Какую функцию выполняет корневые волосы

Опубликовано: 17.09.2024

На нашей планете имеется более четырехсот видов различных растений, и все они выполняют разнообразные функции. Мы, наряду с прочими животными, потребляем их в пищу, но с тем отличием, что подвергаем растения различным видам обработки - варим, жарим, тушим, консервируем; мы делаем из них одежду, медикаменты, мебель; они снабжают все живое кислородом. Много лет ученые изучают разные виды, их свойства, работают над селекцией новых, более стойких к текущим условиям окружающей среды и климата видов, и трудятся над сохранностью исчезающих, изучая полезность и прочее, что важно как для человека, так и для среды в целом. Конкретно сейчас будет затронута тема, раскрывающая такие понятия, как строение корневой системы, ее виды и функции.

строение корневой системы

Что такое орган растения?

На органы части любого растения распределяются по функциям и строению. Принципы разделения такие же, как и у животных, в том числе и людей. Ухо и печень имеют разные формы и функции, потому и названы по-разному. То же самое и с листьями и корнями. Если говорить о высших растениях, то разделения органов идет на две большие группы, вегетативные (те, что служат для роста и питания) и репродуктивные (отвечающие за воспроизведение себе подобных). Любой тип корневой системы относится к вегетативным органам.

Понятие корня и его функции

Корень является осевым органом растения. В первую очередь он закрепляет растения в почве. Также он выполняет функцию «питания», и речь сейчас о такой части корня, как волоски. То есть ответом на вопрос о том, какую функцию выполняют корневые волоски, как раз и является поглощение из почвы воды и минералов, необходимых для полноценной жизнедеятельности растения. Также корневая система способна производить разные вещества, типа гормон роста, или различные алкалоиды, необходимые для всего растения. Эти вещества могут перемещаться вверх по стволу растения, а могут накапливаться в самой корневой системе. Она же может работать, как кладовка – что-то типа погреба для полезных питательных веществ. Растения с таким корнем называют корнеплодом.

виды корневых систем

Всем нам знакома морковка, свекла, редис, которые как раз и являются этими самыми корнеплодами. На что еще способна корневая система, так это на взаимодействие с «соседями» в определенном месте произрастания. Так, возможен симбиоз с другими растениями, с грибами или даже с микроорганизмами, и на это способен практически любой тип корневой системы. Кроме того, к функциям корней также может относиться вегетативное размножение. Преимущество его в том, что для появления нового растения не требуется партнёр, как в случае полового размножения.

Вегетативное размножение – в чем суть

Это воспроизведение себе подобного может произойти даже с помощью обыкновенного листочка. Попав в благоприятные условия, он может пустить побег, и на свет появится, к примеру, новая бегония. Ветвь ивы, оторвавшись от дерева, также может зацепиться в грунте и пустить корни. На то же самое способны и корни. У некоторых растений на корневище могут формироваться почки, из которых произрастают новые, полноценные и идентичные особи или формируются клубни. Самый яркий пример, который относится к последнему случаю, это картошка - гостья из Америки, так хорошо прижившаяся в наших условиях. Так вот, клубни, формирующиеся на корнях этого растения и нами активно потребляемые в пищу, в то же время используются для посадки и выращивания новых кустов картофеля, и, соответственно, новых клубней. Пророщенная картошина, даже ее часть, имеющая хоть один росток, способна дать жизнь новому, полноценному кусту картофеля, ничем не отличающемуся от его «мамы». А хорошие условия смогут благоприятствовать лучшему развитию куста и даже повышению урожайности. Какую функцию выполняют корневые волоски, знают все хорошие фермеры, и потому используют такие удобрения и способ обработки грунта, после которых снимают высокие урожаи качественной натуральной продукции. Конечно, тут еще многое зависит от погодных условий на период произростания, но это уже другой разговор. Вернемся к вегетативному размножению.

Так вот, такое размножение активно используется в садоводстве и сельском хозяйстве. Но наряду с пользой, можно вспомнить и о вреде. Так, речь о сорняках. Для культурного хозяйства существует такая проблема, как пырей. Корневища этого растения огромны, и при повреждении они легко восстанавливаются, превращаясь в новое растение. К примеру, если раздробить при неглубокой вспашке одно корневище на четыре, вскоре произрастёт новых четыре сорняка. Это плохо для человека, а именно для хозяина участка, который хочет вырастить на нем много разных овощей, но вместо этого получает урожай пырея. Но для самого растения такая способность – это огромный плюс.

