Запасающая функция корня растения

Основные видоизменения корня (метаморфозы)

Большинство растений имеют корни типичного строения. Но у многих видов в процессе эволюции корни приспособились к выполнению особых функций, в связи с чем, строение их изменилось. Такие изменения называются метаморфо­зами.

Запасающие корни. У многолетних растений запасные питательные вещест­ва могут откладываться и в корнях. Если функция запаса становится основной, то такие корни называются запасающими. По происхождению и структуре раз­лича­ют два типа запасающих корней: корнепло­ды и корневые шишки (рис. 5.8.).

Корнеплоды образуются за счет разрастания главного корня. В образовании корнеплода принимает участие нижняя часть стебля, причем у свеклы, репы, редиса она составляет большую часть корнеплода, а собственно корень – только нижняя его часть, на котором 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). Изредка запасные вещества откладываются в паренхиме, образованной деятельностью нескольких добавочных колец камбия (свекла) – пример третичного строения (установлено, что образование добавочных ка­­м­би­альных колец стиму­ли­руется деятельностью ли­­стьев – их число примерно равно числу листьев, деленному на два).

Корневые шишки (корневые клубни)возникают при разрастании боковых корней (у георгина, чистяка, ятрышника, батата). Об­разовывают при­да­точ­ные почки и служат не только для перезимовки, но и для вегетативного раз­множения.

Микориза. Микориза представляет собой мутуалистический симбиоз корней многих растений с гифами грибов (некоторые зигомикоты и аскомикоты, но главным об­разом базидиальные грибы) (рис. 5.9.). Грибной компонент облег­чает кор­ням получение во­ды и минеральных веществ из почвы, а также, видимо, передает им некоторые органические вещества. Гриб в свою очередь получает от растения углеводы и дру­гие питательные вещества.

Различают эктотрофную микоризу, когда гифы гриба охватывают корень только снаружи, иногда проникая в межклетники коровой паренхимы (сосна, береза, дуб, ива и др.), и эндотрофную микоризу, когда грибной чехол вокруг корня не образуется, а гифы проникают глубоко в корень и внедряются в клетки коровой паренхимы (яблоня, груша, земляника, злаки, орхидные и др. – характерна для большинства покрытосеменных).

Втягивающие или контрактиль­­­ные корни. Характерны для многих корне­вищных и луковичных растений, обитающих чаще всего в экстремальных условиях (регио­ны с сухим жарким климатом или суровой зимой), а также характерны для многих сельскохозяйственных растений (клевер, гречиха, люцерна, морковь, свекла). Укорачиваясь у основания, такие корни (более длинные, чем обычные) способны втягивать луковицы или корневища в почву на оптимальную для их сохранения глубину (рис. 5.10.).

Клубеньки. Клубеньки пред­­ставляют собой разрастание паренхимной ткани корня (у многих бобовых), вызванное некоторыми видами бактерий из рода Rhizo­bium (рис. 5.11). Эти микроорганизмы способны фиксировать атмосферный молекуляр­ный азот, переводя его в связанное легкоусвояемое растением состояние. С другой стороны, бак­терии используют вещества, находящиеся в корнях растения, а также стиму­лируют разрастание корней. Благодаря дан­ному симбиозу проис­ходит обо­гащение почвы азотом.

На корнях ольхи, лоха, облепихи также образуются клубеньки, однако они возникают в результате симбиоза с актиномикотами, которые также способны фиксировать ат­мос­ферный азот.

Корни-гаустории, или присоски. Такие корни характерны для паразитических растений (омела, заразиха, повилика и др.), эпифитных лиан (плющ).

У омелы, например, паразити­рующей на стволах и ветвях различных древесных растений, образуются длинные цилиндрические или слегка сплюснутые корни, растущие в коре растения-хозяина (рис. 5.12.). От них в проводящую ткань отходят присоски, которые поглощают его питательные вещества (воду и минеральные вещества). Из придаточных почек на этих корнях образуются побеги, пробивающиеся через кору наружу.

Воздушные корни. Объединяют группу корней, разнообразных по морфоло­гии и часто выполняющих особые функции (рис. 5.13.):

– ходульные корни – образуются у растений своеобразных растительных со­обществ – мангровых зарослей, а также встречаются у некоторых небольших де­ревьев тропического дождевого леса, особенно на болотистой почве; они имеются также у некоторых пальм и даже у кукурузы. Образуясь на стволах и ветвях де­ревьев и стеблях трав (т.е. они придаточные), они растут вниз, укрепляются в почве и прочно удерживают растение. Наиболее эффектны ходульные корни не­которых видов фикуса, образующие экзотическую жизненную форму – баньян;

– досковидные опорные корни наиболее характерны для крупных деревьев тропического дождевого леса. В отличие от ходульных – это боковые корни. Рас­положенные у самой поверхности почвы или над ней, они развивают более или менее плоские прилегающие к стволу вертикальные надземные выросты, при­дающие дополнительную опору растению;

– вентиляционные (дыхательные) корни, или пневматофоры, развиваются у ряда тропических деревьев, растущих на бедных кислородом почвах. Они имеют­ся у мангровых деревьев, а также у деревьев, произрастающих в лесах на пресно­водных тропических болотах. Образуются из подземных боковых корней и растут вертикально вверх, поднимаясь над почвой или водой (отрицательный геотро­пизм). Значение пневматофоров заключается, прежде всего, в снабжении подзем­ных частей корня воздухом;

– воздушные корни эпифитных растений (образуются у тропических орхидных, ароидных и бромелиевых). Эпифиты –это растения, поселяющиеся на других растениях (стволах и ветвях) и использующие их как субстрат (не паразитируют). Их воздушные корни свободно висят в воздухе и приспособлены к поглощению капелек дождя или росы (благодаря особой многослойной всасывающей ткани – веламен).

