Rădăcină

Rădăcina ( lat.  radix ) este un organ vegetativ axial, de obicei subteran , al plantelor vasculare superioare , care are o creștere nelimitată în lungime și geotropism pozitiv . Rădăcina fixează planta în sol și asigură absorbția și conducerea apei cu minerale dizolvate către tulpină și frunze [1] .

Nu există frunze pe rădăcină și nu există cloroplaste în celulele rădăcinii .

Pe lângă rădăcina principală, multe plante au rădăcini laterale și adventive . Totalitatea tuturor rădăcinilor unei plante se numește sistemul radicular . În cazul în care rădăcina principală este puțin exprimată, iar rădăcinile adventive sunt exprimate semnificativ, sistemul radicular este numit fibros . Dacă rădăcina principală este exprimată în mod semnificativ, sistemul radicular este numit pivot .

Unele plante depun nutrienți de rezervă în rădăcină , astfel de formațiuni sunt numite culturi de rădăcină .

Funcțiile de bază ale rădăcinii

La multe plante, rădăcinile îndeplinesc funcții speciale ( rădăcini aeriene , rădăcini de rădăcină).

Originea rădăcinii

Corpul primelor plante care au aterizat pe uscat nu fusese încă disecat în lăstari și rădăcini. Era alcătuit din ramuri, dintre care unele se ridicau vertical, în timp ce altele apăsau pe sol și absorbeau apa și substanțele nutritive. În ciuda structurii primitive, aceste plante erau asigurate cu apă și substanțe nutritive, deoarece erau de dimensiuni mici și trăiau lângă apă.

Pe parcursul evoluției ulterioare, unele ramuri au început să pătrundă mai adânc în sol și au dat naștere la rădăcini adaptate la o nutriție mai perfectă a solului. Aceasta a fost însoțită de o restructurare profundă a structurii acestora și de apariția unor țesuturi specializate . Înrădăcinarea a fost o realizare evolutivă majoră care a permis plantelor să preia soluri mai uscate și să producă lăstari mari care s-au ridicat în lumină. De exemplu, briofitele nu au rădăcini reale, corpul lor vegetativ este de dimensiuni mici - până la 30 cm, mușchii trăiesc în locuri umede. La ferigă apar rădăcini adevărate, ceea ce duce la creșterea dimensiunii corpului vegetativ și la înflorirea acestui grup în perioada carboniferului .

Caracteristici ale structurii rădăcinilor

Setul de rădăcini ale unei plante se numește sistemul radicular. Compoziția sistemelor radiculare include rădăcini de diferite naturi. Distinge:

Rădăcina principală se dezvoltă din rădăcina germinativă . Rădăcinile laterale apar pe orice rădăcină ca ramură laterală. Rădăcinile adventive sunt formate din lăstar și părțile sale.

În forma sa cea mai simplă, termenul „arhitectură rădăcină” se referă la configurația spațială a sistemului radicular al unei plante. Acest sistem poate fi extrem de complex și depinde de mulți factori precum specia plantei în sine, compoziția solului și disponibilitatea nutrienților [2] . Configurația sistemelor radiculare servește la susținerea structurală a plantei, la concurența cu alte plante și la absorbția nutrienților din sol [3] . Rădăcinile cresc în anumite condiții care, dacă sunt modificate, pot împiedica creșterea plantei. De exemplu, un sistem radicular dezvoltat în sol uscat poate să nu fie la fel de eficient în solul inundat, dar plantele se pot adapta la alte schimbări de mediu, cum ar fi schimbările sezoniere [3] .

Părți ale rădăcinii

Diferite părți ale rădăcinii îndeplinesc diferite funcții și diferă ca aspect. Aceste părți sunt numite zone.

Trecerea de la o zonă la alta este treptată și condiționată.

