Die Struktur einer Pflanzenwurzel. Merkmale der Struktur der Wurzel

Lebende Organismen werden von der Wissenschaft der Biologie untersucht. Die Struktur der Pflanzenwurzel wird in einem der Abschnitte der Botanik betrachtet.

Die Wurzel ist das axiale vegetative Organ der Pflanze. Es zeichnet sich durch unbegrenztes apikales Wachstum und radiale Symmetrie aus. Merkmale der Struktur der Wurzel hängen von vielen Faktoren ab. Dies ist der evolutionäre Ursprung der Pflanze, ihre Zugehörigkeit zu einer bestimmten Klasse, einem Lebensraum. Zu den Hauptfunktionen der Wurzel gehören die Pflanzenstärkung im Boden, die Teilnahme an der vegetativen Vermehrung, die Speicherung und Synthese organischer Nährstoffe. Die wichtigste Funktion, die die Vitalaktivität eines Pflanzenorganismus sicherstellt, ist jedoch die Bodenernährung, die im Prozess der aktiven Aufnahme von Wasser mit gelösten Mineralsalzen aus dem Substrat erfolgt.

Root-Typen

Die äußere Struktur der Wurzel wird weitgehend davon bestimmt, zu welcher Art sie gehört.

• Hauptwurzel. Seine Bildung erfolgt aus der Keimwurzel, wenn der Samen der Pflanze zu keimen beginnt.
• zufällige Wurzeln. Sie können an verschiedenen Teilen der Pflanze (Stängel, Blätter) auftreten.
• Seitliche Wurzeln. Sie bilden Zweige, ausgehend von zuvor erschienenen Wurzeln (Haupt- oder Adventivwurzeln).

Arten von Wurzelsystemen

Das Wurzelsystem ist die Gesamtheit aller Wurzeln, die eine Pflanze hat. Gleichzeitig kann das Erscheinungsbild dieses Aggregats in verschiedenen Pflanzen stark variieren. Der Grund dafür ist das Vorhandensein oder Fehlen sowie der unterschiedliche Grad der Entwicklung und Schwere verschiedener Arten von Wurzeln.

Abhängig von diesem Faktor werden verschiedene Arten von Wurzelsystemen unterschieden.

• Der Name spricht für sich. Die Hauptwurzel fungiert als Drehpunkt. Es ist in Größe und Länge gut definiert. Die Struktur der Wurzel nach diesem Typ ist typisch für Dies ist Sauerampfer, Karotten, Bohnen usw.
• Dieser Typ hat seine eigenen Eigenschaften. Die äußere Struktur der Hauptwurzel unterscheidet sich nicht von der der seitlichen. Es hebt sich nicht von der Masse ab. Aus der Keimwurzel gebildet, wächst es sehr kurze Zeit. Das Harnwurzelsystem ist charakteristisch für monokotyle Pflanzen. Dies sind Getreide, Knoblauch, Tulpen usw.
• Wurzelsystem gemischter Art. Seine Struktur kombiniert die Merkmale der beiden oben beschriebenen Typen. Die Hauptwurzel ist gut entwickelt und hebt sich vom allgemeinen Hintergrund ab. Gleichzeitig sind aber auch Adventivwurzeln stark entwickelt. Typisch für Tomate, Kohl.

Historische Entwicklung der Wurzel

Aus Sicht der phylogenetischen Entwicklung der Wurzel erfolgte ihr Auftreten viel später als die Bildung von Stamm und Blatt. Auslöser dafür war höchstwahrscheinlich die Entstehung von Pflanzen an Land. Um auf festem Untergrund Fuß fassen zu können, brauchten die Vertreter der alten Flora etwas, das ihnen als Stütze dienen konnte. Im Laufe der Evolution bildeten sich zunächst wurzelartige unterirdische Äste. Später führten sie zur Entwicklung des Wurzelsystems.

Wurzelkappe

Die Bildung und Entwicklung des Wurzelsystems erfolgt während der gesamten Lebensdauer der Pflanze. Die Struktur der Pflanzenwurzel sieht das Vorhandensein von Blättern und Knospen nicht vor. Sein Wachstum erfolgt durch Längenzunahme. An der Wachstumsstelle ist es mit einer Wurzelkappe bedeckt.

Der Wachstumsprozess ist mit Bildungsgewebe verbunden. Sie befindet sich unter der Wurzelkappe, die die Funktion hat, empfindliche Teilungszellen vor Schäden zu schützen. Das Gehäuse selbst ist eine Ansammlung dünnwandiger lebender Zellen, in denen ständig der Erneuerungsprozess stattfindet. Das heißt, wenn sich die Wurzel im Boden bewegt, blättern die alten Zellen allmählich ab und neue wachsen an ihrer Stelle. Auch an der Außenseite der Zellen der Kappe befindet sich ein besonderer Schleim. Es erleichtert das Vordringen der Wurzel in einem festen Bodensubstrat.

