Будова та функції кореневих волосків. Кореневі волоски

Як глибоко залягають у землі кореневі системи рослин? Глибина залягання кореневих систем залежить від довкілля рослини. У лісовій зоні на підзолистих грунтах, що погано аеруються, коренева система на 90 відсотків зосереджена в поверхневому шарі (10–15 сантиметрів). У

До категорії: Анатомія рослин

Корінь

Корінь служить для закріплення рослини у ґрунті, поглинання з неї води з розчиненими мінеральними речовинамита передачі їх у надземні органи.

У ксилемі кореня починається висхідний струм речовин, у флоемі закінчується низхідний струм, яким у корінь з пагона надходять органічні речовини.

Функцію поглинання виконує епіблема, або Р з одерма, - тканина з кореневими волосками, розташована на поверхні кореня. Опорну роль відіграють елементи ксилеми, що одеревіли, волокна флоеми, а також механічна тканина, що зустрічається у деяких рослин в центрі кореня. Центральним розташуванням механічної тканини обумовлено опір кореня розтягування. У стеблі, що піддається вигину, механічна тканина зміщена до периферії.

Коріння може виконувати також функції запасу поживних речовинта виділення продуктів клітинного метаболізму. Нерідко запасні речовини відкладаються в великих кількостях, особливо в соковитих «коренеплодах» та кореневих шишках. В даний час встановлено важлива ролькореня утворенні амінокислот, ферментів, у синтезі низки специфічних речовин, зокрема алкалоїдів.

У зв'язку з екологічними особливостямиу деяких рослин коріння розвивається не в грунті, а в повітряному або водному середовищі(Повітряні, асимілюючі коріння епіфітів, пневматофори водних або болотних рослин і т. д.). Від типового коріння вони відрізняються деякими анатомічними особливостями пристосувального характеру.

Зростання кореня в довжину, як і зростання пагона, здійснюється діяльністю верхівкової (апікальної) меристеми, розташованої на кінці кореня. Меристема, що становить апекс кореня, зовні прикрита захисним пристроєм - кореневим чохликом.

Особливості будови кінчика кореня та послідовне диференціювання меристематичних клітин у клітини постійних тканин найзручніше вивчати на молодому корінні проростків хлібних злаків (пшениця, жито, овес, просо та ін.).

Молодий корінь м'якої пшениці (Triticum aestivum L.)

Для вивчення будови закінчення кореня придатні тонкі живі коріння сходів, які можна розглядати на тотальних препаратах, тобто цілком.

Зернівки пророщують у чашках Петрі. На дно чашки кладуть два-три шари фільтрувального паперу, рясно змоченою водою, і розкладають на ній зернівки. Потім чашку покривають кришкою, також вистеленої зсередини зволоженим фільтрувальним папером, і ставлять в тепле місце. Через два - чотири дні зернівки утворюють коріння довжиною до 1,5-2 см. Відрізаний скальпелем корінь кладуть у велику краплю води на предметне< стекло и осторожно, чтобы не раздавить, накрывают покровным стеклом. Корни можно положить также в каплю хлоралгидрата, жавелевой воды или водного раствора едкого кали, которые просветляют объект.

Вже неозброєним оком видно, що кінчик корпячи гладкий, загострений. На відміну від стебла на ньому немає зачатків листя. Кореневі волоски у вигляді маленьких горбків або сосочків помітні на відстані 1-2 мм від кінчика. До основи кореня довжина волосків поступово зростає.

При малому збільшенні мікроскопа можна побачити, що у кінчику кореня перебуває кореневий чохлик довжиною близько 0,2 мм. Він має вигляд ковпачка, в основу якого занурена тупозакругленою вершиною апікальна меристема. Кореневий чохлик є пристосуванням до підземного існування і до зростання в щільному середовищі. Він виникає на ранніх стадіяхрозвитку кореня і зберігається протягом усього його життя, захищаючи меристему від механічних пошкоджень ґрунтовими частинками та полегшуючи просування кінчика кореня у ґрунті. Крім того, він має геотропічну реакцію. Чехлик складається з живих паренхімних клітин, які містять цитоплазму, ядро, амілопласти з крохмальними зернами, мають тонкі, легко ослизняються оболонки. Клітини чохлика неоднакові за величиною та формою. Найкращі внутрішні клітини- дрібні, ізо-діаметрічні, периферичні-більші, довгасті. Оболонки і вміст зовнішніх клітин поступово ослизняются, клітини роз'єднуються. При терті про частинки ґрунту ці клітини легко відокремлюються від поверхні чохлика, утворюючи «м'яку підстилку» на шляху кореня, що росте.