Zonele rădăcinii tinere se termină

Vârful rădăcinii este întotdeauna acoperit din exterior cu un capac radicular care protejează celulele delicate ale meristemului. Carcasa constă din celule vii care sunt actualizate în mod constant. Celulele capacului rădăcinii secretă mucus, care acoperă suprafața rădăcinii tinere. Datorită mucusului, frecarea pe sol este redusă, particulele sale se lipesc cu ușurință de capetele rădăcinii și firele de păr. În cazuri rare, rădăcinile sunt lipsite de un capac de rădăcină ( plante acvatice , unele plante parazite ). Sub capac se află o zonă de diviziune, reprezentată de un țesut educațional - meristemul. Dacă acest meristem apical este izolat și formează doar celule de capac radicular (ca în majoritatea monocotiledonelor ), se numește calyptrogen . La majoritatea dicotiledoneelor, țesutul meristematic al vârfului rădăcinii fuzionează cu meristemul, care formează zona de absorbție și se numește dermatocaliptrogen.

Celulele zonei de diviziune sunt cu pereți subțiri și pline cu citoplasmă; nu există vacuole. Zona de diviziune poate fi distinsă pe o rădăcină vie prin culoarea sa gălbuie, lungimea sa este de aproximativ 1 mm. Urmează zona de divizare este zona de întindere. De asemenea, este mică ca lungime: are doar câțiva milimetri, se distinge printr-o culoare deschisă și, parcă, transparentă. Celulele zonei de alungire nu se mai divid, dar se pot întinde pe direcția longitudinală, împingând rădăcina care se termină adânc în sol. În zona de creștere, celulele se împart în țesuturi.

Capătul zonei de alungire este clar vizibil prin apariția a numeroase fire de păr de rădăcină. Firele de păr rădăcină sunt situate în zona de aspirație, a cărei funcție este clară din numele său. Lungimea sa este de la câțiva milimetri la câțiva centimetri. Spre deosebire de zona de creștere, părți din această zonă nu mai sunt deplasate în raport cu particulele de sol. Rădăcinile tinere absorb cea mai mare parte a apei și a nutrienților cu ajutorul firelor de păr rădăcină - excrescențe ale celulelor țesuturilor de suprafață. Ele măresc suprafața de aspirație a rădăcinii, secretă produse metabolice; situat chiar deasupra capacului rădăcinii. Împreună dau impresia unui puf alb în jurul rădăcinii. Într-o plantă care tocmai a fost scoasă din sol, bulgări de pământ pot fi întotdeauna văzute aderând la firele de păr de la rădăcină. Conțin un strat de protoplasmă, un nucleu, o vacuolă mare; cojile lor subțiri, ușor permeabile la apă, aderă strâns la bulgări de sol. Firele de păr rădăcină eliberează diferite substanțe în sol. Lungimea variază în diferite specii de plante de la 0,06 la 10 mm. Odată cu creșterea umidității solului, formarea încetinește; nu se formează în sol foarte uscat. Firele de păr radiculare apar sub formă de papile mici - excrescențe ale celulelor. După un anumit timp, părul rădăcină moare. Speranța sa de viață nu depășește 10-20 de zile

Deasupra zonei de aspirare, unde firele de păr radiculare dispar, începe zona de conducere. Prin această parte a rădăcinii, apa și soluțiile de săruri minerale, absorbite de firele de păr ale rădăcinii, sunt transportate în părțile de deasupra plantei.

Structura anatomică a rădăcinii

În zona de creștere, celulele încep să se diferențieze în țesuturi, iar în zona de absorbție și conducere se formează țesuturi conductoare, care asigură creșterea soluțiilor nutritive către partea aeriană a plantei. Poate cea mai frapantă caracteristică a rădăcinilor, care le diferențiază de alte organe ale plantelor, cum ar fi ramurile și frunzele tulpinii, este că rădăcinile sunt de origine endogene [4] , adică provin și se dezvoltă din stratul interior al axei materne, cum ar fi periciclu [ 5] . Ramurile și frunzele tulpinii, în schimb, sunt exogene , adică încep să se dezvolte din scoarță, stratul exterior.

Deja la începutul zonei de creștere a rădăcinii, masa celulelor se diferențiază în trei zone: rizodermul, cortexul și cilindrul axial.

Epiblema sau rizoderma  - țesut tegumentar, care este acoperit pe exteriorul terminațiilor tinere ale rădăcinilor. Conține fire de păr rădăcină și este implicată în procesele de absorbție. În zona de absorbție, rizodermul absoarbe pasiv sau activ nutrienții minerali, cheltuind energie în acest din urmă caz. În acest sens, celulele rizodermice sunt bogate în mitocondrii .

