Jaká je struktura kořene?

Kořen je životně důležitý orgán rostliny, pomocí kterého je přichycen k půdě a přijímá ze země živiny potřebné pro život. Zdravý a nepoškozený kořen poskytuje rostlině dostatečné množství užitečných prvků a minerálních látek.

• Kořenové funkce
• Jak jsou kořeny uspořádány?
• Kořenový systém
• Úpravy kořenových struktur

Kořenové funkce

• udržuje zásobu minerálů;
• vegetativní rozmnožování;
• podílí se na procesu fotosyntézy;
• provádí dýchací akce;
• interaguje s mikroorganismy.

Jak jsou kořeny uspořádány?

Externí

• čepice na špičce;
• oblast s chloupky;
• růst, přiléhající ke kořenovému uzávěru;
• vodivé, nahoře zesílené a přiléhající ke stonku.

Důležité! Při přesazování rostlin jsou zahradníci opatrní a pozorní k přepravě podloží a to společně s přilehlou zeminou. S poškozenými vlasy může odumřít celý rostlinný systém.

Vnitřní struktura kořene

• Oblast divize. V oblasti dělení vytvářejí vzdělávací tkáňové buňky kůži, která slouží jako vnější plášť a plní ochrannou funkci. Oblast je obklopena kořenovým uzávěrem. Buňky této části kořene se neustále dělí.

Důležité! Kořenová buňka se svou strukturou neliší od buněčné tkáně jiných druhů v přírodě. Ochranný obal obsahuje jádro, vakuoly s živinami a protoplazmu.

• Oblast růstu nebo protažení vyznačující se tím, že se buňky přestávají dělit a procházejí fází aktivního růstu. Tato oblast je zodpovědná za zvýšení délky kořene pro hledání užitečných látek hluboko v půdě. Oblast je hladká, bez chloupků a dalších kořínků.

Důležité! Staré části kořene jsou pokryty speciální korkovou kůrou a nemají žádné chloupky. Přestávají vstřebávat minerály a nepodílejí se na výživě rostlin.

• Oblast sání reprezentovaná částí s chloupky. Jsou zodpovědní za výživu celé rostliny. Malé chloupky vysávají vodu a minerální soli z půdy jako miniaturní pumpy. Tato zóna zabírá největší plochu celého povrchu kořene.

Důležité! Vlasy vylučují slizovou látku. Rozpouští výživné soli půdy, když se částice půdy přichytí na vlasové porosty. Přísavky absorbují potřebné látky a krmí rostlinu. Proto vidíme kousky zeminy na oddenku, když rostlinu vytahujeme z půdy.

• Součástí akce je nejsilnější a nejdelší. Jde výše podél oddenku ke stonku a má jasně vytvořenou vodivou tkáň. Voda a další živiny se přes buňky tohoto úseku přesouvají do nadzemní části rostliny (vzestupný proud). Kořen také potřebuje živiny a růstové látky, proto k němu proudí organické sloučeniny ze stonku a listů – jde o sestupný proud.

Kořenový systém

• Hlavní nebo hlavní . Tato část roste a vyvíjí se z embryonálního kořene.
• Vedlejší věty. Tvoří se na stonkové části a mohou růst i na listech.
• Boční . Vyvíjejí se na hlavní a vedlejší části kořene.

Důležité! U některých druhů květin se vyvíjejí stahovací nebo zatahovací kořeny. Patří mezi doplňky a jsou navrženy tak, aby zajistily optimální přilnavost plechů k zemi, správnou polohu a hloubku kořenového krčku.

Anatomická struktura kořene může být primární nebo sekundární. Primární struktura vzniká jako výsledek diferenciace buněk, které jsou deriváty apikálního meristému. Sekundární struktura – výsledek činnosti kambia.