Зовнішні клітини чохлика, що відокремлюються, добре видно на препараті. Вони мають тонкий поважний шар цитоплазми, ядро ​​та великі вакуолі.

Апікальна меристема, що становить зону поділу кореня, складена дрібними ізодіаметричними тонкостінними клітинами, заповненими рясною цитоплазмою без помітних вакуолей. Клітини розташовуються поздовжніми рядами (колонками). Таку меристему зазвичай називають колончастою.

Рис. 1. Корінь проростка пшениці (тотальний препарат). А-схема будови кореня; Б – периферичні клітини окремих зон при великому збільшенні: к. чх. - кореневий чохлик, кл - калітроген, з. д. - зона поділу, Р - зона розтягування, з. пг. - Зона поглинання, з. п. – зона проведення, к. в. - кореневі волоски

В апікальній меристемі поблизу кореневого чохлика можна виділити групу ініціальних клітин, розташованих у три яруси. Клітини нижнього (зовнішнього) ярусу дають початок калітрогену, який на препаратах має вигляд вузької світлої зони. Каліптроген, характерний для злаків та осок, утворює нові клітини чохлика, що заміняють втрачені. Похідні клітин середнього ярусу диференціюються у тканині первинної кори. Клітини, що виникають із внутрішніх ініціалей, становлять центральний циліндр.

На деякій відстані від кореневого чохлика можна розрізнити широку зону майбутніх епіблем і первинної кори і вужчу зону центрального циліндра.

У внутрішній частині зовнішньої зони між вертикальними рядами клітин нерідко утворюються міжклітини, заповнені повітрям. На препараті вони мають вигляд темних поздовжніх смуг, що починаються майже у кінчика кореня. Зона центрального циліндра щільніша, без міжклітинників.

З відривом 1,5-2 мм від вершини кореня поділу клітин поступово припиняються. Клітини сильно подовжуються, у них з'являються великі вакуолі. Внаслідок витягування клітин у поздовжньому напрямку здійснюється зростання кореня в довжину та просування його у ґрунті. У цій зоні, яка називається зоною розтягування або зоною зростання, корінь більш прозорий, ніж у зоні поділу. Це дозволяє при великому збільшенні мікроскопа помітити в центрі кореня подовжені клітини прокамбію і перші сформовані провідні елементи флоеми та ксилеми. На поверхні кореня можна бачити вакуолізуватися, що почали витягнуті в довжину клітини одношарової епіблеми з тонкими оболонками без кутикули, легко проникними для води і водних розчинів.

Вище зони розтягування приблизно 2-3 мм від кінчика кореня деякі клітини епіблеми утворюють невеликі бічні виступи, в які переміщаються ядра клітин, що стимулюють їх верхівковий ріст. У кожній клітці на кінці, зверненому до кінчика кореня, пікає по одному виросту. Подовжуючись, вони перетворюються на циліндричні кореневі волоски із закругленою верхівкою. Волосок не відокремлюється перегородкою від клітини, що утворила його, а являє собою частину її. Він містить тонкий постінне шар цитоплазми, більш щільної на верхівці волоска, ядро ​​і велику центральну вакуоль. Тонка ніжна оболонка легко розтягується при зростанні волоска завдовжки. На кінці вона часто ослизняется, склеюючи волосок з грудочкою грунту. При великому збільшенні мікроскопа, роздавивши корінь, можна знайти всі послідовні стадії формування кореневих волосків. Вони розвиваються акропетально. Чим більше віддалений волосок від кінчика кореня, тим він старший і довший.

