Złożone reakcje metaboliczne roślin można wyjaśnić specjalną strukturą ich części ciała: korzenia, łodygi, liści, zwanych organami wegetatywnymi. Odpowiadają za procesy fotosyntezy, transpiracji, osmozy. W tym artykule zbadamy budowę i funkcje takich elementów roślinnych jak włośniki. Są to ważne struktury, które warunkują wchłanianie wody i soli mineralnych z gleby.
Korzeń - organ wegetatywny roślin nasiennych
Podziemną część roślin nagonasiennych i kwitnących reprezentują dwa rodzaje systemu korzeniowego: korzeń palowy i włóknisty. Składają się z głównych, bocznych, przybyszowych (u roślin jednoliściennych) korzeni oraz dużej liczby małych struktur zwanych włośnikami.
Są to narośle reprezentowane przez pojedyncze komórki epiblemy (ryzodermy). Nazywane są trichoblastami. Będąc podporą i pełniąc funkcje magazynowania substancji organicznych, wchłaniania i rozmnażania (tzw. korzeniowe potomstwo wiśni, wierzby),korzeń jest pośrednio zaangażowany w takie procesy metaboliczne jak transpiracja, oddychanie, fotosynteza.
Obszar ssania
Główny korzeń ma złożoną strukturę anatomiczną, a jego różne części pełnią różne funkcje. W związku z tym nazywane są strefami. W oparciu o funkcję włośników (powyżej obszaru rozciągania zawartego w strefie wzrostu) lokalizuje się nagromadzenie wyrostków tkanki powłokowej. Ten obszar nazywa się strefą ssania. Ma od jednego do trzech centymetrów. Obszar ten może zawierać od 200 do 1500 lub więcej wydłużonych komórek epiblema. Nie żyją długo: od kilku godzin do 20 dni, a potem umierają. Jednocześnie z kłącza powstają nowe struktury. Komórka włosa korzenia w kontakcie z glebą jest zdolna do wchłaniania z niej cząsteczek wody i rozpuszczonych soli w postaci jonów sodu, chloru, magnezu, kwaśnych pozostałości azotanów, azotynów i kwasów fosforanowych.
Epibleme i cechy jego struktury
Ta tkanka roślinna należy do grupy merystemów pierwotnych. Uczestnicząc w podziale, jego komórki zapewniają powstawanie takich pierwiastków jak włośniki. Dzieje się tak w zewnętrznej warstwie tkanki edukacyjnej korzenia - korku. Kłącze utworzone w okresie wegetacji obumiera. Na jego miejscu powstają młode komórki perydermy - wtórna tkanka powłokowa, która nie jest zdolna do wchłaniania roztworów glebowych. Z pokrywającej część epiblemy powstaje nowy korzeń, którego funkcją jest wchłanianie wody i soli mineralnych.
Funkcje włosów u korzeni
Struktury te są utworzone z występów ryzodermy i są pojedynczymi komórkami merystemu pierwotnego, zdolnymi do wchłaniania roztworu glebowego. Z biegiem czasu rozciągają się, a błona komórkowa staje się w stanie przepuszczać do środka zarówno hipotoniczne, jak i wysoce stężone roztwory soli. W przypadku stosowania nawozów mineralnych, np. azotowych i potasowych, w glebie wzrasta zawartość jonów amonowych, potasowych i azotanowych. Dzieje się to wiosną, ponieważ jest to najlepszy czas na zastosowanie tego rodzaju nawozu. Roztwór glebowy zawierający powyższe typy jonów wnika do cytoplazmy trichoblastów na drodze dyfuzji biernej.
