Korzeń rośliny — budowa, funkcje i typy systemów korzeniowych
Kompletny przegląd korzenia roślinnego: budowa, funkcje (pobieranie wody i składników, magazynowanie, kotwiczenie), typy systemów, adaptacje i ciekawostki ekologiczne.
Przegląd
Korzeń to jedna z podstawowych części rośliny, zwykle rozwijająca się w glebie i pełniąca kilka kluczowych ról. W literaturze fachowej spotyka się różne nazwy i podziały, ale w praktyce korzeń rozpoznaje się po tym, że zwykle nie tworzy liści ani pędów kwiatowych. Więcej informacji o ogólnym pojęciu korzenia oraz jego relacji z podłożem (gleba) i środowiskiem można znaleźć w źródłach botaniki ogólnej. W pewnych warunkach pojawiają się także korzenie nadziemne, określane jako korzenie powietrzne.
Galeria obrazów
10 Obrazy
Budowa i cechy morfologiczne
Typowy korzeń ma stożek wzrostu z merystemem wierzchołkowym, okryty czapką korzeniową chroniącą delikatne tkanki. Na powierzchni rozwijają się włoski korzeniowe, które zwiększają powierzchnię chłonną. Korzeń różni się od łodygi — choć zdarzają się podziemne przekształcenia pędu, jak bulwy czy kłącza — dlatego warto odróżnić łodygę od korzenia; przykładem przekształconej łodygi są ziemniaki. Korzenie zasadniczo nie wytwarzają liści i zazwyczaj nie zawierają chlorofilu, stąd nie są zielone (brak chlorofilu).
Główne funkcje
Korzeń pełni kilka podstawowych funkcji ważnych dla życia rośliny. Najważniejsze z nich to:
- Pobieranie wody — korzenie absorbują wodę z gleby, niezbędną do procesów fizjologicznych.
- Pobieranie składników odżywczych — dostarczają makro- i mikroelementów niezbędnych do wzrostu.
- Magazynowanie substancji — wiele roślin przechowuje pokarm (cukry, skrobię) w korzeniach lub organach korzeniopodobnych.
- Kotwiczenie — korzenie utrzymują roślinę w podłożu, stabilizując ją i chroniąc przed wiatrem czy erozją (zaczepianie i kotwiczenie).
Warto też podkreślić istotne relacje z grzybami: większość roślin korzysta z symbiozy z grzybami, zjawisko to nazywa się mikoryzą i znacząco poprawia pobór składników przez korzeń. Grzyby i inne organizmy glebowe wspierają rozwój i zdrowie systemu korzeniowego (grzyby).
Systemy korzeniowe i adaptacje
W praktyce wyróżnia się dwa podstawowe typy systemów korzeniowych. Pierwszy to system palowy, z jednym silnym korzeniem osiowym i odchodzącymi od niego korzeniami bocznymi. Drugi to system wiązkowy (rozproszony), gdzie występuje wiele korzeni o podobnej wielkości rozchodzących się w glebie. Systemy te wpływają na sposób pobierania wody i stabilności rośliny.
- Korzenie palowe — typowe dla wielu drzew i roślin jednoliściennych.
- Korzenie wiązkowe — często u traw i roślin, które tworzą gęstą sieć tuż pod powierzchnią.
Istnieją także liczne adaptacje: korzenie powietrzne, korzenie podporowe, spichrzowe lub oddechowe, które pomagają roślinom w różnych środowiskach. Niektóre korzenie osiągają znaczne głębokości — w źródłach spotyka się relacje o pojedynczych korzeniach sięgających dziesiątek metrów (np. do około 60 m) w warunkach pustynnych lub skalistych.
Znaczenie, przykłady i ciekawostki
Korzenie mają ogromne znaczenie ekologiczne i gospodarcze. Stabilizują glebę, uczestniczą w cyklach biogeochemicznych, a także są źródłem pożywienia (np. marchew, burak, niektóre korzenie jadalne), leków i surowców. Są silne mechanicznie — zapisano przypadki, kiedy korzenie drzew przyczyniały się do rozdzielania skał i niszczenia murów (uszkodzenia skał i konstrukcji). Przy badaniu anatomii i funkcji korzeni korzysta się z wielu metod, które dokumentują ich różnorodność i rolę w ekosystemach.
Dla dalszej lektury i materiałów edukacyjnych odsyłamy do opracowań ogólnych i specjalistycznych: podstawy, gleba i jej wpływ, korzenie nadziemne, różnice między pędem i korzeniem, przykłady przekształconych pędów, brak liści, rola w poborze wody, składniki pokarmowe, magazynowanie, kotwiczenie, mikobiota, mikoryza, przykłady dużych głębokości, oddziaływanie mechaniczne oraz związek z chlorofilem.
Wzrost korzeni
Korzenie rosną przez całe życie rośliny. Dłużej rosną od końcówki, dodając komórki do końca każdego z korzeni. Korzeń dodaje komórki do końcówek, a one stają się grubsze, gdy dodają komórki dookoła swoich ciałek przypominających rurki.
Na wierzchołku każdego korzenia znajduje się niewielka grupa twardych, martwych, twardych komórek, zwanych czapką korzeniową. Czapka korzeniowa jest najsilniejszą częścią wierzchołka korzenia, a jej zadaniem jest przepychanie się przez zanieczyszczenia w poszukiwaniu wilgoci i składników odżywczych oraz ochrona rośliny.
Korzenie powietrzne
Korzenie zazwyczaj znajdują się pod ziemią, ale w niektórych przypadkach tak nie jest. W lesie deszczowym powietrze jest ciepłe i wilgotne (ma dużo wody). Niektóre rośliny lasu deszczowego, znane jako epifity, rosną bezpośrednio na drzewach. Ich korzenie zwisają w powietrzu lub biegną do mchu rosnącego na drzewach. Wiele korzeni napowietrznych wykorzystuje się do pobierania wody i substancji odżywczych bezpośrednio z powietrza, z mgły, rosy lub wilgotnego powietrza.
Niektóre drzewa mają korzenie, które znajdują się nad ziemią i pod ziemią. Drzewa namorzynowe mają korzenie powietrzne (korzenie, które wychodzą w powietrze). Wymieniają one gazy z atmosferą, tak samo jak liście. Są one przystosowane do niskiego poziomu tlenu w podmokłej glebie namorzynowca.
Drzewo banyan ma system korzeniowy, który znajduje się pod ziemią, ale ma również korzenie, które zaczynają się w jego gałęziach i rosną w dół do ziemi. Korzenie te nie tylko pobierają wodę i substancje odżywcze z gleby, ale także wspomagają długie gałęzie drzewa banyan. Dzięki temu dodatkowemu wsparciu, gałęzie drzewa banyan mogą być naprawdę długie. Drzewo banyan w Lahaina na Maui, które zostało zasadzone w 1873 roku przez człowieka o nazwisku William Owen Smith, ma gałęzie tak długie, że to pojedyncze drzewo pokrywa cały kwadratowy blok w mieście.
Wiele na temat korzeni powietrznych jest jeszcze nieznanych.
Systemy korzeniowe
Istnieją dwa główne rodzaje systemów korzeniowych: systemy korzeniowe typu taproot i włókniste systemy korzeniowe. System korzeniowy typu taproot posiada jeden gruby korzeń główny wyrastający z łodygi rośliny i wiele mniejszych korzeni wtórnych rozgałęziających się od niego. System korzeniowy jest zazwyczaj głębszy niż szeroki. Często zjadamy korzenie tapkowe, jak marchew i rzepa.
Włóknisty system korzeniowy ma dużo korzeni rosnących w wielu kierunkach. Nie ma jednego głównego korzenia. Włóknisty system korzeniowy jest zazwyczaj szerszy niż głęboki.
Pompowanie korzeni
Zazwyczaj przyjmuje się, że w przypadku zwykłych (nie powietrznych) korzeni lądowych składniki odżywcze są pompowane razem z wodą, a woda jest pompowana do korzeni przez osmozę. Ostatnie badania na dużych drzewach, takich jak Giant Sequoia, wykazały, że duża część mocy pompowania, po początkowym wzroście, jest odbierana przez ssanie hydrauliczne, dzięki transpiracji - parowaniu wody z liści, oprócz silnego działania kapilarnego w rozgałęzionym ksylem rośliny w łodydze i liściach.
Pytania i odpowiedzi
Q: Czym są korzenie rośliny?
O: Korzenie rośliny to część, która zwykle jest zakopana w glebie.
P: Czy korzenie mogą znajdować się nad ziemią?
O: Tak, korzenie mogą znajdować się nad ziemią i jest to nazywane korzeniem powietrznym.
P: Dlaczego rośliny potrzebują korzeni?
O: Rośliny potrzebują korzeni z trzech powodów: 1) do pobierania wody i składników odżywczych z gleby, 2) do przechowywania żywności i 3) do przytwierdzania roślin do podłoża.
P: Czym jest mikoryza?
O: Mikoryza to symbioza między korzeniami i grzybami, która pomaga większości korzeni roślin działać jak najlepiej.
P: Ile jest rodzajów systemów korzeniowych?
O: Istnieją dwa rodzaje systemów korzeniowych: system korzeni palowych i system korzeni rozproszonych.
P: Jak głęboko niektóre korzenie mogą sięgać w głąb ziemi?
O: Niektóre korzenie mogą sięgać bardzo głęboko w ziemię, a jeden korzeń znaleziony w Arizonie w USA znajdował się 60 m pod powierzchnią.
P: Dlaczego korzenie nie są zielone?
O: Korzenie nie są zielone, ponieważ ich komórki nie zawierają chlorofilu.
Powiązane artykuły
Autor
AlegsaOnline.com Korzeń rośliny — budowa, funkcje i typy systemów korzeniowych Leandro Alegsa
URL: https://pl.alegsaonline.com/art/84064
Źródła
- dx.doi.org : DOI
- doi.org : Abstract
- newphytologist.org : Full text (PDF)
- jxb.oxfordjournals.org : 381–401
- doi.org : 10.1093/jexbot/52.suppl_1.381
- jxb.oxfordjournals.org : The physiological ecology of vascular epiphytes: current knowledge, open questions
- books.google.com : Plant Physiological Ecology