Интересный случай, когда корневища имеют спящие почки. Это касается зачастую деревьев. Когда основное растение живет и процветает, эти почки как бы в коме. Они есть, они живы, но развития нет никакого. Но если, допустим, спилить дерево, то эти почки быстро активизируются и превращаются со временем в молодые растения того же вида. Такими почками обладают деревья дуб, липа, береза.

Какие есть основные типы корней?

Есть три типа корней. Главный развивается из зародышевого семени. От него отходят боковые корни, которые способны разветвляться. Также существуют придаточные корни. Они могут появляться и сверху на растении, на стеблях или листьях. Все вместе типы корней составляют целую корневую систему. По характеристикам данных типов корневая система распределяется по видам.

Виды корневых систем

Если растение имеет хорошо выраженный главный корень, то такая корневая система называется стержневой.

тип корневой системы

Что значит «хорошо выраженный»? Это значит, что он гораздо толще и длиннее, чем все остальные, расходящиеся от него корешки. Такая корневая система характерна для двудольных растений. Если же у растения главный корень не выражен, то такая корневая система называется мочковатой.

корневые волоски растений

Главный корень может вообще отсутствовать или не отличаться от остальных.

Каждый корень можно разделить на несколько зон, который отвечает за определенную функцию.

Четыре отдельные зоны, характерные для молодого корня

корневые волоски зона всасывания

Первую зону характеризуют клетки апикальной меристемы. Это зона деления, или корневой чехлик. Длина чехлика доходит до одного миллиметра.

Вторая зона – зона роста, или растяжения. Именно благодаря росту клеток этой части, длиной всего в несколько миллиметров, происходит основное удлинение корня.

Третья зона – зона всасывания, или зона корневых волосков. Здесь их размещено максимум - количество измеряется сотнями штук на миллиметр квадратный, и они постоянно поглощают питательные вещества из земли, которые пойдут дальше, в четвёртую зону корня – в зону проведения, где уже нет никаких корневых волосков, а идёт образование полноценных мощных (в масштабах отдельно взятого растения) боковых корней.

Любые виды корневых систем имеют такие зоны на молодых корнях. Между зонами нет четких разделов, они все плавно переходят друг в друга.

Интересное о зонах молодого корня

Корневой чехлик еще носит название калиптра. Его клетки живут не более девяти дней, а потом отмирают, отслоившись от корня. При этом происходит обильное выделение слизи, которая облегчает корню путь для роста дальше – вглубь или вширь, не суть важно.

Именно зона растяжения толкает корень дальше в землю. Когда клетки данной зоны набираются воды, они растягиваются в длину, и так происходит до тех пор, пока клетки окончательно не огрубеют, и они не войдут в зону всасывания. Кстати, эта зона фактически прозрачная с виду.

На том месте, где некогда была зона растяжения, начинают формироваться волоски. А вот выше, перед зоной проведения, они в то же время начинают отмирать. Так зона всасывания перемещается вслед за проталкиванием корня в почву. Количество волосков на один квадратный миллиметр исчисляется в сотнях.

Зона всасывания – важнейшая часть корня для жизнедеятельности растений

Корневые волоски растений, как уже было указано ранее, поглощают из почвы воду, минеральные вещества, растворенные в воде, которые необходимы для полноценного роста. Потому остановимся на этой зоне корня и рассмотрим ее более подробно.

какую функцию выполняют корневые волоски

Что собой представляет корневой волосок?

Какую функцию выполняют корневые волоски, мы уже примерно уяснили. Теперь стоит разобраться, как это происходит, благодаря каким особенностям строения этих самым волосков возможно поглощение веществ из почвы. Любой корневой волосок, описание которого, в принципе, может занять всего три строки, на самом деле очень важен.

