Gyökér

A gyökér ( lat.  radix ) magasabb edényes növények axiális, általában föld alatti vegetatív szerve , amely korlátlan hosszúságú és pozitív geotropizmussal rendelkezik . A gyökér rögzíti a növényt a talajban , és biztosítja a víz felszívódását és az oldott ásványi anyagokkal való elvezetését a szárhoz és a levelekhez [1] .

Nincsenek levelek a gyökéren, és nincsenek kloroplasztiszok a gyökérsejtekben .

A fő gyökér mellett sok növénynek van oldalsó és járulékos gyökere is . A növény összes gyökerének összességét nevezzük gyökérrendszernek . Abban az esetben, ha a fő gyökér kissé kifejeződik, és a járulékos gyökerek jelentősen kifejeződnek, a gyökérrendszert rostosnak nevezzük . Ha a fő gyökér jelentősen kifejeződik, a gyökérrendszert pivotal -nak nevezzük .

Egyes növények tartalék tápanyagokat raknak le a gyökérben, az ilyen képződményeket gyökérnövényeknek nevezzük .

A gyökér alapvető funkciói

Sok növényben a gyökerek speciális funkciókat látnak el ( léggyökerek , szívógyökerek).

A gyökér eredete

Az első szárazföldre került növények testét még nem bontották fel hajtásokra és gyökerekre. Ágakból állt, amelyek egy része függőlegesen emelkedett, míg mások a talajhoz nyomódva vették fel a vizet és a tápanyagokat. A primitív szerkezet ellenére ezek a növények vízzel és tápanyagokkal voltak ellátva, mivel kis méretűek voltak, és víz közelében éltek.

A további fejlődés során egyes ágak mélyebbre hatoltak a talajba, és tökéletesebb talajtáplálkozáshoz alkalmazkodó gyökereket hoztak létre. Ezt szerkezetük mélyreható átalakulása és speciális szövetek megjelenése kísérte . A gyökeresedés jelentős evolúciós vívmány volt, amely lehetővé tette a növényeknek, hogy felvegyék a szárazabb talajt , és nagy hajtásokat hozzanak, amelyek a fényre emelkedtek. Például a bryofitáknak nincs valódi gyökere, vegetatív testük kicsi - akár 30 cm, a mohák nedves helyeken élnek. A páfrányokban valódi gyökerek jelennek meg, ami a vegetatív test méretének növekedéséhez és e csoport virágzásához vezet a karbon időszakban .

A gyökerek szerkezetének jellemzői

Egy növény gyökereinek halmazát gyökérrendszernek nevezzük. A gyökérrendszer összetétele különféle természetű gyökereket tartalmaz. Megkülönböztetni:

A főgyökér a csíragyökérből fejlődik ki . Az oldalgyökerek bármely gyökéren előfordulnak oldalágként. Járulékos gyökereket a hajtás és részei képeznek.

A legegyszerűbb formájában a "gyökér architektúra" kifejezés a növény gyökérrendszerének térbeli konfigurációjára utal. Ez a rendszer rendkívül összetett lehet, és számos tényezőtől függ, például magának a növénynek a fajtájától, a talaj összetételétől és a tápanyagok elérhetőségétől [2] . A gyökérrendszerek konfigurációja a növény szerkezeti támogatását, más növényekkel való versenyt és tápanyag felvételét szolgálja a talajból [3] . A gyökerek bizonyos feltételekre nőnek, amelyek megváltoztatása megakadályozhatja a növény növekedését. Például előfordulhat, hogy a száraz talajban kifejlődött gyökérrendszer nem olyan hatékony elárasztott talajban, de a növények képesek alkalmazkodni más környezeti változásokhoz, például a szezonális változásokhoz [3] .

A gyökér részei

A gyökér különböző részei különböző funkciókat látnak el, és eltérő megjelenésűek. Ezeket a részeket zónáknak nevezzük.

Az egyik zónából a másikba való átmenet fokozatos és feltételes.

