Корневой волосок это часть корня в которой находятся сосуды

Сложные реакции обмена веществ у растений объясняются особым строением частей их тела: корня, стебля, листьев, называемых вегетативными органами. Они отвечают за процессы фотосинтеза, транспирации, осмоса. В данной работе мы изучим строение и функции таких элементов растений, как корневые волоски. Это важные структуры, определяющие всасывание воды и минеральных солей из почвы.

Корень – вегетативный орган семенных растений

Подземная часть голосеменных и цветковых растений представлена двумя типами корневой системы: стержневой и мочковатой. Они состоят из главного, боковых, придаточных (у однодольных растений) корней и большого количества мелких структур, имеющих название – корневые волоски.

Это выросты, представленные единичными клетками эпиблемы (ризодермы). Они носят название “трихобласты”. Являясь опорой и выполняя функции запасания органических веществ, всасывания и размножения ( так называемые корневые отпрыски у вишни, ивы), корень опосредствованно участвует и в таких процессах обмена веществ, как транспирация, дыхание, фотосинтез.

Зона всасывания

Главный корень имеет сложное анатомическое строение, причем различные его участки выполняют многообразные функции. В связи с этим их принято называть зонами. Исходя из функции корневых волосков (выше участка растяжения, входящего в зону роста) и расположено скопление выростов покровной ткани. Эта область и называется зоной всасывания. Она составляет от одного до трех сантиметров. На этом участке могут располагаться от 200 до 1500 и более вытянутых клеток эпиблемы. Они живут недолго: от нескольких часов до 20 суток, а затем отмирают. Одновременно из ризодермы образуются новые структуры. Клетка корневого волоска, соприкасаясь с почвой, способна к всасыванию из неё молекул воды и растворенных солей в виде ионов натрия, хлора, магния, кислотных остатков нитратной, нитритной и фосфатной кислот.

Эпиблема и особенности её строения

Эта растительная ткань относится к группе первичных меристем. Участвуя в делении, её клетки обеспечивают формирование таких элементов, как корневые волоски. Это происходит во внешнем слое образовательной ткани корня – феллогене. Образованная в течение вегетационного периода ризодерма отмирает. На её месте образуются молодые клетки перидермы – вторичной покровной ткани, неспособной к всасыванию почвенных растворов. Новый корневой волосок, функция которого – всасывание воды и минеральных солей, формируется из вышележащего участка эпиблемы.

Функции корневых волосков

Эти структуры образуются из выпячиваний ризодермы и представляют собой единичные клетки первичной меристемы, способной к всасыванию почвенного раствора. С течением времени они вытягиваются, а клеточная мембрана становится способной пропускать внутрь как гипотонические, так и сильно концентрированные растворы солей. При внесении минеральных удобрений, например, азотных и калийных, в почве возрастает содержание ионов аммония, калия, нитрат-иона. Это происходит весной, так как она является наилучшим временем для внесения удобрений такого типа. Почвенный раствор, содержащий выше перечисленные виды ионов, проникает в цитоплазму трихобласта путем пассивной диффузии.

Осеннее внесение фосфорных удобрений, требующих больше времени для растворения, вызывает всасывание корневыми волосками ионов кислотных остатков фосфатной и метафосфорной кислот. С началом сокодвижения в конце февраля – начале марта почти весь объем клеток ризодермы заполнен вакуолями, ядро смещено к верхушке корневого волоска. Сама же клетка способна к секреции молекул органических кислот: щавелевой, яблочной. Они растворяют частицы гумуса, усиливая процесс всасывания. Формирование корневых волосков происходит достаточно быстро. Несмотря на короткий срок жизни, они способны поглощать большие объемы почвенного раствора. Например, у древесного растения площадь всасывания составляет о 120 до 640 м2.

Что такое трихобласты

Ранее мы изучили особенности строения и функций первичной ткани покровов растений. Она состоит из одного слоя клеток и называется эпиблемой, располагаясь на молодых боковых корнях, отрастающих от главного или придаточных корней. Корневые волоски – это выросты покровной ткани, представляющие собой сильно вытянутые структуры. Нужно помнить, что все клетки эпиблемы – полипотентные, то есть способные к формированию корневых волосков. Но образуются они только из трихобластов – выпячиваний эпиблемы, имеющих вид микроскопических бугорков.

Покровная ткань, ответственная за образование трихобластов, имеет цитологические особенности строения: так, в её клетках отсутствует кутикула и толстая целлюлозная стенка. В цитоплазме находится большое количество органелл, синтезирующих молекулы АТФ, – митохондрий. Они необходимы, так как всасывание воды и минеральных солей требует затрат энергии. Трихобласты также не имеют устьиц – элементов покровной ткани, отвечающих за процессы дыхания растения и транспирацию – испарение воды.

Как растворы солей проникают в корни растений

Трихобласт и формирующийся из него корневой волосок, функция которого – всасывание воды и минеральных солей из почвы, можно считать осмотической системой. Отсутствие жесткой клеточной стенки и эластичность мембраны способствует транспорту молекул из внешней среды в цитоплазму. В специальных органеллах корневого волоска – вакуолях, накапливаются гипертонические растворы глюкозы, фруктозы, яблочной, лимонной и щавелевой кислот.