Длина такого волоска совсем невелика и лежит в пределах 0,1-8 мм, по другим данным – 0,06-10 мм. Диаметр волоска может лежать в пределах от пяти до семидесяти микрометров. Если говорить про строение корневых волосков, то это, по большей части, вытянутые клетки кожицы корня. Практически вся эта клетка – это вакуоль, вокруг которой имеется тонкий слой цитоплазмы, и которая содержит в себе ядро клетки. Оно располагается в цитоплазме так, что находится в верхушке волоска.

Строение зоны всасывания

Если сделать поперечный срез, то мы увидим наличие трех основных участков – это центральный цилиндр, кора и внешнее покрытие в виде тонкостенной кожицы, на которой формируются корневые волоски. Зона всасывания начинается с того, что клетки кожицы укрыты слизью, к которой прилипает почва. Таким образом, облегчается впитывание из почвы жизненно необходимых веществ. Далее идет слой коры, который исполняет роль защитника центрального цилиндра, создателя витаминных соединений и хранителя запасных веществ, чаще всего – крахмала. Центральный цилиндр – это проводящие ткани, по которым вверх в растение перемещаются все элементы, впитанные и созданные на двух предыдущих участках.

Поглощение и выделение

Чтобы понять, как корневые волоски обеспечивают поглощение веществ из почвы, стоит упомянуть о двух особенностях. Первая – клетки волоска способны обволакивать собой частицу земли и буквально срастаться с нею. Вторая – для лучшего поглощения волоски выделяют различные кислоты (щавелевую, яблочную, угольную). Именно эти две особенности являются ключевыми в процессе питания растения.

Размеры системы корневых волосков

Мы разобрались в том, какую функцию выполняют корневые волоски. Но вот в чем вопрос: "Как такие мизерные (напомним, размер одного корневого волоска – 0,1-8 мм) отросточки способны запитать, к примеру, огромную березу?" Ответ оказывается прост. Они берут не размером, а количеством. Если говорить о побеге ржи, которому четыре месяца «от роду», то у него имеется примерно… 14 миллиардов корневых волосков. Это всего-навсего десять тысяч километров нити, которая поглощает все и вся на своем пути, с площадью поглощения, кстати, в районе четырехсот квадратных метров. Что говорить об огромных растениях, корневая система которых распространятся на многие метры вокруг ствола в верхних слоях земли (к примеру, корни грецкого ореха распространяются на расстояние до двадцати метров вокруг себя), или о тех, которые пускают корны глубоко в землю (тот же грецкий орех может проникнуть на глубину до шести-семи метров).

зона корневых волосков

Длительность жизни волоска корня

Формирование таких органов корня происходит относительно быстро. Иногда для этого достаточно что-то около суток - для каждого растения сроки разные. А вот живут волоски в течение десяти-двадцати дней. Их постепенно сменяют новые, растущие вслед за продвижением корня в почве на том месте, где зона роста корня загрубела, продвинувшись дальше за корневым чехликом.

Таким образом, мы узнали, какую функцию выполняют корневые волоски, не слишком углубляясь в трудную для простых ушей терминологию биологических наук и, кроме того, попутно рассмотрев отдельные особенности корневой системы в целом.

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).

Функции корня

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.

Функции корня

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.

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.

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.

Зоны корня

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.

Пикрование корня

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.

Корневое дыхание

Видоизменения корней

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.

Корнеплоды

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

Корневые клубни

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.

Питающие воздушные корни

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.

Корни прицепки

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.

Воздушные опорные 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).

Дыхательные 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.

Ходульные корни

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.

Ходульные корни

Бактериальные клубеньки представляют собой видоизмененные боковые корни, которые образуются в результате симбиоза растения и азотфиксирующих бактерий.

Клубеньки видоизменение корня

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Корневой волосок является

Корневой волосок является

Корневой волосок — вырост клетки эпидермы (наружных клеток), увеличивает всасывающую поверхность.

Сложные реакции обмена веществ у растений объясняются особым строением частей их тела|тела: корня, стебля, листьев, называемых вегетативными органами|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|воды и минеральных солей из почвы.

Корень – вегетативный орган|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, причём 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|роста) и расположено скопление выростов покровной ткани. Эта область и называется зоной всасывания. Она составляет от одного до трёх 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|воды и растворенных|растворённых 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|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 путём 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|объём 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|большие объёмы почвенного раствора. Например, у древесного растения площадь всасывания составляет о 120 до 640 м2.