Velamenul  este un rizoderm multistratificat, aparține țesuturilor tegumentare primare și provine din stratul de suprafață al meristemului apical al rădăcinii. Constă din celule goale, cu membrane subțiri de plută.

Exodermul  - stratul exterior acoperit cu plută al cortexului primar , înlocuind rizodermul muribund.

Cortexul primar este format din parenchim, de obicei se diferențiază la nivelul zonei de alungire. Este liber și are un sistem de spații intercelulare, de-a lungul cărora circulă de-a lungul axei rădăcinii gazele necesare respirației și menținerii metabolismului. La plantele de mlaștină și acvatice, spațiile intercelulare ale scoarței sunt deosebit de extinse. Cortexul este acea parte a rădăcinii prin care trece activ transportul radial (aproape) al apei și al sărurilor dizolvate de la rizoderm la cilindrul axial. În țesuturile cortexului se realizează sinteza activă a metaboliților și se depun nutrienții de rezervă.

Cilindrul axial este un complex complex de țesuturi conductoare, educative și de bază.

Tipuri de sisteme radiculare

  • În sistemul de rădăcină principală, rădăcina principală este foarte dezvoltată și vizibilă clar printre alte rădăcini (tipic pentru dicotiledone ). O varietate de sistem de rădăcină robinet - sistem de rădăcină ramificată : constă din mai multe rădăcini laterale, dintre care rădăcina principală nu se distinge; caracteristic arborilor .
  • În sistemul radicular fibros , în stadiile incipiente de dezvoltare, rădăcina principală, formată din rădăcina germinativă, moare, iar sistemul radicular este compus din rădăcini adventive (tipic pentru monocotiledone ). Sistemul de rădăcină roșie pătrunde de obicei mai adânc în sol decât sistemul de rădăcină fibroasă, cu toate acestea, sistemul de rădăcină fibroasă împletește mai bine particulele de sol adiacente .

Rădăcinile adventive (rădăcini mici în sistemul de rădăcină principală) cresc direct din tulpină. Ele cresc dintr-un bulb (care este o tulpină specială) sau din butași de grădină.

Modificări și specializarea rădăcinilor

Rădăcinile unor plante au tendința de a se metamorfoză .

Modificări la rădăcină:

  • O rădăcină  este o rădăcină principală îngroșată. Rădăcina principală și partea inferioară a tulpinii sunt implicate în formarea culturii de rădăcină. Majoritatea plantelor rădăcinoase sunt bienale . Rădăcinile constau în principal din țesut de bază de depozitare ( napi , morcovi , pătrunjel ).
  • Tuberculii de rădăcină (conurile de rădăcină) se formează ca urmare a îngroșării rădăcinilor laterale și adventive ( orchis , lyubka , chistyak , dahlia ). Cu ajutorul lor, planta înflorește mai repede.
  • Rădăcinile de cârlig  sunt un fel de rădăcini adventive. Cu ajutorul acestor rădăcini, planta se „lipește” de orice suport.
  • Rădăcini cu stil  - rădăcini adventive care se extind din trunchi într-un unghi, care, ajungând la pământ, cresc în el. Uneori, de-a lungul timpului, bazele trunchiurilor putrezesc, iar copacii stau doar pe aceste rădăcini, ca pe piloni. Acţionează ca suport. Rădăcinile arborite ale arborilor de mangrove servesc nu numai pentru sprijin, ci și pentru alimentare suplimentară cu aer.
  • Rădăcinile de scânduri sunt rădăcini laterale care rulează la sau deasupra suprafeței solului, formând excrescențe verticale triunghiulare adiacente trunchiului. Caracteristic arborilor mari din pădurea tropicală .
  • Aerul sau rădăcinile respiratorii  - îndeplinesc funcția de respirație suplimentară, cresc în partea aeriană. Ele absorb apa de ploaie și oxigenul din aer . Se formează în multe plante tropicale , în special în mangrove , în condiţiile lipsei de săruri minerale în solul pădurii tropicale . Se găsesc și în plantele din zona temperată . Pot avea o varietate de forme: serpentină, cu manivelă, sparanghel ( pneumatofori cresc vertical în sus [6] ) [7] . Principalul mod de mișcare a gazelor în rădăcinile respiratorii este difuzia prin lenticele și aerenchim . În mangrove , o creștere suplimentară a presiunii apei la maree înaltă, în care rădăcinile sunt comprimate și o parte din aer este stoarsă și o scădere a presiunii apei la maree scăzută, în care aerul este aspirat în rădăcini. Acest lucru poate fi comparat cu inhalarea și expirația la vertebrate [8] .
  • Rădăcinile de susținere (rădăcinile coloane)  sunt rădăcini adventive ale unor plante tropicale care cresc pe trunchiuri și ramuri și cresc până la pământ [9] .
  • Micoriza  este coabitarea rădăcinilor plantelor superioare cu hifele fungice . Cu o astfel de conviețuire reciproc avantajoasă, numită simbioză , planta primește apă de la ciupercă cu nutrienți dizolvați în ea, iar ciuperca primește substanțe organice. Micoriza este caracteristică rădăcinilor multor plante superioare , în special celor lemnoase. Hifele fungice, împletind rădăcini groase lignificate ale copacilor și arbuștilor , acționează ca fire de păr de rădăcină.
  • Nodulii bacterieni de pe rădăcinile plantelor superioare  , rezultat al coabitării plantelor superioare cu bacterii fixatoare de azot , sunt rădăcini laterale modificate, adaptate simbiozei cu bacteriile. Bacteriile pătrund în firele de păr din rădăcinile tinere și le determină să formeze noduli. În această coabitare simbiotică, bacteriile transformă azotul din aer într-o formă minerală disponibilă plantelor. Iar plantele, la rândul lor, oferă bacteriilor un habitat special în care nu există concurență cu alte tipuri de bacterii din sol. Bacteriile folosesc și substanțe găsite în rădăcinile plantelor superioare. Mai des decât altele, nodulii bacterieni se formează pe rădăcinile plantelor din familia leguminoaselor . În legătură cu această caracteristică , semințele de leguminoase sunt bogate în proteine , iar membrii familiei sunt folosiți pe scară largă în rotația culturilor pentru a îmbogăți solul cu azot.