И мембрана, и тонопласт клетки обладают избирательной полупроницаемостью. Поэтому почвенный раствор, являясь менее концентрированным, чем клеточный сок, по законам осмоса проникает внутрь корневого волоска. Водный потенциал растворов, поступающих из почвы выше, чем этот показатель в тонопласте, а осмотический потенциал ниже. Вода и минеральные соли траспортируются из клетки корневого волоска в ксилему. Это проводящая ткань, формирующая сосуды растений – трахеи или трахеиды. По ним почвенный раствор движется вверх по стеблю к листьям и другим частям растения.

Пикировка и её значение

Чтобы повысить площадь всасывания корневой системы, нужно добиться увеличения количества боковых корней. Их эпиблема, содержащая трихобласты, и сформирует дополнительные корневые волоски. Для этого применяют механический способ прощипывания верхушки корня, разрушающий зону деления, расположенную над корневым чехликом. Он называется пикировкой. Этот прием стимулирует рост боковых частей, на которых развивается большое количество корневых волосков. При этом рост главного корня в длину прекращается. Большая площадь зоны всасывания положительно сказывается на росте и развитии растения, повышая его урожайность и жизнестойкость.

В данной статье мы изучили особенности строения зоны всасывания корня покрытосеменных растений, а также выяснили, какую функцию выполняет корневой волосок, развивающийся из эпиблемы.

Корень – вегетативный орган растения, обладающий положительным геотропизмом (растет по направлению силы притяжения), имеющий цилиндрическую форму и радиальную симметрию. До тех пор пока на кончике корня есть верхушечная (апикальная) меристема, корень способен к росту. Ключевое отличие корня от побега в том, что
верхушечная меристема защищена корневым чехликом, который покрывает ее. Запомните также, что на корне никогда нельзя найти листья. Основные функции корня:

• Опорная функция – закрепляет растение в почве (заякоривание)
• Всасывание воды и растворенных в ней минеральных веществ из почвенного раствора
• Синтез органических веществ – в клетках корня происходит образование важных для растения соединений (алкалоиды, гормоны, аминокислоты)
• Запасание питательных веществ – корень накапливает крахмал, масла
• Вегетативное размножение – может осуществляться частями корня

Иногда на корнях закладываются придаточные почки – так называют почки, которые закладываются вне типичных мест развития почек (вне пазухи листа и верхушки побега). Из них прорастают побеги, часто называемые корневой порослью или корневыми отпрысками.

• Симбиоз с бактериями, грибами

Клубеньковые (азотфиксирующие) бактерии объединяются на корнях в особые образования – клубеньки. Эти бактерии способны преобразовывать
атмосферный азот (молекулярное вещество) в азотсодержащие сложные вещества, которые усваиваются растениями. С мицелием грибов корень образует
симбиоз, который называется микориза (или грибокорень).

Корневая система и происхождение корней

Корневую систему образуют в совокупности все корни растения. Она обеспечивает надежное заякоривание растения в почве. У растений встречается три основных типа:

• Стержневая корневая система

Хорошо выражен, развит главный корень, выделяется на фоне остальных корней. Боковые и придаточные корни не выделяются, занимают по отношению
к главному подчиненное положение. Характерна для двудольных растений: клевера, одуванчика лекарственного, лопуха большого.

• Мочковатая корневая система

Главный корень не развит или быстро отмирает, преобладают придаточные корни, растущие от побега. Корни равнозначны между собой. Мочковатая система характерна для большинства однодольных растений: лук репчатый, злаки. Для некоторых двудольных: подорожник большой, лютик едкий.

• Смешанная корневая система

Можно отличить главный корень, он выделяется по размеру. Однако, хорошо развиты множественные придаточные и боковые корни. Смешанная корневая
система характерна для клубники, земляники.

Зоны корня

Зоны корня являются отражением его роста и развития. Я всегда говорю учениками, что воображение – это самое важное. Представьте корень, растущий вглубь
почвы. Он сталкивается со множеством проблем и задач, которые зоны корня помогают решать. По мере роста вглубь, зоны корня сменяют друг друга в
направлении роста. Итак, какие же зоны корны выделяют?

• Зона размножения (деления)

Это зона представлена мелкими, быстро делящимися клетками верхушечной (апикальной) меристемы, расположенной на верхушке конуса нарастания. Такие молодые
клетки особенно уязвимы, поэтому с целью защиты зону размножения покрывает корневой чехлик. Его клетки постоянно погибают от соприкосновения с почвой,
образуя слизистый чехол, способствующий росту корня вглубь почвы и снижающий трение о почву.

Корневой чехлик у злаковых растений образуется из меристематических клеток, совокупность которых называется калиптрогеном. У двудольных растений имеется
дерматокалиптроген, из которого помимо корневого чехлика развивается протодерма, из которой далее дифференцируется ризодерма (эпиблема).

• Зона роста (растяжения)

В этой зоне поделившиеся “молодые клетки – взрослеют”, набирают цитоплазматическую массу, увеличиваются в размерах. Именно за счет их роста зона деления
корня проталкивается вглубь почвы, что и обеспечивает рост корня.

