Морфология членов сосудистых растений. Морфология корня

Корень в процессе эволюции возник как член растения, обеспечивающий его существование на суше. Основными функциями корня, с момента его образования, стали - удержание растения в почве и обеспечение растения водой и питательными солями.

В период эволюционного развития корни растений приобрели и другие функции: накопление питательных веществ, первичный синтез некоторых органических соединений, микоризообразование, образование придаточных почек и пр.

Корень, развивающийся из зародышевого (первичного) корня, называется главным. Участок на границе между главным корнем и стеблем называется корневой шейкой. В этом месте четко заметен переход от стебля к корню. Выше корневой шейки расположено подсемядольное колено стебля, или гипокотиль («гипо» - внизу, «котиледон» - семядоля) - часть стебля между корневой шейкой и семядолями. В этой части стебля эндогенно образуются, так называемые, придаточные корни. Этот вид корней может образовываться и в районе узлов надземных и подземных побегов, а иногда и в районе междоузлий надземных побегов.

Кроме главного и придаточных корней у большинства растений образуются боковые корни. Возникают они эндогенно на главном и придаточных корнях. В дальнейшем возможно образование боковых корней последующих порядков, которые формируют уже систему боковых корней.

По форме большинство корней бывают нитевидными или веретеновидными. Кроме того, корни бывают конусовидные, реповидные, клубневидные. Окраска корней варьирует от желтой до бурой, может быть даже зеленой.

К морфологическим признакам относится расчленение корня на зоны. Определение границ зон и их название относится к дискуссионным вопросам. С точки зрения морфологии различают три зоны: I) зона роста - от вершины корня до корневых волосков; 2) зона корневых волосков - часть корня, где развиваются корневые волоски; 3) зона проведения -часть корня от зоны корневых волосков до стебля.

На вершине корня расположен корневой чехлик, считающийся одним из отличительных признаков корня.

Совершенство функций корня привело к созданию в процессе эволюции корневой системы - совокупности всех корней растения. Морфологи различают три типа корневых системы:

I. Система главного корня. Состоит из главного и боковых корней. Бывает стержневой или ветвистой. В первом случае главный корень растет в длину весь период онтогенеза. Во втором случае на ранних этапах онтогенеза главный корень начинает ветвиться за счет раздвоения верхушки.

II. Система придаточных корней. Образована придаточными и боковыми корнями, редко только придаточными. Бывает мочковатой, когда придаточные корни связаны с гипокотилем или пучковатой, когда придаточные корни образуются в районе узлов надземных или подземных побегов.

III. Смешанная корневая система. Образована главным, придаточными и боковыми корнями.

Следует сказать, что в период онтогенеза тип корневой системы может меняться. На ранних этапах индивидуального развития, растение может иметь систему главного корня, потом формируется смешанная корневая система, а после отмирания главного корня растение будет иметь систему придаточных корней. Такое явление характерно для корневищных двудольных растений.

От мощности развития корневой системы зависит жизнедеятельность растения. Под землей у растений находится такая же, а может и большая масса их тела, чем над землей.

Общая длина всех корней отдельных видов культурных злаков превышает 500 м, а общая длина корней тыквы - около 25 км.

Рекомендации по внедрению растений в культуру должны сопровождаться данными о глубине и ширине залегания корневой системы. Исследования в этом направлении дают интересные цифры. У известной верблюжьей колючки корни проникают на глубину до 20 м. Корневая система у лука репчатого достигает 60 см в диаметре, а проникает на глубину до 1м. У моркови - свыше 2 м в глубину и до 1,5 м в диаметре. При раскопе корневых систем клеверов были получены в среднем такие данные, как глубина 1-1,5 м, диаметр - 0,8-3 м.

Следует отметить, что важным морфологическим показателем является площадь поверхности корней, образующих корневую, систему. Например, у пшеницы она равняется, в среднем, 4 м², у овса - 1,5 м².

Морфология корней зависит от способности их вступать в симбиоз с азотфиксирующими бактериями и образовывать микоризу. В первом случае на корнях образуются утолщения - клубеньки. В случае поселения грибов на корнях, боковые корни, на которых образовалась микориза, прекращают рост и начинают ветвиться, образуя коралловидные скученные разветвления. У этих боковых корней не образуются корневой чехлик и корневые волоски.

На корнях многих двудольных образуются эндогенно придаточные почки, которые развиваются в дальнейшем в надземные облиственные побеги. Этот вариант встречается у тополя, вишни, барбариса, осота, одуванчика и др.

Форма корневой системы связана с геотропизмом корней. Главный корень углубляется в почву в отвесном направлении, образуя со стеблем одну линию. Это явление носит название положительного геотропизма. Боковые корни и придаточные растут под влиянием той же силы, что определяет положительный геотропизм - силы земного притяжения, но растут они либо параллельно поверхности почвы, либо под определенным углом. Это объясняется тем, что они поперечно геотропичны. Боковые корни третьего порядка уже растут во всех направлениях, т.к. геотропичностью не обладают.