Vykořenit v biologii jeden z hlavních vegetativních orgánů vyšších rostlin, který vznikl v procesu evoluce, aby zafixoval rostlinu v substrátu, absorboval vodu a minerální sloučeniny z půdních roztoků, přeměnil je na transportní formy a přesunul se do výhonků, syntetizoval organické látky (rostlinné hormony – cytokinin a kyselina abscisová, řada alkaloidů aj.) k interakci s půdními bakteriemi a houbami. Jen málo zástupců vyšších rostlin ztratilo schopnost tvořit kořeny (například Wolffia). Morfologicky se kořen od výhonu liší tím, že se na něm nikdy netvoří listy a vrcholový meristém je vždy překryt kořenovým uzávěrem. Předpokládá se, že kořeny pocházejí z oddenků rostlin spodního devonu – zvláštních větví jejich telomového těla, pokrytých jednobuněčnými vláknitými útvary (rhizoidy), které rostly v půdě horizontálně, ale neexistuje žádné přesvědčivé potvrzení. hypotéza.
Morfologická stavba kořene a kořenového systému
Kořen má válcovitý tvar a jasné podélné členění. Na jeho vrcholu (vrcholu) je kořenový uzávěr, který chrání apikální meristém a vnímá směr gravitace. Meristém postupně vytváří nové buňky klobouku a jeho okrajové buňky se odlupují a podléhají apoptóze, v důsledku čehož se uvolňují látky, které usnadňují rozpouštění půdních minerálů a slouží jako potrava nebo signál pro půdní mikroflóru. Apikální meristém, krytý kořenovým uzávěrem, tvoří zónu buněčného dělení. Vzniklé buňky intenzivně rostou v zóně prodlužování buněk, což má hlavní podíl na prodlužování kořenů. Celková délka obou zón (někdy označovaných souhrnně jako zóna růstu kořenů) se liší v závislosti na intenzitě růstu kořenů a bývá 1–2 mm. V zóně prodlužování buněk se začínají diferencovat primární trvalé tkáně, jejichž úplný soubor je vlastní absorpční zóně, která zajišťuje absorpci látek během 3–6 dnů a přeměňuje se na zónu vodivost. Proto, jak kořen roste do délky, vodivostní zóna se prodlužuje a sací zóna se posouvá po kořenovém vrcholu do nových oblastí půdy, přičemž si udržuje víceméně konstantní délku (obvykle v rozmezí 0,5–3 cm). Boční větvení kořenů většiny rostlin je omezeno na mladé oblasti vodivé zóny.
Druhy kořenů. Druhy kořenů.
V závislosti na místě tvorby se v zárodku tvoří hlavní kořen, adventivní kořeny, které vyrůstají ze stonku a starých částí kořene, a při odběru řízků z listu postranní kořeny, které vznikají v oblasti vedení a apikální kořeny, které se vyvíjejí během dichotomického větvení kořenů u lykofytů. Všechny kořeny jedné rostliny společně tvoří její kořenový systém. U rostlin podobných přesličkám, lykofytům a kapradinám je primárně homorhizního typu: sestává z adventivních kořenů vyvíjejících se na stonku nebo rhizoforu (kořenová podpora některých lykofytů), nesoucí postranní nebo vrcholové kořeny; všechny rozvětvené adventivní kořeny jsou stejného typu.
U kvetoucích a nahosemenných rostlin je kořenový systém buď složen pouze z rozvětveného hlavního kořenového systému, nebo spolu s ním jsou rozvětvené vedlejší kořeny. Typy kořenových systémů. Typy kořenových systémů. V kořenových systémech kůlového nebo alorizálního typu je hlavní kořen mnohem větší než všechny ostatní (například kopr). V kořenovém systému vláknitého nebo sekundárního homorhizního typu hlavní kořen mezi systémy silných adventivních kořenů nevyčnívá nebo dokonce brzy odumírá (obiloviny). Hlavní a vedlejší kořeny rostou podle vektoru gravitace; boční a apikální – v jakémkoli úhlu k němu, což vám umožňuje rovnoměrně naplnit objem půdy. Kořeny v kořenovém systému se často rozlišují na dlouhotrvající tlustý výrůstek (neboli kosterní) a z nich vyrůstající tenké savé, existující pouze 2–2,5 měsíce. Kořenové systémy pronikají do půdy do hloubky od několika milimetrů (centunculus z čeledi prvosenka) do 20 m (velbloudí trn), ale u většiny rostlin se většina kořenů nachází do hloubky 50–70 cm. kořeny se rozprostírají hlavně 1–1,5, 15 poloměru projekce koruny, i když jednotlivé kořeny rostou mnohem dále a u mnoha pouštních rostlin je poloměr projekce kořenového systému 20–XNUMXkrát větší než poloměr koruny projekce.
Na základě naplnění objemu půdy se rozlišují další 4 typy kořenových systémů. Univerzální kořenový systém vyplňuje objem půdy zcela rovnoměrně (charakteristické pro mezofyty). Povrchový kořenový systém s malou hloubkou pokrývá velkou plochu, je uzpůsoben k využívání vody vzácných dešťů a kondenzační vody vznikající v noci (nachází se u xerofytů, včetně mnoha kaktusů). Hluboký typ kořenového systému zajišťuje průnik k trvalé spodní vodě v hlubokých vrstvách substrátu (velbloudí trn). Kombinovaný kořenový systém je složen z povrchových kořenů a kořenů pronikající hluboko do substrátu (kachim).
Anatomická stavba kořene
Primární tkáňová struktura kořene se tvoří v absorpční zóně. Povrchově v této zóně je vrstva rhizodermu. Buňky posledně jmenovaných tvoří nejčastěji dlouhé výrůstky – kořenové vlásky, které prorůstají do kapilár půdy, což výrazně zvyšuje intenzitu vstřebávání látek kořenem. Vodní a polovodní rostliny většinou nemají kořenové vlásky. V kořenové oblasti rhizoderm odumírá a je zničen. Mezi rhizodermem a centrální částí kořene (stéla) je primární kůra. Jeho vnější vrstva – exoderm – přiléhá k rhizodermu a v absorpční zóně podporuje selektivní vstřebávání látek a ve vodivé zóně se stává kožní tkání. Hlouběji je parenchym, který vede absorbované látky do stély a syntetizuje některé organické sloučeniny. Vnitřní vrstva primární kůry (endoderm) se podílí na zatěžování xylému v absorpční zóně a ochraně podélného transportu látek v kondukční zóně ve stéle. Periferní vrstva stély – pericyklus – je bez vodivých tkání a je obvykle představována jednou vrstvou parenchymu. Ve vodivé zóně v pericyklu dochází k lokální dediferenciaci buněk parenchymu s tvorbou apikálních meristémů postranních kořenů, které následně prorůstají primární kůrou mateřského kořene do půdy. Uvnitř pericyklu je radiální cévní svazek: jeho xylém má podobu žebrovaného válce, v jehož rýhách mezi žebry procházejí vzájemně izolovaná vlákna floému. Jednoděložné se vyznačují svazky s mnoha hřebeny, zatímco jiné skupiny rostlin jsou charakteristické svazky s několika hřebeny. Xylém radiálního svazku obsahuje spolu s vodou vodivými prvky buňky parenchymu, které aktivně (s vynaložením energie) vylučují nízkomolekulární látky a ionty rozpustné ve vodě do lumen vodivých prvků. Po nich začne voda proudit do vodivých prvků z buněk parenchymu a vzniká přetlak, obvykle 1–2 atmosféry (někdy dosahující 6 atmosfér). Kořenový tlak způsobuje, že se voda pohybuje xylémem kořene k jeho základně a dále do výhonků. Před rozkvětem listů tlak kořenů zcela zajistí přísun vody do výhonků rostlin a pak se její role výrazně omezí a nahradí ji sací síla transpirujících listů.
Průřez kořenem (primární struktura). Průřez kořenem (primární struktura).
U dvouděložných a nahosemenných rostlin začíná sekundární ztluštění kořenů již na hranici absorpční a vodivé zóny. Pericyklus se v důsledku proliferace parenchymu stává vícevrstevným, podél jeho vnějšího okraje se vytváří periderm, v důsledku čehož primární kůra zcela odumírá a je zničena. Ve stéle se rozlišuje souvislá vrstva kambia, jejíž některé úseky vznikají v radiálním svazku mezi floémem a xylémem a jiné v pericyklu, mimo žebra xylémového válce. Pericyklické úseky kambia ukládají pouze parenchym primárních paprsků. Svázané části kambia ukládají sekundární xylém dovnitř a sekundární floém směrem ven. U dřevin se postupem času v kořenech mezi primárními paprsky tvoří sekundární paprsky.
Specializace a metamorfóza kořenů
Během evoluce získaly kořeny mnoha rostlin další funkce, které více či méně hluboce změnily jejich strukturu. U epifytických orchidejí je v primární kořenové kůře fotosyntetické pletivo – chlorenchym a místo rhizodermu je vyvinuto pletivo skládající se z odumřelých buněk (velamen), které bez rozdílu absorbuje dešťovou vodu stékající po rostlině; selektivní absorpce se provádí exodermis, která má pro tento účel speciální pasážové buňky. Ektomykorhizní kořeny (zapletené do hyf symbiotické houby tvořící mykorhizu) dorůstají do délky slabě, neztloustnou a nemají kořenové vlásky. U speciálních, které se hojně větví, ale slabě prodlužují, t. zv. kořeny korálovitého tvaru obývají symbiotické sinice fixující dusík (u cykasů) nebo aktinomycety (u olše); v kořenových uzlinách – bakterie fixující dusík (v luštěninách). U řady tropických stromů se vyvíjejí nadzemní chůdovité kořeny, které místo kmene podpírají korunu nad substrátem, nebo prkenné kořeny, které vyrůstají vodorovně z kmene a fungují jako opora (u mnoha fíkusů). Zásobní kořeny jsou rozšířené: kořenové šištice (náhodné kořeny jiřiny, chřestu) nebo hlavní kořen obsažený v okopaninách (u mrkve). Koncové kořeny jsou charakteristické pro některé révy (u určitých druhů pepře). Řada palem má kmen hustě pokrytý adventivními kořeny upravenými do ostnů. U rostlin obývajících bažiny se špatně provzdušněnou půdou se část kořenů přeměňuje na pneumatofory, zásobující podzemní orgány kyslíkem přímo ze vzduchu (u cypřiše bažinného). U parazitických rostlin jsou některé nebo všechny kořeny upraveny na přísavky (jako chrastítko), pomocí kterých parazit extrahuje z těla hostitelské rostliny potřebné látky. Mnoho subostemaceae tráví většinu svého života reprezentován rozvětveným, páskovitým zeleným fotosyntetickým kořenovým systémem a pouze během reprodukčního období tvoří pomíjivé, vysoce redukované květonosné výhonky. Rostliny kořenových výmladků se rozmnožují pomocí kořenových výmladků, které vznikají v kořenovém pericyklu.
Kořeny mnoha rostlin se využívají jako potravinářské, léčivé a technické suroviny.
Timonin Alexandr Konstantinovič. První publikace: Velká ruská encyklopedie, 2010.
Publikováno 30. srpna 2022 v 16:42 (GMT+3). Poslední aktualizace 4. října 2022 v 15:40 (GMT+3). Kontaktujte redakci
Kořen je osový vegetativní orgán rostliny. Má neomezený apikální růst a radiální symetrii. Kořen posiluje rostlinu v půdě, podílí se na vegetativním množení, ukládá a někdy syntetizuje organické živiny v kořeni. Ale hlavní funkcí kořene je půdní výživa rostliny, prováděná aktivní absorpcí vody s rozpuštěnými minerálními solemi.
Existuje několik typů kořenů a kořenových systémů, které tvoří.
- Hlavní kořen se tvoří z embryonálního kořene při klíčení semen.
- Adventivní kořeny jsou kořeny, které se tvoří na jiných částech rostliny – na stonku, listech a dokonce i květech.
- Boční kořeny jsou kořeny vycházející z hlavních nebo vedlejších kořenů. Při větvení postranních kořenů se tvoří postranní kořeny vyššího řádu.
Souhrn všech kořenů, které rostlina má, se nazývá kořenový systém. U některých rostlin kořenový systém zahrnuje pouze hlavní kořen s postranními kořeny, které z něj vycházejí. U ostatních se skládá pouze z vedlejších a vedlejších vět. U třetí skupiny rostlin tvoří kořenový systém hlavní a vedlejší kořeny s postranními.
Na základě jejich tvaru se rozlišují dva typy kořenových systémů – kořenový a vláknitý.
Hlavní kořen je dobře definován v základním systému.
Ve vláknitém není hlavní kořen, nebo nevyčnívá z hmoty adventivních kořenů.
Mnoho dvouděložných rostlin má kohoutkový kořenový systém – hrách, dub, slunečnice, pampeliška atd.
Vláknitý kořenový systém je charakteristický pro jednoděložné rostliny – žito, pšenice, cibule, tulipán, ostřice atd.
K růstu kořene (jakéhokoli typu) dochází v důsledku dělení buněk vzdělávací tkáně umístěné na jeho vrcholu. Tato zóna je vždy pokryta kořenovým uzávěrem, který se skládá z živých, neustále obnovovaných, tenkostěnných živých buněk. Spolehlivě chrání jemné dělící se buňky před poškozením pevnými částicemi půdy. Jak se kořen pohybuje půdou, staré buňky se odlupují a rostou nové. Vnější buňky kořenového uzávěru navíc vylučují hlen, který usnadňuje pohyb kořene v půdě.
Vodní rostliny nemají kořenový uzávěr, místo toho existuje další útvar – vodní kapsa.
Buňky vycházející ze vzdělávací tkáně se postupně diferencují a tvoří tzv. kořenové zóny:
- Zóna divize – to jsou samotné buňky vzdělávací tkáně. Tato zóna je velmi malá, asi 1 mm.
- Protáhnout (růst) zónu – hladká část kořene 6-9 mm dlouhá – umístěná nad dělicí zónou. Buňky v této zóně rychle rostou, táhnou se po délce kořene a začínají se diferencovat. Nemají téměř žádné dělení.
- Sací zóna, také nazývaná zóna kořenových vlásků, je další zónou kořene. Jeho trvání je až několik centimetrů. Výraznou vlastností této zóny je přítomnost tzv. kořenových vlásků – výrůstků buněk kořenové pokožky o velikosti od 1-2 mm do 20 mm. Tyto chloupky desetinásobně zvětšují plochu sací zóny kořínků (např žito asi 14 miliard kořenových vlásků o celkové délce více než 10 000 km). Navenek vypadají kořenové vlásky jako jemné bílé chmýří. Životnost kořenových vlásků je 10-20 dní. V zóně kořenových vlásků dochází k aktivní absorpci vody a rozpuštěných minerálů. Kořenové vláskové buňky fungují jako malé pumpičky. Jedná se o energeticky náročný proces, a proto je v buňkách mnoho mitochondrií. Kořenové vlásky navíc vylučují hlen, který rozpouští minerální soli. Půdní částice jsou ke kořenovým vláskům přilepeny slizem, což usnadňuje vstřebávání živin.
- Oblast konání – nachází se nad zónou kořenového chloupku. Jedná se o nejdelší a nejsilnější část kořene s dobře vyvinutými vodivými pletivy. To je místo, kde jsou živiny transportovány. Voda s rozpuštěnými minerály stoupá vzhůru (vzestupný proud) a organické látky nezbytné pro život kořenových buněk se pohybují dolů. V zóně vedení se tvoří boční kořeny. (odtud jeho další název – rozvětvená zóna)
Na průřezu kořene lze také rozlišit několik zón nebo vrstev. Horní část kořene je pokryta kůží skládající se z jediné vrstvy buněk. V sací zóně mají kožní buňky výrůstky – stejné kořenové vlásky. Výše, v zóně vedení, kožní buňky odumírají a odlupují a kořen je zde pokryt suberizujícími buňkami hlubší vrstvy. Pod kůží je volná základní tkáň – kůra (parenchym), kterou se voda s rozpuštěnými minerály pohybuje do centrálního osového válce, tvořeného vodivými pletivy. (začne se tvořit nad růstovou zónou). Náhradní živiny v kořeni se mohou ukládat jak v buňkách parenchymu (mrkev, petržel), tak v pletivech osového válce (buňky parenchymu mezi cévními svazky (tuřín, ředkvičky, ředkvičky).
Kořenový systém mnoha rostlin je vyvinutější než nadzemní část. Například v zelí dosahuje hloubky 1,5 metru a šířky 1,2 metru. Kořeny jabloně zabírají prostor o průměru až 12 metrů. U vojtěšky dosahují kořeny do hloubky 2 metrů, přičemž její nadzemní část nepřesahuje 60 cm.Dlouhé kořeny mají zejména rostliny rostoucí na písčitých a kamenitých půdách. Například velbloudí trn při hledání vody prohlubuje kořeny o 20 metrů.
Délka všech kořenových vlásků u pšenice je 20 km. A to není limit. Protože kořeny mají neomezený apikální růst, může jim bránit pouze konkurence s kořeny jiných rostlin.
