Видоизменения корней
У большинства растений корни выполняют две основные функции — опорную и функцию почвенного питания, и имеют обычное строение. Но у некоторых растений в процессе эволюции корни видоизменились, и стали выполнять дополнительные функции. [showads ad=left]Выделяют следующие видоизменения корней:
- Запасающие корни
- Воздушные корни
- Ходульные корни
- Досковидные опорные корни
- Эпифитные корни
- Дыхательные корни
Запасающие корни
У некоторых многолетних растений запасающая функция корня становится основной. Такие корни называют запасающими. Запас питательных веществ позволяет растению переживать холодное время года. Существует два вида запасающих корней — корнеплоды и корневые шишки.
Корнеплоды образуются за счет разрастания главного корня и нижней части стебля. У некоторых растений (свекла, редис, репа) основная масса запасных питательных веществ (крахмал, сахар, минеральные соли, витамины) откладывается в стеблевой части корнеплода, а собственно корень — его нижняя часть, на которой развиваются боковые корни. У других растений (морковь, петрушка) запасные питательные вещества откладываются в паренхиме корня. Корнеплоды содержат много витаминов , минералов и других питательных веществ, и имеют важное хозяйственное значение. Многие из них употребляются в пищу в сыром, вареном и тушеном виде, их сушат и консервируют (морковь, свекла, редис, репа, редька, петрушка). Сочные корнеплоды являются ценным кормом для домашних животных.
Корневые шишки — это разрастания боковых или придаточных корней в мочковатой корневой системе. Корневые шишки образуют георгин, батат, чистяк, ятрышник и многие другие растения. Иногда корневые шишки называют корневыми клубнями.
На корневых шишках образуются придаточные почки, которые служат для вегетативного размножения.
Воздушные корни
Ходульные корни
Ходульные корни (корни — подпорки) — это придаточные корни, растущие вниз от стебля растения и служащие для его дополнительного укрепления на почве. У растений, живущих в зоне затопления, приливов, ходульные корни приподнимают растения над водой, а также выполняют дыхательную функцию. Ходульные корни образуются у особых растительных сообществ тропических лесов — мангровых зарослей, а также у некоторых тропических деревьев и пальм, и даже у кукурузы. Примером ходульных корней также является особая жизненная форма фикуса — баньян.
Досковидные опорные корни
В отличие от ходульных, досковидные корни — это боковые корни. Расположенные у самой поверхности почвы, или выступая над ней, они образуют плоские выросты, создающие дополнительную опору для дерева. Досковидные корни характерны для крупных тропических деревьев.
Эпифитные корни
Эпифиты — это растения, живущие на деревьях. Воздушные корни эпифитов свободно висят в воздухе, впитывая влагу — дождь или капельки росы особой покровной тканью — веламеном. К эпифитам относятся орхидеи, живущие в тропических лесах.
Дыхательные корни (пневматофоры)
Дыхательные корни образуются у деревьев, растущих на затапливаемых или бедных кислородом почвах. Они растут вверх, отходя от подземных боковых корней. Главная функция дыхательных корней — снабжение кислородом подземных частей растения. Кислород проникает через крупные чечевички, расположенные на дыхательных корнях.
Корни-присоски (гаустории)
Корни-присоски характерны для растений-паразитов и полупаразитов. Эти корни проникают внутрь стеблей других растений, и поглощают их соки. Если при этом растение имеет части, способные к фотосинтезу, оно является полупаразитом. Растения, утратившие способность фотосинтеза, и полностью живущие за счет других растений являются паразитами. Примерами паразитов являются повилика, не имеющая хлоропластов, а также самый крупный цветок раффлезия. Раффлезия, растущая в тропических лесах, не имеет ни стеблей, ни листьев. Все растение состоит из корней-присосок, с помощью которых раффлезия паразитирует на корнях и стеблях лиан, и огромного цветка, достигающего 1 метра в диаметре.
Растения-полупаразиты образуют органические вещества с помощью фотосинтеза в собственных листьях, а воду и минеральные вещества получают с помощью корней-присосок из других растений. Примеры полупаразитов — омела, живущая на деревьях, луговое растение погремок.
Корни-прицепки
Некоторые ползучие растения, например, плющ, ваниль, некоторые фикусы, имеют корни-прицепки. Это видоизмененные придаточные корни, с помощью которых растение может прикрепляться к любой поверхности, даже к голым камням, а значит, выносить листья к свету.
Втягивающие корни
Такое видоизменение корней, как втягивающие корни, характерно для многих луков, пролесок, шафрана (крокуса), многих орхидей, водных растений и др. Втягивающие корни благодаря особому строению способны укорачиваться на 10-70%, и втягивать луковицы, клубнелуковицы, корневища и т.д под землю, что предохраняет растения от замерзания в зимний период. Внешне втягивающие корни толстые, с поперечной исчерченностью.
Источник
Метаморфозы корней
Если корни выполняют особые функции, их строение меняется. Резкое, наследственно закрепленное видоизменение органа, вызванное сменой функций, носит название метаморфоза. Видоизменения корней очень разнообразны.
Микориза. Это симбиотическое взаимодействие гиф гриба и корневых окончаний растения. Микориза образуется на сосущих корнях в зоне поглощения. Грибы, живущие на корнях растений, используют органические вещества, синтезируемые зеленым растением, и поставляют растению из почвы воду и минеральные вещества. Благодаря сильно разветвленным гифам гриба у растения увеличивается всасывающая поверхность. Однако иногда симбиоз может переходить в паразитизм, например, когда гифы гриба наносят растению вред, угнетая его рост, или когда растение начинает использовать клеточное содержимое гиф гриба, проникших в коровую паренхиму растения.