Корневой волосок является

Что такое трихобласты

Ранее мы изучили особенности строения и функций первичной ткани покровов|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 всё|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|воды и минеральных солей требует затрат энергии. Трихобласты также не имеют устьиц – элементов покровной ткани, отвечающих за процессы дыхания растения и транспирацию – испарение воды|воды.

Как растворы солей проникают в корни растений

Трихобласт и формирующийся из него корневой волосок, функция которого – всасывание воды|воды и минеральных солей из почвы, можно считать осмотической системой. Отсутствие жёсткой клеточной стенки и эластичность мембраны способствует транспорту молекул из внешней среды|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|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 приём стимулирует рост боковых частей, на которых развивается большое количество корневых волосков. При этом рост главного корня в длину прекращается. Большая|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.

Видео по теме : Корневой волосок является

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).

Функции корня

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.

Функции корня

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.

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.

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.

Зоны корня

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.

Пикрование корня

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.

Корневое дыхание

Видоизменения корней

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.

Корнеплоды

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

Корневые клубни

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.

Питающие воздушные корни

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.

Корни прицепки

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.

Воздушные опорные 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).

Дыхательные 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.

Ходульные корни

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.

Ходульные корни

Бактериальные клубеньки представляют собой видоизмененные боковые корни, которые образуются в результате симбиоза растения и азотфиксирующих бактерий.

Клубеньки видоизменение корня

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

На нашей планете имеется более четырехсот видов различных растений, и все они выполняют разнообразные функции. Мы, наряду с прочими животными, потребляем их в пищу, но с тем отличием, что подвергаем растения различным видам обработки - варим, жарим, тушим, консервируем; мы делаем из них одежду, медикаменты, мебель; они снабжают все живое кислородом. Много лет ученые изучают разные виды, их свойства, работают над селекцией новых, более стойких к текущим условиям окружающей среды и климата видов, и трудятся над сохранностью исчезающих, изучая полезность и прочее, что важно как для человека, так и для среды в целом. Конкретно сейчас будет затронута тема, раскрывающая такие понятия, как строение корневой системы, ее виды и функции.

строение корневой системы

Что такое орган растения?

На органы части любого растения распределяются по функциям и строению. Принципы разделения такие же, как и у животных, в том числе и людей. Ухо и печень имеют разные формы и функции, потому и названы по-разному. То же самое и с листьями и корнями. Если говорить о высших растениях, то разделения органов идет на две большие группы, вегетативные (те, что служат для роста и питания) и репродуктивные (отвечающие за воспроизведение себе подобных). Любой тип корневой системы относится к вегетативным органам.

Понятие корня и его функции

Корень является осевым органом растения. В первую очередь он закрепляет растения в почве. Также он выполняет функцию «питания», и речь сейчас о такой части корня, как волоски. То есть ответом на вопрос о том, какую функцию выполняют корневые волоски, как раз и является поглощение из почвы воды и минералов, необходимых для полноценной жизнедеятельности растения. Также корневая система способна производить разные вещества, типа гормон роста, или различные алкалоиды, необходимые для всего растения. Эти вещества могут перемещаться вверх по стволу растения, а могут накапливаться в самой корневой системе. Она же может работать, как кладовка – что-то типа погреба для полезных питательных веществ. Растения с таким корнем называют корнеплодом.

виды корневых систем

Всем нам знакома морковка, свекла, редис, которые как раз и являются этими самыми корнеплодами. На что еще способна корневая система, так это на взаимодействие с «соседями» в определенном месте произрастания. Так, возможен симбиоз с другими растениями, с грибами или даже с микроорганизмами, и на это способен практически любой тип корневой системы. Кроме того, к функциям корней также может относиться вегетативное размножение. Преимущество его в том, что для появления нового растения не требуется партнёр, как в случае полового размножения.