Es ist bekannt, dass der Aufbau von Pflanzen je nach Lebensraum sehr unterschiedlich ist. Beispielsweise haben Wasserpflanzen keine Wurzelkappe. Im Laufe der Evolution bildeten sie eine weitere Anpassung - eine Wassertasche.

Pflanzenwurzelstruktur: Teilungszone, Wachstumszone

Zellen, die im Laufe der Zeit entstehen, beginnen sich zu differenzieren. Dadurch werden Wurzelzonen gebildet.

Teilungszone. Es wird durch Zellen des Bildungsgewebes repräsentiert, aus denen anschließend alle anderen Zelltypen hervorgehen. Die Zonengröße beträgt 1 mm.

Wachstumszone. Es wird durch einen glatten Bereich dargestellt, dessen Länge 6 bis 9 mm beträgt. Folgt unmittelbar nach der Teilungszone. Zellen sind durch intensives Wachstum, bei dem sie stark verlängert werden, und allmähliche Differenzierung gekennzeichnet. Es sollte beachtet werden, dass der Teilungsprozess in dieser Zone fast nicht durchgeführt wird.

Saugzone

Dieser mehrere Zentimeter lange Bereich der Wurzel wird oft auch als Wurzelhaarzone bezeichnet. Dieser Name spiegelt die strukturellen Merkmale der Wurzel in diesem Bereich wider. Es gibt Auswüchse von Hautzellen, deren Größe von 1 mm bis 20 mm variieren kann. Das sind die Wurzelhaare.

Die Saugzone ist ein Ort, an dem eine aktive Aufnahme von Wasser, das gelöste Mineralien enthält, stattfindet. Die Aktivität der Haarwurzelzellen kann in diesem Fall mit der Arbeit von Pumpen verglichen werden. Dieser Vorgang ist sehr energieintensiv. Daher enthalten die Zellen der Absorptionszone eine große Anzahl von Mitochondrien.

Es ist sehr wichtig, auf ein weiteres Merkmal der Wurzelhaare zu achten. Sie sind in der Lage, einen speziellen Schleim abzusondern, der Kohlen-, Apfel- und Zitronensäure enthält. Schleim fördert die Auflösung von Mineralsalzen im Wasser. Durch den Schleim scheinen Erdpartikel an den Wurzelhaaren zu haften, was die Aufnahme von Nährstoffen erleichtert.

Die Struktur des Wurzelhaars

Die Vergrößerung der Fläche der Saugzone erfolgt gerade durch die Wurzelhaare. Beispielsweise erreicht ihre Anzahl im Roggen 14 Milliarden und bildet eine Gesamtlänge von bis zu 10.000 Kilometern.

Das Aussehen der Wurzelhaare lässt sie wie einen weißen Flaum aussehen. Sie leben nicht lange - von 10 bis 20 Tagen. Es dauert sehr wenig Zeit für die Bildung neuer in einem Pflanzenorganismus. Beispielsweise wird die Bildung von Wurzelhaaren in jungen Sämlingen eines Apfelbaums in 30-40 Stunden durchgeführt. Der Bereich, in dem diese ungewöhnlichen Auswüchse abgestorben sind, kann einige Zeit Wasser aufnehmen, und dann bedeckt ein Korken es, und diese Fähigkeit geht verloren.

Wenn wir über die Struktur der Haarschale sprechen, sollten wir zunächst ihre Feinheit hervorheben. Diese Funktion hilft dem Haar, Nährstoffe aufzunehmen. Seine Zelle ist fast vollständig von einer Vakuole besetzt, die von einer dünnen Zytoplasmaschicht umgeben ist. Der Kern befindet sich oben. Der Raum in der Nähe der Zelle ist eine spezielle Schleimhaut, die das Verkleben von Wurzelhaaren mit kleinen Partikeln des Bodensubstrats fördert. Dadurch wird die Hydrophilie des Bodens erhöht.

Die Querstruktur der Wurzel in der Saugzone

Die Zone der Wurzelhaare wird auch oft als Zone der Differenzierung (Spezialisierung) bezeichnet. Das ist kein Zufall. Hier ist im Querschnitt eine gewisse Schichtung zu erkennen. Dies liegt an der Abgrenzung von Schichten innerhalb der Wurzel.

Die Tabelle "Die Struktur der Wurzel im Querschnitt" ist unten dargestellt.