Primární struktura je charakteristická pro mladé kořeny všech vyšších rostlin. Po celý život je tato struktura zachována u mechů, přesliček, kapradin a jednoděložných krytosemenných rostlin. U nahosemenných a dvouděložných krytosemenných rostlin vlivem aktivity sekundárních postranních meristémů (kambium a felogen) dochází ke ztluštění kořene a výměně primární struktury za sekundární.

Mladé kořenové zóny. Mladý kořen má několik zón, které se liší svou stavbou a funkcemi (obr. 21).
Rýže. 21. Zóny mladého kořene: A – celkový pohled; B – podélný řez; I – kořenový uzávěr; II – zóna divize; III—strečová zóna; IV – absorpční zóna; V – zóna místa konání; 1 – epiblema; 2 – kořenové vlásky; 3 – exodermis; 4 – střední vrstva primární kůry; 5 – endoderm; 6 – pericyklus; 7 – položení bočního kořene; 8 — centrální axiální válec; 9 – buňky kořenového uzávěru Kořen. Skládá se z tenkostěnných živých buněk, z nichž vnější odlučují hlen a odlupují. Ve střední části čepice se neustále tvoří nové buňky, které se naopak posouvají na periferii. Sliz buněk usnadňuje růst a postup kořenů v půdě. Velikost kořenového uzávěru je u všech rostlin přibližně stejná a rovná se 1 mm.

Funkce zóny: ochrana apikálního meristému; usnadňuje pronikání kořenů do půdy.

Zóna divize (analogicky s únikem se často nazývá růstový kužel). Nachází se přímo podél kořenového uzávěru. Jedná se o apikální meristém, který může obsahovat jednu nebo více tzv. počátečních buněk, které se aktivně dělí a dávají vzniknout všem ostatním kořenovým buňkám. Počet a uspořádání počátečních buněk se mezi rostlinami liší. Například u většiny kapradin je pouze jedna počáteční buňka, která má tvar čtyřstěnu, jehož konvexní stěna směřuje ven. U dvouděložných krytosemenných rostlin tvoří počáteční buňky tři vrstvy. Kořenový uzávěr a epiblema (rhizoderm) jsou tvořeny z buněk spodní vrstvy, z druhé vrstvy je tvořena primární kůra a ze třetí vrstvy je vytvořen osový válec. Velikost zóny dělení u dvouděložných krytosemenných rostlin je asi 1 mm.

Funkce zóny: tvorba buněk kořenového uzávěru a všech ostatních kořenových buněk.

Stretch zóna. V stretch zóně buňky rostou do délky, zvětšují svůj objem a objevují se v nich vakuoly. V horní části této zóny se začíná tvořit epiblema, absorbující tkáň kořene, tedy začíná diferenciace kořenových buněk. Délka této zóny je několik milimetrů.

Funkce zóny: zvětšování délky kořene.

Absorpční zóna. V této zóně se tvoří četné kořenové vlásky, které absorbují roztoky minerálních látek z půdy. Chloupky jsou výrůstky epiblemových buněk. Skořápka kořenových vlásků je velmi tenká a na vnější straně pokrytá hlenem, což usnadňuje proces vstřebávání. Buňky epiblema obsahují mnoho mitochondrií, což svědčí o jejich vysoké aktivitě. Jak kořenový vlas roste, téměř veškerá cytoplazma je soustředěna na jeho špičce a často se tam pohybuje i jádro. Zbytek vlasů zabírá velká, dlouhá vakuola.

Kořenové vlásky se tvoří velmi rychle, během 1–3 dnů, ale většinou fungují a vydrží jen krátkou dobu. Jak kořen roste, chloupky odumírají a v nové oblasti kořene se tvoří sací zóna. Stupeň vývoje kořenových vlásků závisí na stavu prostředí, například kořeny mnoha vodních rostlin kořenové vlásky nemají. Délka kořenového vlásku u různých rostlin se pohybuje od 0,1 do 10 mm a celková délka všech kořenových vlásků jedné rostliny může dosáhnout několika kilometrů.