Вегетативное размножение – в чем суть

Это воспроизведение себе подобного может произойти даже с помощью обыкновенного листочка. Попав в благоприятные условия, он может пустить побег, и на свет появится, к примеру, новая бегония. Ветвь ивы, оторвавшись от дерева, также может зацепиться в грунте и пустить корни. На то же самое способны и корни. У некоторых растений на корневище могут формироваться почки, из которых произрастают новые, полноценные и идентичные особи или формируются клубни. Самый яркий пример, который относится к последнему случаю, это картошка - гостья из Америки, так хорошо прижившаяся в наших условиях. Так вот, клубни, формирующиеся на корнях этого растения и нами активно потребляемые в пищу, в то же время используются для посадки и выращивания новых кустов картофеля, и, соответственно, новых клубней. Пророщенная картошина, даже ее часть, имеющая хоть один росток, способна дать жизнь новому, полноценному кусту картофеля, ничем не отличающемуся от его «мамы». А хорошие условия смогут благоприятствовать лучшему развитию куста и даже повышению урожайности. Какую функцию выполняют корневые волоски, знают все хорошие фермеры, и потому используют такие удобрения и способ обработки грунта, после которых снимают высокие урожаи качественной натуральной продукции. Конечно, тут еще многое зависит от погодных условий на период произростания, но это уже другой разговор. Вернемся к вегетативному размножению.

Так вот, такое размножение активно используется в садоводстве и сельском хозяйстве. Но наряду с пользой, можно вспомнить и о вреде. Так, речь о сорняках. Для культурного хозяйства существует такая проблема, как пырей. Корневища этого растения огромны, и при повреждении они легко восстанавливаются, превращаясь в новое растение. К примеру, если раздробить при неглубокой вспашке одно корневище на четыре, вскоре произрастёт новых четыре сорняка. Это плохо для человека, а именно для хозяина участка, который хочет вырастить на нем много разных овощей, но вместо этого получает урожай пырея. Но для самого растения такая способность – это огромный плюс.

Интересный случай, когда корневища имеют спящие почки. Это касается зачастую деревьев. Когда основное растение живет и процветает, эти почки как бы в коме. Они есть, они живы, но развития нет никакого. Но если, допустим, спилить дерево, то эти почки быстро активизируются и превращаются со временем в молодые растения того же вида. Такими почками обладают деревья дуб, липа, береза.

Какие есть основные типы корней?

Есть три типа корней. Главный развивается из зародышевого семени. От него отходят боковые корни, которые способны разветвляться. Также существуют придаточные корни. Они могут появляться и сверху на растении, на стеблях или листьях. Все вместе типы корней составляют целую корневую систему. По характеристикам данных типов корневая система распределяется по видам.

Виды корневых систем

Если растение имеет хорошо выраженный главный корень, то такая корневая система называется стержневой.

тип корневой системы

Что значит «хорошо выраженный»? Это значит, что он гораздо толще и длиннее, чем все остальные, расходящиеся от него корешки. Такая корневая система характерна для двудольных растений. Если же у растения главный корень не выражен, то такая корневая система называется мочковатой.

корневые волоски растений

Главный корень может вообще отсутствовать или не отличаться от остальных.

Каждый корень можно разделить на несколько зон, который отвечает за определенную функцию.

Четыре отдельные зоны, характерные для молодого корня

корневые волоски зона всасывания

Первую зону характеризуют клетки апикальной меристемы. Это зона деления, или корневой чехлик. Длина чехлика доходит до одного миллиметра.

Вторая зона – зона роста, или растяжения. Именно благодаря росту клеток этой части, длиной всего в несколько миллиметров, происходит основное удлинение корня.

Третья зона – зона всасывания, или зона корневых волосков. Здесь их размещено максимум - количество измеряется сотнями штук на миллиметр квадратный, и они постоянно поглощают питательные вещества из земли, которые пойдут дальше, в четвёртую зону корня – в зону проведения, где уже нет никаких корневых волосков, а идёт образование полноценных мощных (в масштабах отдельно взятого растения) боковых корней.

Любые виды корневых систем имеют такие зоны на молодых корнях. Между зонами нет четких разделов, они все плавно переходят друг в друга.

Интересное о зонах молодого корня

Корневой чехлик еще носит название калиптра. Его клетки живут не более девяти дней, а потом отмирают, отслоившись от корня. При этом происходит обильное выделение слизи, которая облегчает корню путь для роста дальше – вглубь или вширь, не суть важно.

Именно зона растяжения толкает корень дальше в землю. Когда клетки данной зоны набираются воды, они растягиваются в длину, и так происходит до тех пор, пока клетки окончательно не огрубеют, и они не войдут в зону всасывания. Кстати, эта зона фактически прозрачная с виду.

