§ 25. Кореневі системи. Видозміни кореня

Коренева система — це вся сукупність коренів рослини. Зовнішній вигляд кореневих систем залежить від того, в яких умовах зростає рослина і як вона до цих умов пристосовується (мал. 77).

Мал. 77. Різноманітні кореневі системи трав’янистих (а — стрижнева, б — мичкувата) та деревних (в, г, д) рослин

Деяким рослинам властиві корені, розташовані лише у поверхневому шарі ґрунту, завтовшки у кілька сантиметрів (мал. 77, д). Так, поверхневі корені певних видів кактусів сягають 80 м завдовжки. Вони здатні швидко збирати росу з великої площі, адже в пустелі вода, що випадає в ранішні часи, не проникає глибоко у ґрунт і швидко випаровується. У дерев вологого тропічного лісу поверхневі корені встигають вловити мінеральні речовини, які утворюються під час дуже швидкого розкладання відмерлих частин рослин. Проте зазвичай корені сягають більшої глибини. Так, у ячменю і озимого рапсу вони заглиблюються майже на 3 м, а виноградної лози — до 16 м. Деякі пустельні рослини, аби досягти водоносних горизонтів ґрунту, заглиблюють корені на 30-50 м.

Видозміни кореня — це явище зміни будови кореня, що забезпечує пристосування рослини до умов існування. Прикладами видозмін є кореневі бульби, корені-присоски, повітряні, дихальні, опорні корені.

Кореневі бульби (кореневі шишки) утворюються в результаті накопичення поживних речовин у бічних коренях. Вони короткі, сильно потовщені, кулястої або витягнутої форми. Такі корені дають змогу рослині пережити несприятливий для росту період. Вони є, наприклад, у пшінки, жоржини (мал. 78).

Мал. 78. Кореневі бульби жоржини

Корені-присоски характерні для рослин, які пристосувалися всмоктувати поживні речовини з інших рослин. Деякі з них є паразитами — повністю забезпечують свою життєдіяльність за рахунок рослини-хазяїна і не здатні до фотосинтезу (повитиця, мал. 79). Напівпаразити (наприклад, омела) за рахунок рослини-хазяїна лише частково задовольняють свої потреби у воді, зберігаючи зелений колір і здатність до фотосинтезу (мал. 80).

Мал. 79. Повитиця на пагоні рослини (а), корені-присоски повитиці (б)

Мал. 80. Омела на гілці дерева

Повітряні корені пристосовані до існування в повітрі. Вони характерні для більшості орхідей та інших мешканців вологих тропічних лісів (мал. 81), а з кімнатних рослин — для монстери. Повітряні корені поглинають воду під час опадів не кореневими волосками, а особливою губчастою тканиною.

Мал. 81. Повітряні корені тропічної орхідеї

Дихальні корені (мал. 82) розвиваються у рослин перезволожених місць зростання, де у ґрунті недостатньо повітря для забезпечення дихання кореневої системи. У таких рослин частина коренів виступає над поверхнею і забезпечує газообмін. Наприклад, у болотяного кипариса дихальні корені мають вигляд конусів понад 1 м заввишки.

Мал. 82. Дихальні корені: а — болотяного кипариса; б — тропічних дерев на болотах Африки

Опорні корені (мал. 83) розвиваються при основі стовбурів високих рослин там, де треба забезпечити стійкість рослини. Так, завдяки дошкоподібним опорним кореням не падають велетенські тропічні дерева, у яких кореневі системи поверхневі. На наших полях опорні корені можна побачити у кукурудзи.

Мал. 83. Опорні корені тропічного дерева (а) та кукурудзи (б)

Коренеплід є особливою видозміною, яка утворюється в результаті потовщення і накопичення поживних речовин одразу у трьох органах молодої рослини — головному корені, підсім’ядольному коліні і основі головного пагона. Коренеплоди дозволяють рослині вижити у несприятливі для росту сезони. Люди здавна використовували коренеплоди в їжу і вивели багато різних культурних сортів: буряка, моркви, петрушки, селери, редьки та редиски.

Ознакою кореневої частини коренеплоду є розміщені рядами бічні корінці. Шийка, утворена потовщеним підсім’ядольним коліном, має гладеньку поверхню. А на головці коренеплоду (потовщеній основі головного пагона) наявні рубці відмерлих листків (мал. 84).

Мал. 84. Схема утворення коренеплоду та його частини

Всі три частини майже однаково розвинені у коренеплоду селери (мал. 85, а). А от у моркви (мал. 85, б) та петрушки коренеплід має дуже маленьку головку, гладенька шийка видається над поверхнею ґрунту, а основна частина утворена потовщеним коренем. У редиски (мал. 85, в) майже весь її гладенький коренеплід — це потовщене підсім’ядольне коліно. Тому насінини редиски не можна висівати надто глибоко — урожай буде неякісний.

Мал. 85. Коренеплоди селери (а), моркви (б) та редиски (в)

ВИСНОВКИ

• 1. Корені рослини утворюють кореневу систему, будова якої залежить від умов зростання рослини.
• 2. Виконання коренем певної специфічної функції призводить до його видозміни.
• 3. Видозмінений корінь може бути складовою частиною коренеплоду, в утворенні якого також беруть участь підсім’ядольне коліно та головний пагін.

ТЕРМІНИ І ПОНЯТТЯ, ЯКІ ПОТРІБНО ЗАСВОЇТИ

Коренева система, видозміни кореня, кореневі бульби, корені-присоски, повітряні корені, дихальні корені, опорні корені, коренеплід.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

• 1. Що таке коренева система?
• 2. Що таке видозміна кореня?
• 3. Які видозміни кореня ви знаєте, чим вони відрізняються від типових коренів рослин за будовою і функціями?
• 4. Чим коренеплід відрізняється від кореневої бульби?

ЗАВДАННЯ

Упорядкуйте таблицю: встановіть відповідність між назвами рослин, видозмінами кореня, які їм властиві, та їх функціями. Ряди з трьох цифр запишіть у зошиті.

Рослини

Видозміни кореня

Функції видозмін кореня

1. Додатковий газообмін

2. Повітряні корені

2. Всмоктування органічних речовин з рослини-хазяїна

3. Дихальні корені

3. Запасання органічних речовин

4. Болотний кипарис

4. Опорні корені

4. Поглинання води з повітря

5. Кореневі бульби

5. Додаткова підтримка стебла

ДЛЯ ДОПИТЛИВИХ

Священний Баньян

У деяких східних релігіях священними вважають величні баньяни. Баньян — це особлива форма росту великих тропічних дерев — фікусів (мал. 86). Починає рости такий фікус на гілці іншого дерева, куди насінину заносять тварини. Молодий фікус швидко утворює повітряні корені, які досягають ґрунту і вкорінюються. Дерево, яке дало фікусу прихисток, відмирав, і він залишається стояти на власних коренях. Згодом на горизонтальних гілках знову з’являються повітряні корені, що перетворюються на корені-стовбури. Так виникав цілий ліс-дерево, яке може займати площу понад 1,5 га і нараховувати більше 300 стовбурів. Відомо, що під покривом одного баньяна ховався цілий ескадрон кінноти.

Мал. 86. Баньян

9.14: Коріння

Є стрижневі і волокнисті корені, первинні корені і вторинні корені. І вони завжди, здається, знають, в який бік рости. Коріння – це дуже особливі органи рослини. Як і навіщо?

Коріння

Рослини мають спеціалізовані органи, які допомагають їм виживати та розмножуватися у великій різноманітності середовищ існування. Основні органи більшості рослин включають коріння, стебла та листя. Коріння є важливими органами у всіх судинних рослин. Більшість судинних рослин мають два типи коренів: первинні коріння, які ростуть вниз, і вторинні коріння, які розгалужуються в бік. Разом все коріння рослини складають кореневу систему.

Коренева система

• стрижневі кореневі системи мають один товстий первинний корінь, званий стрижневим коренем, з меншими вторинними коренями, що ростуть з боків. стрижневий корінь може проникати на 60 метрів (майже 200 футів) під поверхнею землі. Він може схилити дуже глибокі джерела води та зберігати багато їжі, щоб допомогти рослині пережити посуху та інші екологічні крайнощі. Корінь стрижневий також дуже надійно закріплює рослину в землі.
• Волокнисті кореневі системи мають багато дрібних розгалужених коренів, званих волокнистими коренями, але великого первинного кореня немає. Величезна кількість ниткоподібних коренів збільшує площу поверхні для поглинання води і мінералів, але волокнисті коріння закріплюють рослину менш надійно.

Кульбаби мають стрижневі кореневі системи; трави мають мочковаті кореневі системи.

Кореневі структури та функції

Як показано на малюнку нижче, кінчик кореня називається кореневою капелюшком. Він складається зі спеціалізованих клітин, які допомагають регулювати первинний ріст кореня на кінчику. Над кореневою капелюшком знаходиться первинна меристема, де відбувається зростання в довжину.

Корінь – це складний орган, що складається з декількох видів тканини. Яка функція кожного типу тканин?

Над меристемою решта кореня покрита одним шаром клітин епідермісу. Ці клітини можуть мати кореневі волоски, які збільшують площу поверхні для поглинання води і мінералів з грунту. Під епідермісом знаходиться подрібнена тканина, яка може бути заповнена збереженим крохмалем. Зв’язки судинних тканин утворюють центр кореня. Воскові шари водонепроникні судинні тканини, щоб вони не витікали, що робить їх більш ефективними при перенесенні рідин. Вторинна меристема розташовується всередині і навколо судинних тканин. Саме тут відбувається зростання товщини.

Будова коренів допомагає їм виконувати свої первинні функції. Що роблять коріння? Вони мають три основні роботи: поглинання води та мінералів, кріплення та підтримка заводу та зберігання продуктів харчування.

1. Поглинаючи воду і мінерали: Тонкостінні клітини епідермісу і кореневі волоски добре підходять для поглинання води і розчинених мінералів з грунту. Коріння багатьох рослин також мають мікоризний зв’язок з грибами для більшого засвоєння.
2. Закріплення та підтримка рослини: Коренева система допомагає закріплювати рослини до землі, дозволяючи рослинам рости високими, не перекидаючи. Жорстке покриття може замінити епідерміс у старих коренів, роблячи їх мотузковими і ще сильнішими. Як показано на малюнкунижче, деякі коріння мають незвичайні спеціалізації для закріплення рослин.
3. Зберігання їжі: У багатьох рослин подрібнені тканини в коренях зберігають їжу, вироблену листям під час фотосинтезу. Кров’яний корінь, показаний на малюнкунижче, зберігає їжу в своїх коренях протягом зими.

Коріння мангрових заростей схожі на ходулі, дозволяючи мангровим деревам високо підніматися над водою. Стовбур і листя знаходяться над водою навіть під час припливу. Рослина кров’яного кореня використовує їжу, що зберігається за зиму, для вирощування квітів ранньою весною.

Зростання коренів

Коріння мають первинні і вторинні меристеми для зростання в довжину і ширину. Оскільки коріння ростуть довше, вони завжди ростуть в землю. Навіть якщо перевернути рослину догори дном, його коріння будуть намагатися рости вниз. Як коріння «знають», яким способом рости? Як вони можуть сказати вниз вгору? Спеціалізовані клітини в кореневих шапках здатні виявляти гравітацію. Клітини направляють меристему на кінчиках коренів, щоб рости вниз до центру Землі. Це, як правило, адаптивно для наземних рослин. Чи можете ви пояснити чому?

Оскільки коріння ростуть товщі, вони також не можуть поглинати воду та мінерали. Однак вони можуть бути ще краще при транспортуванні рідин, закріпленні рослини та зберіганні продуктів харчування (див. Малюнок нижче).

Вторинний ріст коренів солодкої картоплі забезпечує більше місця для зберігання їжі. Коріння зберігають цукор від фотосинтезу у вигляді крохмалю. Які ще крохмалисті коріння їдять люди?

Резюме

• Коріння поглинають воду і мінерали і транспортують їх до стебел. Вони також закріплюють і підтримують рослину, і зберігають продукти харчування.
• Коренева система складається з первинних і вторинних коренів.
• Кожен корінь складається з шкірної, подрібненої та судинної тканин.
• Коріння виростають в довжину і ширину від первинної і вторинної меристеми.

Рецензія

1. Що таке кореневі волоски? Яка їхня роль?
2. Визначте три основні функції коренів.
3. Контрастна стрижнева коренева система з мочковатой кореневою системою.
4. Поясніть, як коріння «знають», в який бік рости.