V absorpční zóně aktivně probíhají procesy buněčné diferenciace, tvoří se tkáně a tvoří se primární struktura stonku. Jako první se objeví Phloem, následovaný xylemem. Velikost kořenové absorpční zóny je několik centimetrů.

Funkce zóny: odsávání; mechanická podpora kořenového vrcholu a ukotvení kořenového systému v zemi.

Oblast konání. Vzniká při odumírání kořenových vlásků a tvoří hlavní část kořene. Převodní systém je v této zóně plně vytvořen. Zde se tvoří boční kořeny a zakládá se kambium, to znamená, že kořen roste do tloušťky a vytváří se jeho sekundární struktura.

Primární struktura kořene. Uvažujme primární strukturu kořene na příkladu průřezu mladého kořene v sací zóně (obr. 22). Všechny tkáně této zóny jsou tvořeny primárním apikálním meristémem. V primární struktuře kořene se rozlišují tři vrstvy: vnější vrstva je epiblema, střední vrstva je primární kůra a vnitřní vrstva je centrální axiální válec.
Rýže. 22. Primární stavba kořene (průřez kořenem cibule v sací zóně): I – epiblema; II – primární kůra; III – centrální axiální válec; 1 – epiblema tvořící kořenové vlásky; 2 – exodermis; 3 – střední vrstva kůry; 4 – endoderm; 5 – pericyklus; 6 – floém; 7 – xylem; 8 — přístupová buňka Epiblema. Tvořeno jednou vrstvou živých buněk, které tvoří kořenové vlásky.

Primární kůra. Skládá se z živých tenkostěnných buněk parenchymu. Skládá se ze tří vrstev: vnější (exoderm), střední a vnitřní (endoderm).

Přímo pod epiblémem se nachází exodermis. Jak kořenové vlásky odumírají, objevují se na povrchu kořene a začínají plnit krycí funkci. Membrány jeho buněk přitom ztlušťují a korkují a samotné buňky odumírají.

Střední vrstva Primární kůra se skládá z volně uspořádaných buněk s dobře vyvinutými mezibuněčnými prostory. V této vrstvě se hromadí zásoby živin a v některých rostlinách se tvoří laktifikátory nebo velké vzduchové kanály.

Vnitřní vrstva primární kůry je endoderm – obklopuje centrální osový válec a skládá se z těsně uzavřených parenchymatických buněk s charakteristickou strukturou. Mladé endodermální buňky v příčných řezech mají obrys obdélníku se zaoblenými rohy a tenkými membránami. Postupem času se radiální, stejně jako horní a spodní buněčná stěna ztlušťuje a vytváří tzv. kasparovský pás, který probíhá souvisle po čtyřech stranách buňky (obr. 23). Pásy sousedních buněk k sobě těsně přiléhají.V druhé fázi diferenciace se na stěnách endodermálních buněk zevnitř ukládá suberin a lignin, což způsobuje dodatečné ztluštění stěn a dodává buňkám vodoodpudivou a plynatost -těsné vlastnosti. Buněčné stěny obrácené k periferii houstnou nejméně. Některé buňky však nepřejdou do druhého stadia a stanou se z nich průchozí (viz obr. 23). (Je třeba poznamenat, že pasážové buňky se tvoří pouze v endodermu kořenů víceletých jednoděložných rostlin. U dvouděložných rostlin tvoří endodermální buňky pouze kasparské pásy a nevstupují do druhého stupně diferenciace.)
Rýže. 23. Kořenový endoderm: A – mladá oblast, průřez a trojrozměrný diagram endodermální buňky; B – starý řez, příčný řez a trojrozměrný diagram tří sousedních endodermálních buněk; 1 – Kasparův pás; 2 – sekundární zahušťování obsahující další suberin; 3 – přístupová buňka; 4 – pohyb vody s rozpuštěnými minerálními solemi

Endoderm řídí horizontální transport látek z kortexu do axiálního válce a zpět. Souvislý vodotěsný prstenec nutí látky, které se pohybují v primární kůře převážně mezibuněčnými prostory (po apoplastu), aby prošly do protoplastů buněk navzájem spojených plasmodesmaty – do symplastu. Poté voda s rozpuštěnými minerály vstupuje přes průchodové buňky do osového válce a proniká do xylému (dřeva).