Зона, що несе кореневі волоски, називається зоною поглинання та диференціації постійних тканин.

Кореневі волоски зазвичай недовговічні, більш старих частинах кореня вони відмирають. У міру зростання кореня поблизу його кінчика з'являються нові волоски. Таким чином, зона поглинання постійно видаляється від основи кореня.

Хоча зона з кореневими волосками по протяжності мала (1-1,5 см), вона є фізіологічно дуже важливою частиною кореня. Клітини епіблеми поглинають водні розчинивсією поверхнею зовнішніх стін. Розвиток кореневих волосків у багато разів збільшує поверхню поглинання.

Поглинені епіблемою вода та мінеральні солі пересуваються через первинну кору в центральний циліндр, який на рівні зони поглинання має повністю сформовані провідні тканини.

Зона поглинання поступово перетворюється на зону проведення. На препаратах, просвітлених хлоралгідратом, жалівовою водою або їдким калі, в центральній частині кореня можна бачити тяжи провідних елементів ксилеми зі спіральними потовщеннями вторинної оболонки або з дрібними облямованими порами.

Завдання.
1. При малому збільшенні мікроскопа замалювати схему будови кореня, відзначивши: а) кореневий чохлик з клітинами, що злущуються, і калітроген; б) вертикальні топографічні зони: розподілу, розтягування, поглинання, проведення.
2. При великому збільшенні мікроскопа, роздавивши корінь, замалювати кілька клітин епіблеми з кореневими волосками різних стадіяхрозвитку.

В якості додаткового матеріалуможуть бути використані молоді корені кукурудзи (Zea mays L.), епіблема яких складається з двох типів клітин: дрібних, що утворюють кореневі волоски (трихобласти) і більших, що не несуть волосків (атрихобласти).

Корінь- Основний орган вищої рослини. Залежно від типу рослини коренева системаможе бути різної довжини. Незалежно від фізичного розміру рослини, коріннявиконують три основні функції:

1 - поглинання води та поживних речовин,
2 - зберігання « будівельних матеріалів» рослини,
3 - фізична підтримка рослини над землею.

Через коріньрослини поглинають із ґрунту воду, іони мінеральних солей, які взаємодіють з продуктами фотосинтезу, що притікають з листя, утворюючи ряд органічних сполук— продуктів первинного та вторинного метаболізму. Під дією кореневого тиску та транспірації іони та органічні молекули пересуваються по судинах ксилеми у стебло та листя. У коренях здійснюється також біосинтез ряду вторинних метаболітів, зокрема алкалоїдів. Звідси з кореня рухаються деякі гормони (особливо цитокинини і гібереліни), синтезовані в меристематичних зонах коренів і необхідні зростання і розвитку надземних частин рослин.

Крім найголовніших, коріньнерідко набуває й інших функцій, оскільки здатний до метаморфоз. Іноді корінь виконує роль дихального органу, взаємодіє з корінням інших рослин, мікроорганізмами та грибами, що знаходяться у ґрунті.

Корінь- осьовий орган, що має більш-менш циліндричну форму і має радіальну симетрію. Він здатний до зростання доти, доки зберігається апікальна (верхівкова) меристема. Морфологічно коріньвідрізняється від втечі тим, що на ньому ніколи не виникає листя, а апікальна меристема покрита так званим кореневим чохликом.
Подібно до втечі, корінь здатний до розгалуження. В результаті утворюється коренева система, під якою розуміють сукупність корінняоднієї рослини.

Перший коріньнасіннєвої рослини розвивається із зародкового корінця. Він називається головним. У дводольних і голонасінних від головного кореня відходять бічні корені першого порядку, що у свою чергу дають початок бічним корінням другого порядку і т. д. У результаті формується стрижневий або його різновид — гілляста коренева система.

У вищих спорових рослин — плаунів, хвощів, папоротей. головний корінь взагалі не утворюється і з самого початку формуються лише придаткові корені.

Корінь, як і втеча, має необмежене зростання. Росте він меристематичною верхівкою, яка захищена кореневим чохликом.

