Корни

Корни (лат. radices) — это осевой, подземный (реже надземный) вегетативный орган высших сосудистых растений, обладающий неограниченным верхушечным ростом, положительным геотропизмом и радиальной симметрией. Основные функции корня — закрепление растения в субстрате, поглощение воды и растворённых минеральных веществ из почвы, их транспорт к надземным органам, а также синтез ряда органических соединений (алкалоидов, гормонов, аминокислот) и запасание питательных веществ. В отличие от побега, корень не имеет листьев и почек, а его верхушечная меристема защищена корневым чехликом. Совокупность всех корней одного растения образует корневую систему.

Морфология и анатомия

Внешнее строение

Корень подразделяется на несколько зон, последовательно сменяющих друг друга от кончика к основанию:

• Зона деления (конус нарастания) — верхушечная меристема, состоящая из активно делящихся клеток, прикрытая корневым чехликом.
• Зона растяжения (роста) — участок, где клетки увеличиваются в размерах за счёт поглощения воды и растяжения вакуолей.
• Зона всасывания (дифференциации) — несёт корневые волоски, выросты клеток ризодермы, значительно увеличивающие всасывающую поверхность. Длина зоны обычно составляет 1–3 см.
• Зона проведения (боковых корней) — основная часть корня, покрытая пробкой, где происходит транспорт веществ и заложение боковых корней.

Внутреннее строение (на поперечном срезе)

Первичное анатомическое строение корня (характерное для молодых корней и однодольных растений) включает:

• Ризодерму (эпиблему) — однослойную покровную ткань с корневыми волосками.
• Первичную кору — паренхимные клетки, выполняющие запасающую и проводящую функции. Внутренний слой коры — эндодерма — регулирует поступление веществ в центральный цилиндр.
• Центральный цилиндр (стела) — состоит из перицикла (камбиогенного слоя, дающего начало боковым корням) и проводящих тканей: ксилемы (древесины, проводящей воду и минеральные соли) и флоэмы (луба, проводящего органические вещества). У двудольных и голосеменных растений в дальнейшем формируется вторичное строение корня за счёт деятельности камбия, что приводит к появлению годичных колец и пробки.

Типы корней и корневых систем

Классификация корней по происхождению

• Главный корень — развивается из зародышевого корешка семени.
• Придаточные корни — образуются на стеблях, листьях или старых корнях. Характерны для большинства однодольных (злаки, луки) и многих двудольных (земляника, ива) при вегетативном размножении.
• Боковые корни — отходят от главного и придаточных корней, обеспечивая ветвление корневой системы.

Типы корневых систем

• Стержневая корневая система — хорошо выражен главный корень, который доминирует по длине и толщине над боковыми. Характерна для большинства двудольных растений (одуванчик, берёза, подсолнечник). Обеспечивает глубокое проникновение в почву.
• Мочковатая корневая система — главный корень рано отмирает или не развивается, а корневая система состоит из пучка придаточных корней, примерно одинаковых по размеру. Характерна для однодольных (пшеница, кукуруза, лук). Создаёт густую сеть в верхних слоях почвы.

Видоизменения корней

В ходе эволюции и адаптации к различным условиям среды у растений сформировались специализированные видоизменения корней:

• Корнеплоды — утолщённые главные корни, запасающие питательные вещества (морковь, свёкла, редис). В образовании корнеплода участвуют как сам корень, так и основание стебля (гипокотиль).
• Корневые клубни (корневые шишки) — утолщённые боковые или придаточные корни (георгин, батат, чистяк).
• Воздушные корни — придаточные корни, развивающиеся на стеблях и свободно свисающие в воздухе. У эпифитов (орхидеи) они поглощают влагу из воздуха; у мангровых растений (ризофора) — выполняют опорную функцию.
• Дыхательные корни (пневматофоры) — у растений, обитающих на болотистых почвах (кипарис болотный, ива ломкая). Растут вертикально вверх, поднимаясь над водой или почвой, и обеспечивают газообмен.
• Ходульные корни — опорные придаточные корни, отходящие от нижней части стебля (кукуруза, панданус, фикус-баньян).
• Корни-присоски (гаустории) — у растений-паразитов (повилика, заразиха) и полупаразитов (омела, марьянник). Проникают в ткани растения-хозяина и поглощают воду и питательные вещества.
• Втягивающие корни (контрактильные) — способны сокращаться в продольном направлении, втягивая корневище, луковицу или клубень в почву на оптимальную глубину (лилия, тюльпан, гладиолус).