Клетки веламена постепенно отмирают, и поэтому вода всасывается не осмотиче­ским, а капиллярным путем, проникая внутрь через большие поры и сквозные от­верстия.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Источник

Основные видоизменения корня

Многие виды растений в процессе истории развития и приспо­собления к разнообразным условиям существования заметно изменили свой облик. При этом все органы, в том числе и корни, заметно видоизме­нились.

I. Метаморфозы корня, специализированные на запасающей функции

Запасающие корни — видоизменение связано с разрастанием вторичных элементов (древесинной и лубяной паренхимы) в связи с отложением в них запасных веществ. Различают два типа запасающих кор­ней: мясистые корни, или «корнеплоды», и корневые клубни.

Корнеплоды формируются за счет главного корня (оси первого порядка), но в формировании их могут принимать участие также подсемядольное колено и отчасти несколько видоизмененный (укороченный) побег, например у свеклы. Причем запасные вещества у корне­плодов могут откладываться в коровой паренхиме вторичной коры или в древесинной. Масса корнеплода нарастает за счет деятельности:

1. одного камбиального кольца (монокамбиальность). Существуют две разновидности таких корнеплодов:

а) с наибольшим развитием ксилемной (древесинной) паренхимы в качестве запасающей ткани (корнеплод редьки).

б) с наибольшим развитием в качестве запасающей ткани флоэмной зоны — морковь.

2. за счет одновременной работы нескольких колец камбия (поликамбиальность), например, у свеклы.

Корневые клубни, или корневые шишки. В отли­чие от мясистых корней — корнеплодов корневые клубни возникают не на главной оси растения (корень—гипокотиль—стебель), а на боковых корнях и придаточ­ных корнях. Корневые клубни развиваются у георгины, чистяка и др. В корневых клубнях откладываются запасные вещества. От стеблевых клубней они отличаются происхождением, а, следовательно, и отсутствием редуцированных листьев. На корневых клубнях нередко образуются прида­точные почки, и тогда они служат органами вегетативного размножения. В отличие от стеблевых (побеговых) корневые клубни всегда лишены рудиментарных листьев (листовых чешуек).

II. Метаморфозы корня, служащие для усиления опорной функции (придаточные по происхождению)

1. У некоторых тропических деревьев, например, у ряда видов фикуса образуются плоские досковидные корни. Они отходят от ствола на высоте от 1 до 3 м и характеризуются несимметричным утолщением, наиболее активным с наружной по отношению к стволу стороны. Ветвясь, корни образуют вокруг ствола камеры. Такие корни служат надежной опорой для сравнительно тонкого ствола, несущего обычно мощную крону, позволяя дереву противостоять сильному ветру.

2. В функциональном отношении с ними сходны ходульные корни, чаще всего встречающиеся у тропических растений, произрастающих на морских побережьях и подверженных действию приливов и отливов. Ходульные кор­ни образуются у ризофоры, пандануса. Они развиваются, как и досковидные, на вы­соте 1,5-3 м и более. Их надземные части прямые, подземные — сильно разветвленные. Во время приливов корни находятся в воде, во время отли­вов — верхние части корней оголяются. Небольшие ходульные корни имеет кукуруза.

3. К группе опорных корней принадлежат и корни-подпорки, раз­вивающиеся у произрастающего в Индии бенгальскою фикуса, или баньяна. На крупных горизонтальных ветвях взрослого растения образуются много­численные придаточные корни без волосков, гирляндами свешивающиеся вниз. Они растут медленно, многие из них отмирают, а оставшиеся достигают почвы и укрепляются в ней, сильно разветвляясь при этом. Надземная часть такого корня утолщается и становится похожей на ствол. Ветвь с корнями-подпорками получает минеральное питание и воду не из главного ствола, а из корня.

4. Опорную роль играют и корни-прицепки, свойственные некоторым ли­анам, например, плющу. С их помощью растения поднимаются вверх по стволам деревьев или другим опорам.

III. Питающие корни. Для питания растений-паразитов служат корни-присоски. У повилики с рано отмирающим первичным корнем, стебель, обвивающийся вокруг ра­стения-хозяина, образует выросты — гаустории, проникающие в древесину, обеспечивающую повилику питанием.

IV. Ассимилирующие корни развиваются у некоторых водных растений, на­пример, у водяного ореха, или чилима, встречающегося в пресных водах умеренной климатической зоны. Эти стеблевые придаточные кор­ни гребневидно рассечены. У чилима есть листья, поэтому корни только усиливают фотосинтезирующий аппарат растения.

V. Воздушные корни, не соприкасающиеся с субстратом, свой­ственны, в основном, эпифитам влажных тропических лесов (например, орхидеям). Их основная функция – поглощение воды осадков и запасание ее.

VI. Дыхательные корни — пневматофоры (от греч. пневма — дыхание, форос — несущий) служат для снабжения подземных органов кислородом у растений, обитающих на заболоченных почвах и по морским побережьям (в приливной полосе). Обладают отрицательным гео­тропизмом и растут вертикально вверх. Сна­ружи они покрыты перидермой с чечевичками, внутри них хорошо развита губчатая ткань, межклетники которой заполнены воздухом. Из древесных растений такие корни имеет болотный кипарис. Они растут вокруг ствола дерева на довольно большой территории, выступая над поверхностью почвы в виде пеньков высотой до нескольких десятков сантиметров. Пневматофоры представляют собой ответвления длинных горизонтальных подземных корней дерева.

Как бы ни различались метаморфозы корней по внешнему виду и функ­циям, их корневая природа всегда может быть установлена по наличию в них центрального цилиндра с радиальным проводящим пучком.

Источник