přizpůsobeným k dokonalejší výživě půdy. To bylo doprovázeno hlubokou restrukturalizací jejich struktury a vznikem specializovaných tkání . Zakořenění bylo hlavním evolučním úspěchem, který umožnil rostlinám zabírat sušší půdy a produkovat velké výhonky, které stoupaly na světlo. Například mechorosty nemají skutečné kořeny, jejich vegetativní tělo je malé - do 30 cm, mechy žijí na vlhkých místech. U kapradin se objevují pravé kořeny, což vede ke zvětšení velikosti vegetativního těla a ke kvetení této skupiny v období karbonu .

Vlastnosti struktury kořenů

Soubor kořenů jedné rostliny se nazývá kořenový systém. Složení kořenových systémů zahrnuje kořeny různé povahy. Rozlišovat:

Hlavní kořen se vyvíjí ze zárodečného kořene . Postranní kořeny se vyskytují na jakémkoli kořeni jako postranní větev. Náhodné kořeny jsou tvořeny výhonkem a jeho částmi.

Ve své nejjednodušší podobě se termín "kořenová architektura" týká prostorové konfigurace kořenového systému rostliny. Tento systém může být extrémně složitý a závisí na mnoha faktorech, jako je samotný druh rostliny, složení půdy a dostupnost živin [2] . Konfigurace kořenových systémů slouží ke strukturální podpoře rostliny, konkurenci s ostatními rostlinami a absorbování živin z půdy [3] . Kořeny rostou za určitých podmínek, které, pokud jsou změněny, mohou bránit rostlině v růstu. Například kořenový systém vyvinutý v suché půdě nemusí být tak účinný v zaplavené půdě, ale rostliny se mohou přizpůsobit jiným změnám prostředí, jako jsou sezónní změny [3] .

Části kořene

Různé části kořene plní různé funkce a liší se vzhledem. Tyto části se nazývají zóny.

Přechod z jedné zóny do druhé je pozvolný a podmíněný.

Zóny konce mladého kořene

Špička kořene je vždy zvenčí pokryta kořenovou čepičkou , která chrání jemné buňky meristému. Pouzdro se skládá z živých buněk, které jsou neustále aktualizovány. Buňky kořenového uzávěru vylučují sliz, který pokrývá povrch mladého kořene. Díky slizu se snižuje tření o půdu, jeho částice snadno ulpívají na kořenových koncích a kořenových vláscích. Ve vzácných případech jsou kořeny bez kořenového uzávěru ( vodní rostliny , některé parazitické rostliny ). Pod čepicí je dělicí zóna, reprezentovaná vzdělávací tkání - meristémem. Pokud je tento apikální meristém izolován a tvoří pouze buňky kořenové čepičky (jako u většiny jednoděložných rostlin ), nazývá se calyptrogen . U většiny dvouděložných rostlin se meristematická tkáň kořenového hrotu spojuje s meristémem, který tvoří absorpční zónu, a nazývá se dermatokalyptrogen.

Buňky zóny dělení jsou tenkostěnné a vyplněné cytoplazmou, nejsou zde žádné vakuoly. Zóna dělení se na živém kořeni rozezná podle nažloutlé barvy, její délka je asi 1 mm. Po zóně rozdělení následuje zóna protažení. Je také malá na délku: má jen několik milimetrů, vyznačuje se světlou barvou a jakoby průhledná. Buňky elongační zóny se již nedělí, ale jsou schopny se protahovat v podélném směru a zatlačovat kořenový konec hluboko do půdy. V růstové zóně se buňky dělí na tkáně.

Konec prodlužovací zóny je jasně viditelný výskytem četných kořenových vlásků. Kořenové vlásky se nacházejí v sací zóně, jejíž funkce je zřejmá již z názvu. Jeho délka je od několika milimetrů do několika centimetrů. Na rozdíl od růstové zóny již nejsou části této zóny vzhledem k půdním částicím přemístěny. Mladé kořínky absorbují většinu vody a živin pomocí kořenových vlásků - výrůstků buněk povrchové tkáně. Zvětšují sací povrch kořene, vylučují metabolické produkty; nachází se těsně nad kořenovým uzávěrem. Společně vytvářejí dojem bílého chmýří kolem kořene. U rostliny, která byla právě vyjmuta z půdy, lze vždy vidět hrudky zeminy ulpívající na kořenových vláscích. Obsahují vrstvu protoplazmy, jádro, velkou vakuolu; jejich tenké slupky, snadno propustné pro vodu, pevně přilnou k hrudkám půdy. Kořenové vlásky uvolňují do půdy různé látky. Délka se u různých druhů rostlin liší od 0,06 do 10 mm. Se zvýšením vlhkosti půdy se tvorba zpomaluje; netvoří se ve velmi suché půdě. Kořenové vlásky se objevují ve formě malých papil - výrůstků buněk. Po určité době kořenový vlas odumře. Jeho životnost nepřesahuje 10-20 dní

Nad sací zónou, kde mizí kořenové vlásky, začíná vodivá zóna. Prostřednictvím této části kořene je voda a roztoky minerálních solí, absorbované kořenovými vlásky, transportovány do nadložních částí rostliny.