A fiatal gyökérvég zónái

A gyökér hegyét kívülről mindig gyökérsapka borítja, amely védi a merisztéma finom sejtjeit. A tok élő sejtekből áll, amelyeket folyamatosan frissítenek. A gyökérsapka sejtjei nyálkát választanak ki, amely beborítja a fiatal gyökér felszínét. A nyálkának köszönhetően csökken a talaj súrlódása, részecskéi könnyen megtapadnak a gyökérvégeken és a gyökérszőrökön. Ritka esetekben a gyökerekből nincs gyökérsapka ( vízinövények , egyes parazita növények ). A sapka alatt egy osztózóna található, amelyet egy oktatási szövet - a merisztéma - képvisel. Ha ez az apikális merisztéma izolált, és csak gyökérsapkasejteket képez (mint a legtöbb egyszikűnél ), kaliptrogénnek nevezik . A legtöbb kétszikűnél a gyökércsúcs merisztémás szövete egyesül a merisztémával, amely a felszívódási zónát képezi, és ezt dermatocalyptrogénnek nevezik.

Az osztódási zóna sejtjei vékony falúak és citoplazmával vannak feltöltve, vakuolák nincsenek. Az osztódási zóna élő gyökéren sárgás színe alapján megkülönböztethető, hossza kb. 1 mm. Az osztási zónát követi a nyújtási zóna. Hossza is kicsi: csak néhány milliméter, világos színe különbözteti meg, és mintegy átlátszó. Az elongációs zóna sejtjei már nem osztódnak, hanem képesek hosszirányban nyújtózkodni, mélyen a talajba nyomva a gyökérvégződést. A növekedési zónán belül a sejtek szövetekre osztódnak.

A nyúlási zóna vége jól látható számos gyökérszőr megjelenésével. A szívózónában a gyökérszőrök találhatók, melynek funkciója a nevéből is egyértelmű. Hossza néhány millimétertől néhány centiméterig terjed. A növekedési zónával ellentétben ennek a zónának egyes részei már nem mozdulnak el a talajrészecskékhez képest. A fiatal gyökerek a víz és a tápanyagok nagy részét a gyökérszőrszálak segítségével veszik fel - a felszíni szövetsejtek kinövései. Növelik a gyökér szívófelületét, anyagcseretermékeket választanak ki; közvetlenül a gyökérsapka felett található. Együtt fehér pihe benyomását keltik a gyökér körül. A talajból most kivett növényen mindig láthatók a gyökérszőrökön megtapadt földcsomók. Protoplazmaréteget, sejtmagot, nagy vakuót tartalmaznak; vékony héjuk, amely könnyen átereszti a vizet, szorosan tapad a talaj csomóihoz. A gyökérszőrök különféle anyagokat bocsátanak ki a talajba. A hossza a különböző növényfajtáknál 0,06 és 10 mm között változik. A talaj nedvességtartalmának növekedésével a képződés lelassul; nagyon száraz talajban nem alakulnak ki. A gyökérszőrök kis papillák formájában jelennek meg - a sejtek kinövése. Egy bizonyos idő elteltével a gyökérszőr elhal. Várható élettartama nem haladja meg a 10-20 napot

A szívózóna felett, ahol a gyökérszőrök eltűnnek, kezdődik a vezetési zóna. Ezen a gyökérrészen keresztül a gyökérszőrök által felszívott víz és ásványi sók oldata eljut a növény fedő szakaszaihoz.

A gyökér anatómiai felépítése

A növekedési zónában a sejtek szövetekké kezdenek differenciálódni, az abszorpciós és vezetési zónában pedig vezető szövetek képződnek, amelyek biztosítják a tápoldatok feljutását a növény légi részébe. A gyökerek talán legszembetűnőbb tulajdonsága, ami megkülönbözteti őket más növényi szervektől, például a szár ágaitól és leveleitől, hogy a gyökerek endogén eredetűek [4] , vagyis az anyai tengely belső rétegéből származnak és fejlődnek ki, mint pl. periciklus [5] . A szárágak és a levelek ezzel szemben exogének , vagyis a kéregből, a külső rétegből kezdenek fejlődni.

A sejtek tömege már a gyökérnövekedési zóna legelején három zónára differenciálódik: a rhizodermára, a kéregre és az axiális hengerre.

Epiblema vagy rhizoderma  - integumentary szövet, amelyet a fiatal gyökérvégződések külső része borít. Gyökérszőrszálakat tartalmaz, és részt vesz a felszívódási folyamatokban. Az abszorpciós zónában a rizoderma passzívan vagy aktívan szívja fel az ásványi tápanyagokat, ez utóbbi esetben energiát költ. Ebben a tekintetben a rizodermális sejtek mitokondriumokban gazdagok .