Es sollte beachtet werden, dass es auch innerhalb des Kortex eine Unterscheidung gibt. Seine äußere Schicht wird als Exoderm bezeichnet, die innere als Endoderm und zwischen ihnen befindet sich das Hauptparenchym. In dieser Zwischenschicht findet der Vorgang statt, Nährlösungen in die Gefäße des Holzes zu leiten. Auch einige für die Pflanze lebenswichtige organische Substanzen werden im Parenchym synthetisiert. Somit ermöglicht die interne Struktur der Wurzel eine vollständige Bewertung der Bedeutung und Wichtigkeit der Funktionen, die jede der Schichten ausführt.

Veranstaltungsort

Befindet sich oberhalb der Saugzone. Der längste und haltbarste Teil der Wurzel. Hier findet die Bewegung von Stoffen statt, die für das Leben des pflanzlichen Organismus wichtig sind. Dies ist aufgrund der guten Entwicklung von leitfähigem Gewebe in dieser Zone möglich. Die innere Struktur der Wurzel in der Leitungszone bestimmt ihre Fähigkeit, Substanzen in beide Richtungen zu transportieren. Die aufsteigende Strömung (nach oben) ist die Bewegung von Wasser mit darin gelösten mineralischen Verbindungen. Und es werden organische Verbindungen nach unten abgegeben, die an der lebenswichtigen Aktivität von Wurzelzellen beteiligt sind. Die Leitungszone ist der Ort, an dem Seitenwurzeln gebildet werden.

Die Struktur der Sojasprossenwurzel veranschaulicht deutlich die Hauptschritte im Prozess der Pflanzenwurzelbildung.

Merkmale der Struktur der Wurzel der Pflanze: das Verhältnis von Boden- und Untergrundteilen

Viele Pflanzen zeichnen sich durch eine solche Entwicklung des Wurzelsystems aus, die zu seiner Vorherrschaft gegenüber dem Bodenteil führt. Ein Beispiel ist Kohl, dessen Wurzel 1,5 Meter tief wachsen kann. Seine Breite kann bis zu 1,2 Meter betragen.

Es wächst so stark, dass es einen Raum einnimmt, dessen Durchmesser 12 Meter erreichen kann.

Und bei der Luzerne-Pflanze überschreitet die Höhe des Bodenteils 60 cm nicht, während die Länge der Wurzel mehr als 2 Meter betragen kann.

Alle Pflanzen, die in Gebieten mit sandigen und felsigen Böden leben, haben sehr lange Wurzeln. Dies liegt daran, dass in solchen Böden Wasser und organisches Material sehr tief sind. Im Laufe der Evolution passten sich Pflanzen lange Zeit an solche Bedingungen an, die Struktur der Wurzel änderte sich allmählich. Dadurch begannen sie, die Tiefe zu erreichen, in der sich der Pflanzenorganismus mit den für Wachstum und Entwicklung notwendigen Stoffen eindecken kann. So kann die Wurzel beispielsweise 20 Meter tief sein.

Wurzelhaare im Weizenzweig so stark, dass ihre Gesamtlänge 20 km erreichen kann. Dies ist jedoch nicht die Grenze. Ein uneingeschränktes apikales Wurzelwachstum ohne starke Konkurrenz zu anderen Pflanzen kann diesen Wert um ein Vielfaches steigern.

Root-Modifikationen

Die Struktur der Wurzel einiger Pflanzen kann sich ändern und sogenannte Modifikationen bilden. Dies ist eine Art Anpassung von Pflanzenorganismen an bestimmte Lebensraumbedingungen. Unten ist eine Beschreibung einiger der Modifikationen.

Wurzelknollen sind charakteristisch für Dahlie, Chistyak und einige andere Pflanzen. Gebildet durch Verdickung von Adventiv- und Seitenwurzeln.

Efeu und Campsis unterscheiden sich auch in den strukturellen Merkmalen dieser vegetativen Organe. Sie haben sogenannte Schleppwurzeln, die es ihnen ermöglichen, sich an nahe gelegenen Pflanzen und anderen Stützen festzuhalten, die in ihrer Reichweite sind.

Gekennzeichnet durch eine große Länge und das Aufsaugen von Wasser, haben Monstera und Orchideen.

Vertikal nach oben wachsende Atemwurzeln sind an der Funktion der Atmung beteiligt. Es gibt spröde Weiden.

Gemüsekulturen wie Karotten, Rüben, Radieschen haben Wurzeln, die sich durch das Wachstum der Hauptwurzel gebildet haben, in der Nährstoffe gespeichert sind.

Daher hängen die strukturellen Merkmale der Pflanzenwurzel, die zur Bildung von Modifikationen führen, von vielen Faktoren ab. Die wichtigsten sind Lebensraum und evolutionäre Entwicklung.