(hsimage||center)

Зони молодого кореня. Різні частини кореня виконують різні функції і характеризуються певними морфологічними особливостями. Ці частини отримали назву зон (див. рисунок). Кінчик кореня зовні завжди прикритий кореневим чохликом, що захищає апікальну меристему. Клітини кореневого чохлика продукують слиз, що покриває поверхню молодого кореня. Завдяки слизу знижується тертя про субстрат, і його частинки легко прилипають до кореневих закінчень та кореневих волосків. Кореневий чохлик виконує й іншу важливу функцію, контролюючи, зокрема, реакцію кореня на гравітацію (позитивний геотропізм)

Під чохликом розташовується зона поділупредставлена ​​меристематичною верхівкою кореня, його апексом. Внаслідок активності апікальної меристеми формуються всі інші зони та тканини кореня. Клітини, що діляться, зосереджені в зоні поділу, що має розміри близько 1 мм. Ця частина молодого кореня помітно відрізняється від інших зон своїм жовтим забарвленням.

Слідом за зоною поділу розташовується зона розтягування (зростання). Вона також невелика по протяжності (кілька міліметрів), виділяється світлим забарвленням і прозора. Клітини цієї зони практично не діляться, але здатні розтягуватися в поздовжньому напрямку, проштовхуючи кореневе закінчення вглиб субстрату. Вони характеризуються високим тургором, що сприяє активному розсуванню частинок ґрунту. У межах зони зростання відбувається диференціація первинних провідних тканин.

Закінчення зони зростання помітно з появою на епіблемі численних кореневих волосків. Кореневі волоски розташовуються в зоні всмоктування, функція якої зрозуміла з її назви На корені вона займає ділянку від кількох міліметрів до кількох сантиметрів. На відміну від зони зростання ділянки цієї зони не зміщуються щодо частинок субстрату.

Основну масу води та розчинів солей молоде коріння засвоює в зоні всмоктування за допомогою кореневих волосків.

Вище зони всмоктування, там, де зникають кореневі волоски, починається зона проведення. Будова цієї зони на різних її ділянках неоднакова. З цієї частини кореня вода і розчини солей, поглинені кореневими волосками, транспортуються у органи рослини.

Рослини, що вирощуються аеропонічно, мають коріння, яке фактично знаходиться в повітряному середовищі! Аеропоніка вчить нас тому, що рослини можуть нормально рости, навіть якщо його коріння знаходиться на світлі, але за умови 100% відносної вологості.

Однак вплив світла призводить до появи водоростей. Водорості з'являються у вигляді зеленого або коричневого слизу на коренях, стінках контейнера та в трубах. Деякі дослідження показали, що рослини страждають, коли їх коріння піддається впливу світла, проте це, найімовірніше, пояснюється впливом на коріння водоростей, що з'являються. Водорості є конкурентом для рослин як за воду та харчування, так і за кисень. Щоб захистити себе від цієї неприємності, рекомендується використовувати непрозорі контейнери, труби та резервуари для будь-яких гідропонічних систем. Темні кольори, такі як темно-зелений, темно-синій та чорний, найкраще при захисті від прямого світла.

Також слід пам'ятати, що коріння рослини дуже ніжне і його дуже легко можна пошкодити, навіть торкнувшись рукою. На якомусь етапі вам необхідно буде пересадити вашу розсаду або живці у ваш гідропонний сад. Будьте дуже терплячі і ніжні, коріння завжди має бути зволожене. Можливо коріння при зростанні може почати перешкоджати нормальному омиванню або дренажу в системі, у вас не буде інших варіантів, крім як поправити їх становище - ви можете їх випадково пошкодити, якщо не обережні.

Вкрай важливо постійно підтримувати достатню вологість кореневої системи рослини. Низька вологість може спричинити пересихання і загибель коріння буде неминуча. Також пам'ятайте, що не можна залишати коріння зануреним у стоячу воду, оскільки вони можуть загинути від нестачі кисню. Загибель кореня можна побачити, якщо він висох, зморщений, іноді починається гнилизна. Якщо коріння рослини загине, шансу повернути його до життя вже не буде. Якщо пошкодження коріння є серйозним, ви ризикуєте втратити врожай.