Jesienne stosowanie nawozów fosforowych, które wymagają dłuższego czasu do rozpuszczenia, powoduje wchłanianie jonów kwaśnych pozostałości kwasów fosforanowych i metafosforowych przez włośniki. Wraz z początkiem przepływu soków pod koniec lutego - na początku marca prawie cała objętość komórek ryzodermalnych jest wypełniona wakuolami, jądro zostaje przemieszczone do wierzchołka włośnika. Sama komórka jest zdolna do wydzielania cząsteczek kwasów organicznych: szczawiowego, jabłkowego. Rozpuszczają cząsteczki humusu, przyspieszając proces wchłaniania. Powstawanie włośników następuje dość szybko. Mimo krótkiej żywotności są w stanie wchłonąć duże ilości roztworu glebowego. Na przykład w roślinie drzewiastej powierzchnia ssania wynosi około 120 do 640 m22.
Co to są trichoblasty
Wcześniej badaliśmy cechy struktury i funkcje tkanki pierwotnejokrycia roślinne. Składa się z pojedynczej warstwy komórek i nazywana jest epiblemą, zlokalizowaną na młodych korzeniach bocznych wyrastających z korzeni głównych lub przybyszowych. Włosiki korzeniowe są wyrostkami z tkanki powłokowej, która jest bardzo wydłużonymi strukturami. Należy pamiętać, że wszystkie komórki epiblema są pluripotencjalne, czyli zdolne do tworzenia włośników. Ale powstają tylko z trichoblastów - wypustek epiblemy, które wyglądają jak mikroskopijne guzki.
Tkanka powłokowa odpowiedzialna za tworzenie trichoblastów ma cytologiczne cechy strukturalne: na przykład jej komórki nie mają naskórka i grubej ściany celulozowej. Cytoplazma zawiera dużą liczbę organelli, które syntetyzują cząsteczki ATP - mitochondria. Są niezbędne, ponieważ przyswajanie wody i soli mineralnych wymaga energii. Trichoblasty również nie posiadają aparatów szparkowych – elementów tkanki powłokowej odpowiedzialnych za procesy oddychania i transpiracji roślin – parowania wody.
Jak roztwory soli penetrują korzenie roślin
Trichoblast i powstałe z niego włośniki, których funkcją jest wchłanianie wody i soli mineralnych z gleby, można uznać za system osmotyczny. Brak sztywnej ściany komórkowej i elastyczność błony sprzyjają transportowi cząsteczek ze środowiska zewnętrznego do cytoplazmy. W specjalnych organellach włośnika gromadzą się wakuole, hipertoniczne roztwory glukozy, fruktozy, kwasu jabłkowego, cytrynowego i szczawiowego.
Zarówno membrana, jak i tonoplast komórki mają selektywnośćpółprzepuszczalność. W związku z tym roztwór glebowy, będąc mniej stężonym niż sok komórkowy, wnika do włośnika zgodnie z prawami osmozy. Potencjał wodny roztworów pochodzących z gleby jest wyższy niż ten wskaźnik w tonoplastach, a potencjał osmotyczny jest niższy. Woda i sole mineralne są transportowane z komórki włośnika do ksylemu. Jest to tkanka przewodząca, która tworzy naczynia roślinne - tchawicę lub tchawicę. Za ich pośrednictwem roztwór gleby przesuwa się w górę łodygi do liści i innych części rośliny.
Kryp i jego znaczenie
Aby zwiększyć obszar ssania systemu korzeniowego, należy zwiększyć liczbę korzeni bocznych. Ich epiblema zawierająca trichoblasty utworzy dodatkowe włośniki. W tym celu stosuje się mechaniczną metodę wyrywania wierzchołka korzenia, która niszczy strefę podziału znajdującą się powyżej czapeczki korzeniowej. To się nazywa zbieranie. Technika ta stymuluje wzrost części bocznych, na których rozwija się duża liczba włośników. W takim przypadku zatrzymuje się wzrost długości głównego korzenia. Duża powierzchnia strefy ssania pozytywnie wpływa na wzrost i rozwój rośliny, zwiększając jej plon i żywotność.
W tym artykule zbadaliśmy cechy strukturalne strefy wchłaniania korzeni roślin okrytozalążkowych, a także dowiedzieliśmy się, jaką funkcję pełni włośnik rozwijający się z epiblemy.