Функции корней

Помимо основных (закрепление и поглощение), корни выполняют ряд дополнительных функций:

• Проводящая — транспорт воды и минеральных солей по ксилеме вверх, а органических веществ по флоэме вниз.
• Запасающая — накопление крахмала, сахаров, инулина, белков (корнеплоды, корневые клубни).
• Синтетическая — биосинтез аминокислот, алкалоидов (никотин в корнях табака), фитогормонов (цитокининов, гиббереллинов).
• Симбиотическая — взаимодействие с почвенными микроорганизмами:
• Микориза — симбиоз корней с грибами (мицелий оплетает корни или проникает внутрь клеток). Встречается у 80–90 % сосудистых растений. Гриб получает органические вещества, а растение — воду и минеральные соли (особенно фосфор).
• Клубеньки — симбиоз с азотфиксирующими бактериями рода Rhizobium (бобовые, ольха). Бактерии фиксируют атмосферный азот, переводя его в доступную для растения форму.
• Дыхательная — у растений, обитающих в условиях дефицита кислорода (пневматофоры).
• Вегетативное размножение — образование придаточных почек на корнях (корневая поросль у осины, вишни, малины).

Значение корней в природе и жизни человека

• Почвообразование — корни разрыхляют почву, улучшают её структуру, способствуют аэрации и водопроницаемости. Отмирающие корни обогащают почву органическим веществом.
• Предотвращение эрозии — корневые системы скрепляют почву, предотвращая водную и ветровую эрозию.
• Пищевое значение — корнеплоды (морковь, свёкла, редька, репа) и корневые клубни (батат, маниок, ямс) являются важными продуктами питания для человека и кормовыми культурами для животных.
• Лекарственное сырьё — корни многих растений используются в фармакологии: корень женьшеня (адаптоген), корень солодки (отхаркивающее), корень валерианы (успокаивающее), корень одуванчика (желчегонное), корень ревеня (слабительное). В России сбор и заготовка корней дикорастущих лекарственных растений регламентируется.
• Техническое использование — корни некоторых растений (например, ракитника) применяются для дубления кожи; из корней марены добывают красители; корни ивы и ольхи — источник дубильных веществ.

Интересные факты

• Самая глубокая корневая система среди растений зафиксирована у остистого сосняка (Pinus aristata) — до 60 метров, а у инжира дикого (Ficus religiosa) — до 120 метров.
• Общая длина корней одного растения ржи может достигать 600 км, а корневых волосков — 10 000 км.
• Корни способны «чувствовать» гравитацию (геотропизм) и направление воды (гидротропизм), а также избегать препятствий и токсичных зон.
• У некоторых растений (например, у мангров) корни выполняют функцию «живых якорей», удерживая деревья в илистом грунте приливной зоны.

Источники

• Лотова Л. И. «Морфология и анатомия высших растений». — М.: Эдиториал УРСС, 2001.
• Тимирязев К. А. «Жизнь растения». — М.: Сельхозгиз, 1948.
• Эсау К. «Анатомия растений». — М.: Мир, 1969.
• Жизнь растений: в 6 т. / гл. ред. А. Л. Тахтаджян. — М.: Просвещение, 1974–1982.
• Raven P. H., Evert R. F., Eichhorn S. E. «Biology of Plants». — 8th ed. — W. H. Freeman, 2013.