На том месте, где некогда была зона растяжения, начинают формироваться волоски. А вот выше, перед зоной проведения, они в то же время начинают отмирать. Так зона всасывания перемещается вслед за проталкиванием корня в почву. Количество волосков на один квадратный миллиметр исчисляется в сотнях.

Зона всасывания – важнейшая часть корня для жизнедеятельности растений

Корневые волоски растений, как уже было указано ранее, поглощают из почвы воду, минеральные вещества, растворенные в воде, которые необходимы для полноценного роста. Потому остановимся на этой зоне корня и рассмотрим ее более подробно.

какую функцию выполняют корневые волоски

Что собой представляет корневой волосок?

Какую функцию выполняют корневые волоски, мы уже примерно уяснили. Теперь стоит разобраться, как это происходит, благодаря каким особенностям строения этих самым волосков возможно поглощение веществ из почвы. Любой корневой волосок, описание которого, в принципе, может занять всего три строки, на самом деле очень важен.

Длина такого волоска совсем невелика и лежит в пределах 0,1-8 мм, по другим данным – 0,06-10 мм. Диаметр волоска может лежать в пределах от пяти до семидесяти микрометров. Если говорить про строение корневых волосков, то это, по большей части, вытянутые клетки кожицы корня. Практически вся эта клетка – это вакуоль, вокруг которой имеется тонкий слой цитоплазмы, и которая содержит в себе ядро клетки. Оно располагается в цитоплазме так, что находится в верхушке волоска.

Строение зоны всасывания

Если сделать поперечный срез, то мы увидим наличие трех основных участков – это центральный цилиндр, кора и внешнее покрытие в виде тонкостенной кожицы, на которой формируются корневые волоски. Зона всасывания начинается с того, что клетки кожицы укрыты слизью, к которой прилипает почва. Таким образом, облегчается впитывание из почвы жизненно необходимых веществ. Далее идет слой коры, который исполняет роль защитника центрального цилиндра, создателя витаминных соединений и хранителя запасных веществ, чаще всего – крахмала. Центральный цилиндр – это проводящие ткани, по которым вверх в растение перемещаются все элементы, впитанные и созданные на двух предыдущих участках.

Поглощение и выделение

Чтобы понять, как корневые волоски обеспечивают поглощение веществ из почвы, стоит упомянуть о двух особенностях. Первая – клетки волоска способны обволакивать собой частицу земли и буквально срастаться с нею. Вторая – для лучшего поглощения волоски выделяют различные кислоты (щавелевую, яблочную, угольную). Именно эти две особенности являются ключевыми в процессе питания растения.

Размеры системы корневых волосков

Мы разобрались в том, какую функцию выполняют корневые волоски. Но вот в чем вопрос: "Как такие мизерные (напомним, размер одного корневого волоска – 0,1-8 мм) отросточки способны запитать, к примеру, огромную березу?" Ответ оказывается прост. Они берут не размером, а количеством. Если говорить о побеге ржи, которому четыре месяца «от роду», то у него имеется примерно… 14 миллиардов корневых волосков. Это всего-навсего десять тысяч километров нити, которая поглощает все и вся на своем пути, с площадью поглощения, кстати, в районе четырехсот квадратных метров. Что говорить об огромных растениях, корневая система которых распространятся на многие метры вокруг ствола в верхних слоях земли (к примеру, корни грецкого ореха распространяются на расстояние до двадцати метров вокруг себя), или о тех, которые пускают корны глубоко в землю (тот же грецкий орех может проникнуть на глубину до шести-семи метров).

зона корневых волосков

Длительность жизни волоска корня

Формирование таких органов корня происходит относительно быстро. Иногда для этого достаточно что-то около суток - для каждого растения сроки разные. А вот живут волоски в течение десяти-двадцати дней. Их постепенно сменяют новые, растущие вслед за продвижением корня в почве на том месте, где зона роста корня загрубела, продвинувшись дальше за корневым чехликом.

Таким образом, мы узнали, какую функцию выполняют корневые волоски, не слишком углубляясь в трудную для простых ушей терминологию биологических наук и, кроме того, попутно рассмотрев отдельные особенности корневой системы в целом.

Читайте также: