Морфологическое разнообразие корней

Корни исключительно многообразны по форме. Они могут быть нитевидными, шнуровидными, конусовидными, веретеновидными, клубневидными и др.

У многих видов в процессе эволюции корни приспособились к выполнению особых функций, в связи с чем строение их изменилось.

Под метаморфозом понимают резкое наследственно закрепленное видоизменение органа, вызванное сменой функции.

Вокруг корней высших растений находится прикорневая зона – ризосфера, в которой обитает множество микроорганизмов, привлеченных корневыми выделениями. Многие микроорганизмы и гифы грибов, обитающие в ризосфере, проникают в корень. Эти контакты корней с бактериями и грибами носят симбиотический характер.

Корневые окончания многих растений срастаются с гифами грибов, образуя грибокорень, или микоризу (греч. mykes – гриб и rhiza – корень). Грибной компонент облегчает корням получение воды и минеральных веществ из почвы, а также передает им некоторые органические вещества. Гриб получает от высшего растения углеводы и другие питательные вещества.

Различают два типа микоризы: эктотрофную и эндотрофную.

Гифы эктотрофной микоризы охватывают корень только снаружи, иногда проникая в межклетники коровой паренхимы (сосна, береза, дуб, бук, ива, некоторые кустарники, пшеница, просо, лен). При эндотрофной микоризе грибной чехол вокруг корня не образуется, корневые волоски не отмирают, гифы гриба проникают глубоко в корень и внедряются в клетки коровой паренхимы (яблоня, груша, земляника, томат, злаки, орхидные и др.). Растения, питающиеся с помощью микоризных грибов, называют микотрофными.

Симбиоз корня с бактериями хорошо известен у бобовых растений. В коровой паренхиме корней поселяются почвенные бактерии из рода Rhizobium. Они проникают в кору корня через корневые волоски, питаются органическими веществами, усиленно размножаются и заполняют полость паренхимньгх клеток. Появляется бактероидная ткань, образующая выросты на поверхности корня – бактериальные клубеньки.

Клубеньковые бактерии способны фиксировать атмосферный азот, недоступный для непосредственного усвоения зеленым растением, и превращать его в азотистые соединения, которые растения усваивают.

Этот симбиоз важен для сельского хозяйства, как так способствует обогащению почвы азотом.

Достаточно широко распространены среди растений запасающие корни. Видоизменение связано с разрастанием вторичной паренхимы проводящих тканей и накоплением в ней запасных веществ. По происхождению и внешней структуре различают два типа запасающих корней: мясистые корни, или корнеплоды, и корневые шишки.

Корнеплоды образуются за счет разрастания главного корня, но в образовании их могут принимать участие нижние междоузлия стебля и в первую очередь подсемядольное колено (гипокотиль). Гипокотиль образует большую часть корнеплода свеклы, репы, редиса, а собственно корнем является только нижняя часть корнеплода, на котором правильными рядами развиваются боковые корни. Запасные продукты у корнеплодов (крахмал, инулин, различные сахара) могут откладываться в паренхиме вторичной коры (морковь, петрушка) или в паренхиме древесины (редька, репа, редис). Обычно в корнеплоде бывает хорошо заметный на срезах один слой камбия (монокамбиальность – редис), но в некоторых случаях образуется несколько слоев камбия (поликамбиальность – (свекла).

Корневые шишки, или корневые клубни, возникают при разрастании боковых корней разного порядка ветвления и боковых ветвлений придаточных корней. Корневые шишки, запасающие питательные вещества, развиваются у георгина, чистяка, ятрышника, батата. От подземных стеблевых клубней они отличаются отсутствием редуцированных чешуйчатых листьев.

У растений, обитающих чаще всего в экстремальных условиях, встречаются втягивающие корни (контрактильные). Они при сокращении втягивают в почву клубень, луковицу, корневище или гипокотиль и базальную часть побегов с почками возобновления на оптимальную глубину для сохранения в почве в период летней засухи или сильных морозов. Такой тип корней характерен для многих корневищных, луковичных и клубнелуковичных растений, а также для ряда сельскохозяйственных растений (клевер, гречиха, люцерна, морковь, свекла).

Для паразитирующих растений характерны корни-гаустории (лат. haustor – черпающий, пьющий), или присоски – видоизмененные корни, с помощью которых растения-паразиты поглощают питательные вещества из клеток растения-хозяина. Встречаются у омелы, повилики, заразихи и др.

Воздушные корни объединяют группу корней, разнообразных по морфологии и часто выполняющих особые функции.

Ходульные корни образуются у растений своеобразных растительных сообществ – мангровых зарослей, обитающих по берегам тропических морей в зоне приливов и отливов. Установлено, что это дыхательные корни, поглощающие кислород во время отливов. Кроме того, образовавшиеся на стволах мангровых деревьев воздушные корни растут вниз и, укрепившись в почве, прочно удерживают растение в мягком иле. Ходульные корни встречаются у некоторых небольших деревьев тропического дождевого леса, у некоторых пальм, панданусов, некоторых трав тропического дождевого леса и даже у кукурузы.

Способность этих корней-якорей противостоять нагрузкам как на разрыв, так и на сжатие объясняется наличием механических тканей в пучках, расположенных на периферии и в центре корня.

Досковидные опорные корни наиболее характерны для крупных деревьев тропического дождевого леса, особенно для деревьев самого высокого яруса. В отличие от ходульных досковидные корни – это боковые корни. Расположенные у самой поверхности почвы или над ней, они развивают более или менее плоские прилегающие к стволу вертикальные надземные выросты.

Вентиляционные (дыхательные) корни, или пневматофоры, развиваются у ряда тропических деревьев, растущих на бедных кислородом почвах. Дыхательные корни образуются из подземных боковых корней и растут вертикально вверх, поднимаясь над почвой или водой, т. е. для них характерен отрицательный геотропизм.

Пневматофоры снабжают подземные части корня воздухом, чему способствуют постоянно слущивающаяся тонкая кора, многочисленные чечевички и сильно развитая система воздухоносных межклетников.

Воздушные корни тропических эпифитов образуются у орхидных, ароидных и бромелиевых. Эпифиты (греч. epi – на, над и phyton – растение) – растения, поселяющиеся на других растениях, главным образом на их стволах и ветвях. Они не паразитируют на деревьях, а используют их в качестве субстрата – опоры для подъема в условия лучшего освещения. Воздушные корни эпифитных растений свободно висят в воздухе и приспособлены к поглощению капелек дождя или росы. У них образуется особая многослойная всасывающая ткань – веламен (по происхождению соответствует ризодермису).

Ход работы