Зоны молодого корневого окончания

Корень

Корень — основной вегетативный орган растения, выполняющий в типичном случае функцию почвенного питания. Корень — осевой орган, обладающий радиальной симметрией и неопределенно долго нарастающий в длину благодаря деятельности апикальной меристемы. От побега он морфологически отличается тем, что на нем никогда не возникают листья, а апикальная меристема всегда прикрыта чехликом.

Функции. Кроме главной функции поглощения веществ из почвы, корни выполняют и другие функции:

• корни укрепляют («заякоривают») растения в почве, делают возможным вертикальный рост и вынесение побегов вверх;

• в корнях синтезируются различные вещества (многие аминокислоты, гормоны, алкалоиды и пр.), которые затем передвигаются в другие органы растения;

• в корнях могут откладываться запасные вещества;

• корни взаимодействуют с корнями других растений, микроорганизмами, грибами, обитающими в почве.

Перечисленные функции присущи большинству нормально развитых корней. У многих растений корни выполняют особые функции.

Эволюционное возникновение корня. Тело риниофитов еще не было расчленено на побеги и корни. Оно состояло из осевых органов, которые нарастали в длину с помощью апикальных меристем и ветвились дихотомически. Одни из ответвлений поднимались вертикально, а другие прижимались к почве и поглощали воду и минеральные соли. Несмотря на примитивное строение, эти растения были обеспечены водой, так как имели небольшие размеры, жили у воды и в воде, а климат был влажным.

В ходе дальнейшей эволюции некоторые ответвления стали углубляться в почву и дали начало корням, приспособленным к более совершенному почвенному питанию. Возникновение корней как специализированных органов почвенного питания сопровождалось глубокой перестройкой их структуры и появлением специализированных тканей.

Функцию поглощения веществ из почвы приняли на себя молодые окончания, сохраняющие на поверхности жизнедеятельные клетки. Эти клетки образовали важнейшую в функциональном отношении ткань - ризодерму.

Общая поглощающая поверхность корней увеличилась благодаря: а) обильному ветвлению и образованию большого числа всасывающих окончаний; б) постоянному нарастанию корней и передвижению всасывающих окончаний в новые участки почвы; в) образованию корневых волосков; г) образованию новых придаточных корней.

Защиту апикальной меристемы от повреждений при нарастании корней в плотной почве обеспечило возникновение корневого чехлика.

Образование корней было крупным эволюционным достижением, благодаря которому растения смогли осваивать более сухие почвы и образовывать крупные побеги, поднятые вверх, к свету.

Зоны молодого корня:

1 - деления; 2 - растяжения; 3 - поглощения; 4 - проведения; А - незначительное поглощение; Б, Г - слабое поглощение; В - быстрое поглощение; Мкс - метаксилема; Мф - метафлоэма; Пкс - протоксилема; Пф - протофлоэма; Ч - чехлик

Нежные клетки апикальной меристемы, словно живым наперстком, всегда прикрыты чехликом. Лишь в редчайших случаях (у некоторых водных растений и паразитов) чехлик отсутствует. Чехлик состоит из живых клеток и постоянно обновляется: по мере того как с его поверхности слущиваются старые клетки, на смену им, изнутри, апикальная меристема образует новые молодые клетки.

Слущивание наружных клеток чехлика нельзя представлять как результат простого механического стирания их по мере продвижения среди твердых частиц почвы. Наружные клетки отслаиваются от поверхности чехлика еще будучи живыми. Они продуцируют обильную слизь, которая облегчает продвижение корня в почве. Центральная (осевая) часть чехлика составляет так называемую колумеллу (колонку), в клетках которой содержится много зерен оберегаемого крахмала. Предполагают, что эти зерна служат статолитами (греч. statos — стоящий и lithos — камень), т.е. способны перемещаться в клетке при изменении положения кончика корня в пространстве, благодаря чему корень изгибается и растет в прежнем направлении.

Под чехликом находится зона деления, клетки которой имеют характер меристемы. Почти все делящиеся клетки сосредоточены в этой зоне, имеющей длину менее 1 мм. Зону деления часто можно отличить на живом корешке по желтоватой окраске, зависящей от того, что клетки меристемы заполнены цитоплазмой и не имеют заметных вакуолей.

Вслед за этой зоной корень остается гладким, но становится светлым и как бы прозрачным. Это — зона растяжения. В этой зоне клетки сильно увеличиваются в продольном направлении (вдоль оси корня), однако клеточные деления уже почти отсутствуют и объем корня увеличивается за счет общего растяжения клеток в результате обводнения и появления больших вакуолей. Растущий корень упругим кончиком (находящимся в состоянии тургора) с большой силой проталкивается между частичками почвы. Протяженность зоны растяжения обычно невелика и не превышает нескольких миллиметров.

Клетки, оказавшиеся в конце зоны растяжения, резко прекращают растяжение и уже более не смещаются относительно частиц почвы. Теперь на ризодерме возникают многочисленные корневые волоски, плотно охватывающие частицы почвы и как бы срастающиеся с ними. Зону корня, несущую волоски, называют зоной поглощения или всасывания.

Прямые опыты показали, что подавляющую массу воды и солей молодые корни воспринимают именно в этой зоне. Зона поглощения имеет протяжение до нескольких сантиметров.

Рано или поздно корневые волоски вместе с клетками ризодермы, образовавшими их, погибают. На смену ризодерме формируется другая покровная ткань — экзодерма, которая защищает живые ткани корня в зоне проведения.

Клетки зоны поглощения, как сказано, не могут передвигаться в почве, так как в этой зоне продольное растяжение корня прекратилось, а корневые волоски срослись с частицами почвы. Тем не менее зона поглощения непрерывно передвигается в почве по мере нарастания корневого окончания. Это объясняется непрерывным включением в нее новых молодых клеток со стороны зоны растяжения и одновременным исключением клеток, стареющих и переходящих в состав зоны проведения. Таким образом, всасывающий аппарат молодого корневого окончания — подвижное образование, непрерывно передвигающееся в почве.

Так же закономерно в определенной последовательности возникают в корневом окончании внутренние ткани.

Дата добавления: 2015-05-08