Anatomická stavba kořene

V růstové zóně se buňky začínají diferencovat na pletiva a v absorpční a vodivé zóně se tvoří vodivá pletiva, která zajišťují vzestup živných roztoků do nadzemní části rostliny. Snad nejnápadnější charakteristikou kořenů, která je odlišuje od jiných rostlinných orgánů, jako jsou stonkové větve a listy, je to, že kořeny jsou endogenního původu [4] , což znamená, že pocházejí a vyvíjejí se z vnitřní vrstvy mateřské osy, jako je např. pericyklus [5] . Kmenové větve a listy jsou naopak exogenní , to znamená, že se začínají vyvíjet z kůry, vnější vrstvy.

Již na samém počátku růstové zóny kořenů se hmota buněk diferencuje do tří zón: rhizoderm, kortex a axiální válec.

Epiblema nebo rhizoderma  - krycí tkáň, která je na vnější straně pokryta mladými kořenovými zakončeními. Obsahuje kořenové vlásky a podílí se na procesech vstřebávání. V absorpční zóně rhizoderm pasivně nebo aktivně absorbuje minerální živiny, v druhém případě vynakládá energii. V tomto ohledu jsou rhizodermální buňky bohaté na mitochondrie .

Velamen  je vícevrstevný rhizoderm, patří k primárním kožním tkáním a pochází z povrchové vrstvy kořenového apikálního meristému. Skládá se z dutých buněk s tenkými korkovými membránami.

Exoderm  - korková vnější vrstva primární kůry , která nahrazuje odumírající rhizoderm.

Primární kůra je tvořena parenchymem, obvykle se diferencuje na úrovni elongační zóny. Je sypký a má systém mezibuněčných prostor, po kterých podél osy kořene cirkulují plyny potřebné pro dýchání a udržování látkové výměny. U bahenních a vodních rostlin jsou mezibuněčné prostory kůry zvláště rozsáhlé. Kůra je ta část kořene, kterou aktivně prochází radiální (blízký) transport vody a rozpuštěných solí z rhizodermu do axiálního válce. V tkáních kůry probíhá aktivní syntéza metabolitů a ukládají se rezervní živiny.

Axiální válec je komplexní komplex vodivých, vzdělávacích a základních tkání.

Typy kořenových systémů

  • V systému kohoutkových kořenů je hlavní kořen vysoce vyvinutý a jasně viditelný mezi ostatními kořeny (typické pro dvouděložné ). Různé systémy kohoutkových kořenů - rozvětvený kořenový systém : sestává z několika postranních kořenů, mezi nimiž se nerozlišuje hlavní kořen; charakteristické pro stromy .
  • Ve vláknitém kořenovém systému v raných fázích vývoje hlavní kořen, tvořený zárodečným kořenem, odumírá a kořenový systém je složen z adventivních kořenů (typické pro jednoděložné rostliny ). Vláknitý kořenový systém obvykle proniká hlouběji do půdy než vláknitý kořenový systém, avšak vláknitý kořenový systém lépe omotává sousední částice půdy .

Náhodné kořeny (malé kořeny v systému kohoutkových kořenů) vyrůstají přímo ze stonku. Vyrůstají z cibule (což je speciální stonek) nebo ze zahradních řízků.

Modifikace a specializace kořenů

Kořeny některých rostlin mají sklon k metamorfóze .

Změny kořene:

  • Kořenová plodina  je zahuštěný hlavní kořen. Na tvorbě kořenové plodiny se podílí hlavní kořen a spodní část stonku. Většina kořenových rostlin jsou dvouleté . Okopaniny se skládají převážně ze zásobního základního pletiva ( tuřín , mrkev , petržel ).
  • Kořenové hlízy (kořenové šišky) se tvoří v důsledku ztluštění postranních a adventivních kořenů ( orchis , lyubka , chistyak , dahlia ). S jejich pomocí rostlina kvete rychleji.
  • Háčkové kořeny  jsou jakési adventivní kořeny. Pomocí těchto kořenů se rostlina „přilepí“ na jakoukoli oporu.
  • Stojaté kořeny  - náhodné kořeny vyčnívající z kmene pod úhlem, které po dosažení země do něj zarůstají. Někdy po čase uhnívají základy kmenů a stromy stojí jen na těchto kořenech jako na kůlech. Fungují jako opora. Kořeny mangrovníků slouží nejen k podpoře, ale také k dodatečnému přívodu vzduchu.
  • Prkenné kořeny jsou postranní kořeny, které běží na nebo nad povrchem půdy a tvoří trojúhelníkové vertikální výrůstky přiléhající ke kmeni. Charakteristické pro velké stromy tropického deštného pralesa .
  • Vzduch nebo dýchací kořeny  - plní funkci dodatečného dýchání, rostou ve vzdušné části. Absorbují dešťovou vodu a kyslík ze vzduchu . Tvoří se v mnoha tropických rostlinách , zejména v mangrovech , v podmínkách nedostatku minerálních solí v půdě tropického pralesa . Nacházejí se také v rostlinách mírného pásma . Mohou mít různé tvary: hadovité, zalomené, chřestové ( pneumatofory rostoucí svisle nahoru [6] ) [7] . Hlavním způsobem pohybu plynů v dýchacích kořenech je difúze přes lenticely a aerenchymy . V mangrovech dochází k dodatečnému zvýšení tlaku vody při přílivu, kdy jsou kořeny stlačeny a část vzduchu je vytlačena, a ke snížení tlaku vody při odlivu, kdy je vzduch nasáván do kořenů. To lze přirovnat k nádechu a výdechu u obratlovců [8] .
  • Podpůrné kořeny (sloupcové kořeny)  jsou adventivní kořeny některých tropických rostlin, které rostou na kmenech a větvích a rostou až k zemi [9] .
  • Mykorhiza  je soužití kořenů vyšších rostlin s houbovými hyfami . Při takovém oboustranně výhodném soužití, zvaném symbióza , rostlina přijímá vodu z houby s rozpuštěnými živinami a houba organické látky. Mykorhiza je charakteristická pro kořeny mnoha vyšších rostlin , zejména dřevin. Plísňové hyfy, splétající tlusté lignifikované kořeny stromů a keřů , působí jako kořenové vlásky.
  • Bakteriální noduly na kořenech vyšších rostlin  , které jsou výsledkem soužití vyšších rostlin s bakteriemi fixujícími dusík , jsou modifikované postranní kořeny přizpůsobené symbióze s bakteriemi. Bakterie pronikají kořenovým vláskem do mladých kořínků a způsobují v nich uzlíky. V tomto symbiotickém soužití bakterie přeměňují dusík ve vzduchu na minerální formu dostupnou rostlinám. A rostliny zase poskytují bakteriím speciální prostředí, ve kterém nemá konkurenci s jinými druhy půdních bakterií. Bakterie využívají i látky nacházející se v kořenech vyšších rostlin. Častěji než ostatní se na kořenech rostlin z čeledi bobovitých tvoří bakteriální uzlíky . V souvislosti s touto vlastností jsou semena luštěnin bohatá na bílkoviny a členové této rodiny jsou široce používáni při střídání plodin k obohacení půdy dusíkem.

Viz také

Poznámky

  1. ↑ Kořen // Malý encyklopedický slovník Brockhaus a Efron  : ve 4 svazcích - Petrohrad. , 1907-1909.
  2. ↑ Malamy JE Vnitřní a environmentální cesty odezvy, které regulují architekturu kořenového systému  //  Rostlina , buňka a prostředí : deník. - 2005. - Sv. 28 . - str. 67-77 . - doi : 10.1111/j.1365-3040.2005.01306.x . — PMID 16021787 .
  3. ↑ 1 2 Caldwell MM, Dawson TE, Richards JH Hydraulický výtah: důsledky odtoku vody z kořenů rostlin  // Oecologia  :  journal. - 1998. - Leden ( roč. 113 , č. 2 ). - S. 151-161 . - doi : 10.1007/s004420050363 . — . — PMID 28308192 .
  4. ↑ Gangulee HC, Das KS, Datta CT, Sen S. College Botany  . — Kalkata: New Central Book Agency. - T. 1.
  5. ↑ Dutta AC, Dutta TC BOTANY Pro vysokoškolské studenty  . — 6. — Oxford University Press .
  6. ↑ Pneumatofory // Velká sovětská encyklopedie  : [ve 30 svazcích]  / kap. vyd. A. M. Prochorov . - 3. vyd. - M  .: Sovětská encyklopedie, 1969-1978.
  7. ↑ Mangrovy // Geografie: Moderní ilustrovaná encyklopedie / Ch. vyd. A. P. Gorkin . — M .: Rosmen , 2006. — 624 s. — ISBN 5-353-02443-5 .
  8. ↑ Hogarth PJ Biologie mangrovů a mořských  tráv . - Oxford University Press , 2008. - ISBN 978-0-19-856870-4 .  (Angličtina)
  9. ↑ Pasechnik V.V. Biologie. 6. třída. - 12. vyd. - M .: Drop , 2009. - S. 106. - 304 s. — 50 000 výtisků.  - ISBN 978-5-358-06815-5 .

Literatura

  Přejděte na položku Wikidata  Tematické stránky
Slovníky a encyklopedie
V bibliografických katalozích