Centrální axiální válec. Vnější vrstva axiálního válce, přiléhající k endodermu, je pericyklu. Obvykle se skládá z jediné vrstvy tenkostěnných buněk, které si zachovaly schopnost dělení. V této vrstvě se tvoří boční kořeny, proto se pericyklus často nazývá kořenová vrstva. Pericyklus se také podílí na tvorbě sekundární struktury kořene: jeho buňky se dělením mohou proměnit v kambium a helogen.

Uvnitř pericyklu je kořenový vodivý systém ve formě komplexu radiální paprsek. V mladém kořenu se při procesu buněčné diferenciace nejprve tvoří floém (lýko) a poté xylem (dřevo). Později se však xylém vyvíjí rychleji, získává hvězdicový obrys a zaujímá střed mladého kořene. Phloem se nachází mezi xylémovými paprsky. Zajímavé je, že průchodové buňky endodermis jsou umístěny naproti xylémovým paprskům, což přispívá k optimálnímu transportu vodného roztoku do vodivého systému. V samém středu kořene se kromě xylému může nacházet mechanická tkáň a parenchym.

Sekundární struktura kořene. Vznik sekundární struktury kořene začíná objevením se kambia mezi xylémem a floémem (obr. 24). Kambium je tvořeno ze špatně diferencovaných parenchymových buněk pod vnitřními vrstvami floému. Když se kambium dělí, uvnitř se ukládají buňky, které se stávají sekundárním xylémem (dřevo) a vně sekundárním floémem (lýko). Vrstvy kambia se nejprve oddělují, ale později, rostoucím směrem k vnějším koncům xylémových paprsků, se uzavírají pericyklem, ve kterém se tvoří interfascikulární kambium. Vzniká souvislý kambiální prstenec, který má zprvu nepravidelný klikatý tvar. Poměrně rychle však kambium začne aktivně ukládat prvky sekundárního xylému protilehlé oblasti primárního floému a prstenec se narovná. Tvorba sekundárního floému pod primárním probíhá pomaleji. Postupně se primární i sekundární floém přesouvají na periferii centrálního válce. V důsledku činnosti kambia se mezi paprsky primárního xylému vytvářejí cévní svazky otevřeného typu, podobné kolaterálním, ale bez primárního xylému, který zůstává ve středu kořene. (Svazky, které obsahují kambium a jsou schopné dalšího růstu, se nazývají otevřené.) Mezi cévními svazky, naproti paprskům primárního xylému, jsou široké paprsky parenchymu.
Rýže. 24. Etapy sekundárního ztluštění kořene dvouděložné rostliny (A – E) (podle L.I. Lotova): 1 – epiblema; 2 – exodermis; 3 – střední vrstva primární kůry; 4 – kořenové vlásky; 5 – endoderm; b – pericyklus; 7 – kambium; 8 – periderm; 9 – ruptura primární kůry; 10 – interfascikulární kambium; 11 – primární parenchymový paprsek; 12 – sekundární floemnoxylemový paprsek

Sekundární změny ovlivňují i ​​další kořenové struktury. V pericyklu je položeno korkové kambium – phellogen, jehož buňky leží na vnější straně korkové buňky – phellem, a buňky felodermu uvnitř a tvoří tak periderm. Izolovaný korkem od vnitřních živých tkání je celý primární kortex postupně vytlačován na periferii, odumírá a je vyřazen. Vnější vrstva kořene se stává peridermem.