Изучение видов корней, стержневые и мочковатые корневые...

Все растения образуют корневую систему. Корень — это осевой, обычно подземный вегетативный орган высших сосудистых растений.

Корень выполняет несколько важных функций для растения, это: закрепление растения в почве; поглощение и проведение воды с растворёнными минеральными веществами; запас питательных веществ; участие в вегетативном размножении и другие.

Совокупность всех корней растения называют корневой системой.

Кроме основного главного корня, растения имеют боковые и придаточные корни.

В зависимости от преимущественного развития тех или иных видов корней выделяют два типа корневых систем. Если центральный корень наиболее выражен и выделяется на фоне остальных корней, а боковые и придаточные корни не выделяются и занимают по отношению к главному подчинённое положение, то такой корень можно отнести к стержневому типу.

Стержневая корневая система характерна для большинства двудольных растений: гороха, одуванчика, клевера, цикория и других растений.

Если главный корень не развит или быстро отмирает, а преобладают придаточные корни, которые растут от побега. Корни примерно имеют одинаковую длину и толщину, то такой тип корневой системы можно отнести к мочковатой.

Мочковатая система характерна для большинства однодольных растений: ржи, пырея, пшеницы и других растений.

Вспомним, что условно корень подразделяется на зоны, которые выполняют разные функции. Переход от одной зоны в другую условный.

Рассмотрим внешнее строение корня.

Кончик корня покрывает корневой чехлик. Он защищает точки роста, состоящие из клеток. Продолжительность их жизни в среднем 9 дней.

Целостность внешних клеток нарушается, выделяя слизь, которая необходима для продвижения корня вглубь почвы.

Когда корень продвигается в почве, старые клетки слущиваются, а новые нарастают.

За корневым чехликом следует зона деления. Её длина небольшая, примерно 1 мм. Она состоит клеток, которые постоянно делятся.

Клетки, которые образовались в зоне деления, переходят в гладкую зону роста (растяжения) для дальнейшего развития. Зона роста — примерно несколько миллиметров. Всасывая воду, клетки этого слоя растягиваются, что способствует продвижению кончика корня вглубь почвы.

За зоной роста следует зона всасывания (поглощения). Её продолжительность — до нескольких сантиметров. Она хорошо различима на фоне других зон, так как её поверхностная ткань создаёт длинные тонкие выросты — корневые волоски.

Внешне корневые волоски выглядят как нежный белый пушок. Продолжительность жизни корневых волосков примерно 10—20 дней. 

Несколько дней образовавшиеся корневые волоски способны поглощать почвенные растворы, затем они отмирают, и формируются новые.

Зона всасывания — самая длинная и прочная часть корня с хорошо развитыми проводящими тканями. Здесь осуществляется транспорт веществ. Вверх поднимается вода с растворёнными минеральными веществами (восходящий ток по сосудам), а вниз передвигаются органические вещества из листьев (нисходящий ток по ситовидным трубкам), необходимые для жизнедеятельности клеток корня.

В зоне проведения проводящие структуры, которые несут воду и минеральные вещества, продолжают свой путь и переходят в стебель растения.

Экспериментально покажем, что вода и минеральные соли, поглощённые корнем, поднимаются вверх по стеблю.

Опустим срезанный стебель в сосуд с водой, подкрашенной красными чернилами. В начале опыта стебель имеет естественный зелёный цвет. Оценим результаты опыта через несколько часов. Стебель стал красноватого оттенка.

Рассмотрим микропрепарат “Строение кончика корня”.

Рассмотрев под микроскопом верхушку или кончик корня растения, можно увидеть мелкие, плотно расположенные клетки образовательной ткани.

Образовательная ткань находиться на всех растущих частях растения.

Она состоит из мелких непрерывно делящихся клеток, которые имеют тонкую оболочку и крупное ядро.

Изучим внешнее строение корня гороха

Рассмотрим корни проростков гороха на различных стадиях развития.

В начале развития проростка появляется один главный корень.

Рассмотрим корешок проростка. Измерим его длину, толщину, опишем окраску.

Проростки гороха белого цвета. Длина — 48 мм. Ширина у основания — 4 мм. Ширина средней части — 3 мм.

Определим тип корневой системы. У проростка гороха стержневой тип корневой системы.

Рассмотрим под лупой на свет кончик корня и найдём корневой чехлик. Наблюдаем, что кончик корня немного темнее и плотнее, чем весь корень. Это объясняется тем, что кончик корня сверху, как напёрстком, покрыт корневым чехликом.

Под корневым чехликом располагается верхушечная образовательная ткань.

Как в дальнейшем идёт формирование корневой системы гороха?

От главного корня начинают отходить боковые, а затем придаточные.