Vezi și

Note

  1. ↑ Rădăcină // Micul Dicționar Enciclopedic al lui Brockhaus și Efron  : în 4 volume - Sankt Petersburg. , 1907-1909.
  2. ↑ Malamy JE Căi de răspuns intrinseci și de mediu care reglează arhitectura sistemului radicular  //  Plant , Cell & Environment : jurnal. - 2005. - Vol. 28 . - P. 67-77 . - doi : 10.1111/j.1365-3040.2005.01306.x . — PMID 16021787 .
  3. ↑ 1 2 Caldwell MM, Dawson TE, Richards JH Lift hidraulic: consecințele efluxului de apă din rădăcinile plantelor  // Oecologia  :  journal. - 1998. - ianuarie ( vol. 113 , nr. 2 ). - P. 151-161 . - doi : 10.1007/s004420050363 . — Cod . — PMID 28308192 .
  4. ↑ Gangulee HC, Das KS, Datta CT, Sen S. College Botany  . — Kolkata: Noua Agenție Centrală de Carte. - T. 1.
  5. ↑ Dutta AC, Dutta TC BOTANĂ Pentru studenți  . — al 6-lea. — Oxford University Press .
  6. ↑ Pneumatophores // Marea Enciclopedie Sovietică  : [în 30 de volume]  / cap. ed. A. M. Prohorov . - Ed. a 3-a. - M .  : Enciclopedia Sovietică, 1969-1978.
  7. ↑ Mangrove // ​​Geografie: Modern Illustrated Encyclopedia / Cap. ed. A. P. Gorkin . — M .: Rosmen , 2006. — 624 p. — ISBN 5-353-02443-5 .
  8. ↑ Hogarth PJ Biologia mangrovelor și ierburilor marine  . - Oxford University Press , 2008. - ISBN 978-0-19-856870-4 .  (Engleză)
  9. ↑ Pasechnik V.V. Biologie. clasa a 6-a. - Ed. a XII-a. - M .: Butarda , 2009. - S. 106. - 304 p. — 50.000 de exemplare.  - ISBN 978-5-358-06815-5 .

Literatură

  Accesați articolul Wikidata  Site-uri tematice
Dicționare și enciclopedii
În cataloagele bibliografice