• Зона всасывания

Здесь происходит дифференцировка клеток, формируются основные типы тканей. Клетки ризодермы (эпиблемы) образуют корневые волоски – волосовидный вырост. Важно отметить, что
корневой волосок это вырост одной клетки. Однако клеток очень много, и в совокупности все их корневые волоски существенно увеличивают площадь всасывания корня.
Врастая в почву, корневые волоски выполняют одну из важнейших функций корня – всасывание воды и растворенных в ней минеральных солей из почвенного раствора. По длине зона
всасывания занимает 1-1,5 см.

• Зона проведения

По мере роста корня вглубь почвы корневые волоски отпадают, когда-то активная зона всасывания теперь становится другой крайне важной зоной – проведения. По протяженности
зона проведения корня превосходит все остальные: она тянется вплоть до корневой шейки – места перехода корня в стебель, достигает десятков сантиметров.

Пикирование (пикировка) корня

Это удаление верхушки главного корня вместе с зоной размножения. Таким образом садоводы останавливают рост главного корня и стимулируют развитие боковых и
придаточных корней, корневая система получается разветвленной, и растение дает хороший урожай.

Корневое дыхание

В корнях идет процесс дыхания, подобно тому, как и в других органах. Для нормального роста и развития к корню должен поступать свежий воздух, содержащий кислород.
При плохой структуре почвы ее насыщение водой приводит к настоящему кислородному голоданию корней – асфиксии, и далеко не все растения устойчивы к этому явлению.
Есть виды, которые совершенно не переносят затоплений и требуют хорошей аэрации почвы – дуб черешчатый, бук.

Отметьте для себя важность аэрации корней растения, посмотрев на следующий опыт. С помощью груши в левой части рисунка в воду накачивают воздух,
частично растворяющийся в воде – корни получают кислород, растение развивается. Справа корневое дыхание затруднено, развитие растения замедлено, и, если асфиксия
корней продолжится, растение погибнет.

Видоизменения корней

• Корнеплод

Запасающий орган, в котором складируется крахмал, сахароза, белки, клетчатка, минеральные соли. Формируется корнеплод из главного корня и основания
стебля побега. Корнеплод характерен для двулетних растений: свеклы, петрушки, брюквы, моркови.

В первый год жизни у них формируется корнеплод с запасом питательных
веществ, к осени надземная часть отмирает. Следующей весной растение “оживает” именно благодаря запасу веществ в корнеплоде с прошлого года. На второй год
растения плодоносят и цветут, после чего отмирают полностью.



• Корневые клубни

Представляют собой видоизменения боковых и придаточных корней. Выполняют запасающую функцию. Внешне утолщены и напоминают клубни. Имеются у чистяка,
ятрышника, георгина, батата (сладкий картофель).



• Питающие воздушные корни

Некоторые растения образуют корни в воздушной среде. Воздушные корни встречаются у лиан и эпифитов, растущих в условиях тропиков, где воздух настолько влажный, что из него в буквальном смысле можно всасывать воду, что и делают воздушные корни. Многослойная покровная ткань воздушных корней
подобно губке впитывает воду из влажного воздуха. Имеются у тропических папоротников, орхидеи, монстеры.

Слово эпифиты происходит от греч. ἐπι- — «на»
и φυτόν — «растение», так обозначают растения, прикрепленные или произрастающие на других растениях, при этом совершенно не получающие от них
питательных веществ, то есть явление паразитизма исключается.



• Корни прицепки (или корни-зацепки)

Это видоизмененные придаточные корни, выполняющие опорную функцию. Они прикрепляют растения к объектам окружающей внешней среды: стволам деревьев, фасадам
зданий, корни прицепки помогают занять растению наиболее благоприятное с точки зрения освещенности место. Яркий примеры – плющ, ваниль.



• Воздушные опорные корни (корни-подпорки)

Видоизмененные придаточные одревесневшие корни, растут на стволах и ветвях до почвы, у ее поверхности сильно разветвляются, тем самым “подпирая” растение. Придают опору
растению и его ветвям, закрепляют его в почве. Встречаются у тропических растений: баньян, фикус.



• Дыхательные корни

Формируются у растений, произрастающих в воде или на болоте, в качестве механизма адаптации к недостаточному снабжению корней воздухом. Они приподнимаются над
поверхностью воды и поглощают воздух. Такие корни имеет болотный кипарис (таксодиум).



• Ходульные корни

Образуются на стволах деревьев для опоры. Могут поддерживать ствол дерева над уровнем воды при затоплениях, укрепляют растение в иле или
песчаном грунте приливной полосы морских побережий. Имеются у пандануса.



• Корни-присоски

Видоизменения корней растений-паразитов, с помощью которых они высасывают питательные вещества из клеток растения-хозяина. Эти корни внедряются в стебли
других растений и поглощают их соки: воду, растворенные в ней минеральные вещества, органические вещества. Имеются у повилики и заразихи. У омелы, погремка
тоже имеются корни-присоски, но они всасывают только воду и растворенные в ней соли.