На некотором расстоянии от кончика корня расположено множество корневых волосков.

Вспомним, что с помощью корневых волосков осуществляется всасывание воды и минеральных веществ из почвы.

Измерим длину тех частей корня, где расположены корневой чехлик и корневые волоски.

Длина корневого чехлика составляет 6 мм, длина зоны корневых волосков до 30 мм, что составляет примерно половину корня.

Вспомним, что с помощью корневого чехлика корень раздвигает почву, закрывает образовательную ткань и продвигается вглубь почвы.

Рассмотрим корневую систему взрослого растения гороха.

В корневой системе взрослого растения гороха найдём главный и боковые корни.

Определяем, что у гороха стержневая корневая система.

Что произойдёт с корнем, если у него удалить верхушку (кончик).

До тех пор, пока на кончике корня есть верхушечная (апикальная) меристема, корень способен к росту.

Основное отличие корня от побега заключается в том, что верхушечная меристема защищена покрывающим её корневым чехликом.

Если удалить верхушку, то рост корня в длину остановится. А на остальной части корня начнут усиленно расти придаточные корни. Благодаря этому корневая система растения становится более мощной.

Рассмотрим корни проростков пшеницы и корневую систему взрослого растения.

Рассмотрим придаточные корни, отрастающие от нижней части стебля.
Найдём боковые корни.

Исходя из наблюдений, определяем, что как у проростков пшеницы, так и у взрослого растения нельзя выделить главный корень. Все корни имеют одинаковую толщину и длину. Исходя из этого, можно сделать вывод, что у пшеницы мочковатая корневая система.

За счёт чего происходит рост корней в длину?

Рост и ветвление корня идёт в течение всей жизни растительного организма.

Корешок проростка (как и корень взрослого растения) растёт не всей своей длиной, а только своим кончиком, на котором находятся зоны деления и роста.

Докажем это опытным путём.

Тушью нанесём на корешок проростка метки на расстоянии 1 мм.

Оставим проросток на двое суток в тёмном месте на влажной марлевой салфетке. Через указанное время наблюдаем, что на участке, расположенном ближе к верхушке корня, расстояние между метками увеличилось, а у основания корня оно не изменилось. Это доказывает то, что корень растёт именно верхушкой в зоне роста.

Корням свойственен положительный геотропизм — рост корня и его частей, направленному к центру Земли.

Геотропизм — это направленные ростовые движения растений, вызванные силой земного притяжения.

Экспериментально докажем способность органов растений принимать определённое положение под влиянием земного притяжения.

Если молодое, ещё растущее, растение положить горизонтально, то через некоторый промежуток времени, обычно несколько часов, конец корня загнётся вниз, а конец стебля — вверх. Такие геотропические изгибы можно наблюдать лишь в зоне роста.

Изучение внутреннего строения корня

Рассмотрим внутреннее строение корня в зоне всасывания.

Зона всасывания характеризуется наличием особой специализированной эпидермальной тканью — ризодермой, которая расположена на поверхности корня.

Все постоянные первичные ткани корня, то есть те, которые были образованы первичной меристемой, можно обнаружить в зоне всасывания. Анатомическое строение корня в этой зоне называют первичным.

При первичном строении корень состоит из трёх зон — ризодермы, первичной коры и центрального цилиндра.

Ризодерма (эпиблема) — это специализированная эпидермальная поглощающая ткань, которая располагается на поверхности корня. Её клетки образуют всасывающие корневые волоски.

Первичная кора, которая располагается ниже ризодермы, состоит из живых паренхиматозных клеток с тонкими оболочками. Клетки первичной коры снабжены межклетниками, через которые проходит необходимый живым клеткам кислород.

Первичная кора состоит из слоя клеток. Внешний слой — экзодерма, основной (средний) — мезодерма, и внутренний — эндодерма, он прилегает к центральному цилиндру. Эндодерма осуществляет контроль за перемещением веществ между корой и центральным цилиндром.

Центральный цилиндр (стела) состоит из прокамбия.

Прокамбий состоит из однородных клеток, которые далее дифференцируются в элементы первичных проводящих тканей — первичных флоэмы и ксилемы.

Так как ксилема обгоняет флоэму, то она первой занимает центр корня. Таким образом, в центре корня любого растения почти всегда находится первичная ксилема.

Занимая центр корня и расходясь от него в виде лучей, первичная ксилема на поперечном срезе корня выглядит в виде звезды.

Между её лучами находятся участки первичной флоэмы.

Первичная структура характерна для молодых корней.

У голосеменных и двудольных покрытосеменных в корнях очень рано начинают работать вторичные латеральные меристемы, в результате чего формируется совсем иное — вторичное строение корня.