Различают два основных типа микоризы. Гифы эктотрофной микоризы образуют чехол, окутывающий корень снаружи. Эктомикориза широко распространена у деревьев и кустарников. Эндотрофная микориза встречается в основном у травянистых растений. Эндомикориза находится внутри корня, гифы внедряются в клетки коровой паренхимы. Микотрофное питание очень широко распространено. Некоторые растения, например орхидные, вообще не могут существовать без симбиоза с грибами.
Клубеньки. Наличие клубеньков характерно для представителей семейства бобовых (люпина, клевера и др.). Клубеньки образуются в результате проникновения через корневые волоски в кору корня бактерий рода Rhizobium. Бактерии вызывают усиленное деление паренхимы, которая образует выросты бактероидной ткани на корне — клубеньки. Кроме того, они фиксируют атмосферный молекулярный азот и переводят его в связанное состояние в виде азотистых соединений, усваиваемых растением. Бактерии, в свою очередь, используют вещества, находящиеся в корнях растения. Такой симбиоз очень важен для почв и используется в сельском хозяйстве для их обогащения азотистыми веществами.
На корнях бобовых и других растений возникают особые образования — клубеньки, в которых поселяются бактерии. Эти бактерии способны фиксировать атмосферный молекулярный азот, переводя его в связанное состояние. Часть азотистых соединений, образованных таким путем, усваивает высшее растение-хозяин, отдавая при этом бактериям углеводы.
Воздушные корни образуются у многих тропических эпифитных однодольных из семейств орхидных, ароидных, бромелиевых. Эпифиты поселяются на других растениях, но не паразитируют на них, а используют как подпорку для поднятия вверх, к свету. Воздушные корни свободно висят в воздухе и приспособлены к поглощению атмосферной влаги. На их поверхности образуется веламен. Веламен, как и ризодерма, образуется из протодермы, но это многослойная ткань. Клетки веламена отмирают, их стенки имеют сетчатые или спиральные утолщения. Через поры и сквозные отверстия в клеточных стенках влага проникает капиллярным путем. Изнутри веламен подстилается экзодермой со сложно построенными пропускными клетками, через которые вода передается в клетки коры и осевого цилиндра. Веламен встречается и у некоторых наземных однодольных (кливия, хлорофитум), в этом случае он выполняет функцию механической защиты и предохраняет растение от потери воды из первичной коры.
Дыхательные корни, или пневматофоры образуются у некоторых тропических древесных растений, живущих в условиях недостатка кислорода (таксодиум, или болотный кипарис; растения мангровых зарослей, обитающие по болотистым берегам океанических побережий). Пневматофоры растут вертикально вверх и высовываются над поверхностью почвы. Через систему отверстий в этих корнях, связанных с аэренхимой, воздух поступает в подводные органы.
У некоторых растений для поддержания побегов в воздушной среде образуются дополнительные опорные корни. Они отходят от горизонтальных ветвей кроны и, достигнув поверхности почвы, интенсивно ветвятся, превращаясь в столбовидные образования, поддерживающие крону дерева (столбовидные корни баньяна).
Ходульные корни отходят от нижних участков стебля, придавая стеблю устойчивость. Они образуются у растений мангровых зарослей, растительных сообществ, развивающихся на затопляемых во время прилива тропических берегах океанов, а также у кукурузы. У фикуса каучуконосного образуются досковидные корни. В отличие от столбовидных и ходульных, они являются по происхождению не придаточными, а боковыми корнями.
Побеги плюща, стремясь к солнцу, обвивают другие растения или прикрепляются к стенам при помощи корней — прицепок. У паразитических растений корни видоизменяются в присоски – гаустории, которые внедряются в ткани других растений и поглощают из клеток воду и питательные вещества
У многих луковичных и корневищных растений образуются втягивающие, или контрактильные корни. Они могут укорачиваться и втягивать побег в почву на оптимальную глубину на время летней засухи или зимних морозов. Втягивающие корни имеют утолщенные основания с поперечной морщинистостью.
Корневые клубни. У многих двудольных и однодольных растений в результате метаморфозы придаточных корней образуются корнеклубни (чистяка весеннего, любки двулистной, ятрышника пятнистого и т.д.).
Корневые клубни имеют ограниченный рост и приобретают овальную или веретеновидную форму. Такие клубни выполняют запасающую функцию, а поглощение почвенных растворов за них выполняют хорошо ветвящиеся всасывающие корни. У некоторых растений, таких как георгин, лилейник, корнеклубни выполняют запасающую функцию только в определенной части (базальной, срединной) а остальная часть клубня имеет типичное строение корня.
Такие корнеклубни могут выполнять как запасающую, так и всасывающую функции.
Корнеплоды. В образовании корнеплода могут участвовать различные части растения, например, разросшаяся базальная часть главного корня, утолщенный гипокотиль и др. Короткокорнеплодные сорта представителей семейства капустных (редис, репа) имеют плоский или округлый клубень, большая часть которого представлена разросшимся гипокотилем. Такие корнеплоды имеют вторичное анатомическое строение при диархной первичной ксилеме и хорошо развитой вторичной ксилеме, выполняющей запасающую функцию (рис. 3.15, 3.16). Клубень длиннокорнеплодных сортов представителей семейства сельдерейных
Рис. 3.19. Корнеплоды моркови (а, б), репы (в, г), свеклы (д, е, ж). На поперечных срезах (б, г, е) ксилема показана красным. Пунктирной линией обозначена граница стебля и корня
Источник