A Velamen  egy többrétegű rizoderma, amely az elsődleges integumentáris szövetekhez tartozik, és a gyökércsúcs merisztéma felszíni rétegéből származik. Vékony parafa membránnal ellátott üreges sejtekből áll.

Exoderm - az elsődleges kéreg dugós  külső rétege, amely a haldokló rizodermát helyettesíti.

Az elsődleges kéreget a parenchyma alkotja, általában az elongációs zóna szintjén differenciálódik. Laza, sejtközi térrendszerrel rendelkezik, amelyek mentén a gyökértengely mentén keringenek a légzéshez és az anyagcsere fenntartásához szükséges gázok. A mocsári és vízi növényekben a kéreg sejtközi terei különösen kiterjedtek. A kéreg a gyökér azon része, amelyen keresztül a víz és az oldott sók sugárirányú (közel) szállítása a rizodermából az axiális hengerbe aktívan áthalad. A kéreg szöveteiben metabolitok aktív szintézise zajlik, és tartalék tápanyagok rakódnak le.

Az axiális henger vezetőképes, oktatási és alapszövetek komplex komplexuma.

A gyökérrendszerek típusai

  • A csapgyökérrendszerben a fő gyökér nagyon fejlett és jól látható a többi gyökér között (a kétszikűekre jellemző ). Különféle csapgyökérrendszer - elágazó gyökérrendszer : több oldalsó gyökérből áll, amelyek között a fő gyökér nem különbözik; fákra jellemző .
  • A rostos gyökérrendszerben a fejlődés korai szakaszában a csíragyökér által alkotott fő gyökér elhal, és a gyökérrendszer járulékos gyökerekből áll (jellemző az egyszikűekre ). A csapgyökérrendszer általában mélyebben hatol be a talajba, mint a rostos gyökérrendszer, azonban a rostos gyökérrendszer jobban befonja a szomszédos talajrészecskéket .

A járulékos gyökerek (a csapgyökérrendszerben lévő kis gyökerek) közvetlenül a szárból nőnek ki. Hagymából (ami egy speciális szár) vagy kerti dugványokból nőnek .

A gyökerek módosításai és specializációja

Egyes növények gyökerei hajlamosak a metamorfózisra .

Gyökér változások:

  • A gyökérnövény  egy megvastagodott főgyökér. A gyökértermés kialakításában a fő gyökér és a szár alsó része vesz részt. A legtöbb gyökérnövény kétéves . A gyökérnövények főként tároló alapszövetből állnak ( répa , sárgarépa , petrezselyem ).
  • A gyökérgumók (gyökérkúpok) az oldalsó és járulékos gyökerek ( orchis , lyubka , chistyak , dália )megvastagodásának eredményeként jönnek létreSegítségükkel a növény gyorsabban virágzik.
  • A horoggyökerek  egyfajta járulékos gyökerek. Ezeknek a gyökereknek a segítségével a növény "ragad" bármilyen támasztékhoz.
  • Gömbgyökerek  - a törzsből ferdén kinyúló járulékos gyökerek, amelyek a talajt elérve belenőnek. Néha idővel a törzsek töve elkorhad, és a fák csak ezeken a gyökereken állnak, mint a gólyalábakon. Támaszként működnek. A mangrove fák száras gyökerei nem csak a támogatást, hanem a további levegőellátást is szolgálják.
  • A deszkagyökerek oldalsó gyökerek, amelyek a talaj felszínén vagy felett futnak, és a törzs mellett háromszög alakú függőleges kinövéseket képeznek. A trópusi esőerdő nagy fáira jellemző.
  • Levegő , vagy légzőgyökerek  - ellátják a kiegészítő légzés funkcióját, nőnek a légi részben. Felszívják a levegőből esővizet és oxigént . Számos trópusi növényben képződnek , különösen a mangrove -ban, olyan körülmények között, amikor a trópusi erdők talajában hiányoznak az ásványi sók. A mérsékelt égöv növényeiben is megtalálhatók. Különböző formájúak lehetnek: szerpentin, hajtókar, spárga ( függőlegesen felfelé növekvő pneumatoforok [6] ) [7] . A gázok fő mozgási módja a légzőgyökerekben a lencséken és aerenchymán keresztül történő diffúzió . A mangrovákban a víznyomás további növekedése dagálykor, amikor a gyökerek összenyomódnak, és a levegő egy része kinyomódik, és a víznyomás csökkenése apálykor, amikor a levegőt beszívják a gyökerekbe. Ez összehasonlítható a gerincesek be- és kilégzésével [8] .
  • A támasztógyökerek (oszlopgyökerek)  egyes trópusi növények járulékos gyökerei, amelyek törzseken és ágakon nőnek, és a földig nőnek [9] .
  • A mikorrhiza  magasabb rendű növények gyökereinek gombahifákkal való együttélése . Egy ilyen, kölcsönösen előnyös együttélés, az úgynevezett szimbiózis , a növény vizet kap a gombától a benne oldott tápanyagokkal, a gomba pedig szerves anyagokat. A mikorrhiza számos magasabb rendű növény gyökerére jellemző , különösen a fás szárúak. A fák és cserjék vastag, lignifikált gyökereit fonó gombás hifákgyökérszőrként működnek.
  • A magasabbrendű növények gyökerein lévő bakteriális csomók, amelyek a magasabb rendű növények és a nitrogénkötő baktériumok  együttélése eredménye, módosított oldalgyökerek, amelyek alkalmazkodnak a baktériumokkal való szimbiózishoz. A baktériumok behatolnak a gyökérszőrökbe a fiatal gyökerekbe, és csomókat képeznek. Ebben a szimbiotikus együttélésben a baktériumok a levegőben lévő nitrogént a növények számára elérhető ásványi formává alakítják át. A növények pedig olyan különleges élőhelyet biztosítanak a baktériumoknak, ahol nincs verseny más típusú talajbaktériumokkal. A baktériumok a magasabb rendű növények gyökereiben található anyagokat is felhasználják. Másoknál gyakrabban képződnek bakteriális csomók a hüvelyesek családjába tartozó növények gyökerein . Ezzel kapcsolatban a hüvelyes magvak fehérjében gazdagok , és a család tagjait széles körben használják vetésforgóban a talaj nitrogénnel való gazdagítására.

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ Gyökér // Brockhaus és Efron kis enciklopédikus szótára  : 4 kötetben - Szentpétervár. , 1907-1909.
  2. ↑ Malamy JE A gyökérrendszer architektúráját szabályozó belső és környezeti válaszutak  //  Plant , Cell & Environment : folyóirat. - 2005. - 20. évf. 28 . - 67-77 . o . - doi : 10.1111/j.1365-3040.2005.01306.x . — PMID 16021787 .
  3. ↑ 1 2 Caldwell MM, Dawson TE, Richards JH Hidraulikus lift: a növények gyökereiből származó víz kiáramlásának következményei  // Oecologia  :  Journal. - 1998. - január ( 113. évf. , 2. sz.). - 151-161 . o . - doi : 10.1007/s004420050363 . — . — PMID 28308192 .
  4. ↑ Gangulee HC, Das KS, Datta CT, Sen S. College Botany  . — Kalkutta: Új Központi Könyvügynökség. - T. 1.
  5. ↑ Dutta AC, Dutta TC BOTANY Diplomás hallgatóknak  . — 6. — Oxford University Press .
  6. ↑ Pneumatoforok // Nagy Szovjet Enciklopédia  : [30 kötetben]  / ch. szerk. A. M. Prohorov . - 3. kiadás - M .  : Szovjet Enciklopédia, 1969-1978.
  7. ↑ Mangrove // ​​Földrajz: Modern Illustrated Encyclopedia / Ch. szerk. A. P. Gorkin . — M .: Rosmen , 2006. — 624 p. — ISBN 5-353-02443-5 .
  8. ↑ Hogarth PJ The Biology of Mangrove and Seagrasses  . - Oxford University Press , 2008. - ISBN 978-0-19-856870-4 .  (Angol)
  9. ↑ Pasechnik V.V. Biológia. 6. osztály. - 12. kiadás - M .: Túzok , 2009. - S. 106. - 304 p. — 50.000 példány.  - ISBN 978-5-358-06815-5 .

Irodalom

  Ugrás a Wikidata elemre  Tematikus oldalak
Szótárak és enciklopédiák
Bibliográfiai katalógusokban