A növények összetett anyagcsere-reakcióit testrészeik speciális felépítése magyarázza: gyökér, szár, levelek, amelyeket vegetatív szerveknek neveznek. Felelősek a fotoszintézis, transzspiráció, ozmózis folyamataiért. Ebben a cikkben olyan növényi elemek szerkezetét és funkcióit vizsgáljuk meg, mint a gyökérszőrök. Ezek fontos struktúrák, amelyek meghatározzák a víz és az ásványi sók talajból történő felszívódását.
Gyökér – a magnövények vegetatív szerve
A gymnosperm és a virágos növények föld alatti részét kétféle gyökérrendszer képviseli: karógyökér és rostos. A fő, oldalsó, járulékos (egyszikű növényekben) gyökerekből és számos kis struktúrából, úgynevezett gyökérszőrből állnak.
Ezek olyan kinövések, amelyeket az epiblema (rizoderma) egyetlen sejtje képvisel. Ezeket trichoblasztoknak nevezik. Támogató és ellátja a szerves anyagok tárolásának, felszívódásának és szaporodásának funkcióit (cseresznye, fűz ún. gyökérutódai),a gyökér közvetve részt vesz olyan anyagcsere-folyamatokban, mint a transzspiráció, légzés, fotoszintézis.
Szívófelület
A fő gyökér összetett anatómiai felépítésű, és különböző részei különböző funkciókat látnak el. Ebben a tekintetben zónáknak nevezik őket. A gyökérszőrök funkciója alapján (a növekedési zónába tartozó nyúlási terület felett) az integumentary szövet kinövéseinek felhalmozódása található. Ezt a területet szívási zónának nevezik. Egytől három centiméterig terjed. Ez a terület 200-1500 vagy több megnyúlt epiblema sejtet tartalmazhat. Nem élnek sokáig: több órától 20 napig, majd elhalnak. Ezzel párhuzamosan új struktúrák alakulnak ki a rizodermából. A gyökérszőrsejt a talajjal érintkezve képes felszívni a vízmolekulákat és abból oldott sókat nátrium-, klór-, magnéziumionok, nitrát-, nitrit- és foszfátsav-maradékok formájában.
Epibleme és szerkezetének jellemzői
Ez a növényi szövet az elsődleges merisztémák csoportjába tartozik. Az osztódásban való részvétellel sejtjei olyan elemek kialakulását biztosítják, mint a gyökérszőrszálak. Ez a gyökér nevelési szövetének külső rétegében fordul elő - fellogén. A tenyészidőben kialakult rizoderma elhal. Helyén fiatal peridermasejtek képződnek - egy másodlagos integumentum szövet, amely nem képes felszívni a talajoldatokat. Az epiblema fedő részéből új gyökérszőr képződik, amelynek feladata a víz és az ásványi sók felszívása.
A hajgyökér funkciói
Ezek a struktúrák a rizoderma kiemelkedéseiből jönnek létre, és az elsődleges merisztéma egyes sejtjei, amelyek képesek felszívni a talajoldatot. Idővel megnyúlnak, és a sejtmembrán képessé válik mind a hipotóniás, mind az erősen koncentrált sóoldatok bejuttatására. Ásványi műtrágyák, például nitrogén- és káliumműtrágyák kijuttatásakor megnő a talaj ammónium-, kálium- és nitrátion-tartalma. Ez tavasszal történik, mivel ez a legjobb idő az ilyen típusú műtrágyák kijuttatására. A fenti típusú ionokat tartalmazó talajoldat passzív diffúzióval behatol a trichoblaszt citoplazmába.
A foszfátműtrágyák őszi kijuttatása, amelyek feloldódása több időt igényel, a foszfát és a metafoszforsavak savas maradványainak ionjainak felszívódását idézi elő a gyökérszőrökben. Február végén - március elején a nedváramlás megindulásával a rizodermális sejtek szinte teljes térfogata megtelik vakuolákkal, a sejtmag a gyökérszőr tetejére kerül. A sejt maga is képes szerves savak molekuláit kiválasztani: oxálsav, almasav. Feloldják a humuszrészecskéket, fokozva a felszívódási folyamatot. A gyökérszőrök kialakulása meglehetősen gyorsan megtörténik. Rövid élettartamuk ellenére nagy mennyiségű talajoldatot képesek felvenni. Például egy fás szárú növénynél a szívófelület körülbelül 120-640 m22.
Mik azok a trichoblasztok
Korábban tanulmányoztuk az elsődleges szövet szerkezetének és funkcióinak jellemzőitnövénytakarók. Egyetlen sejtrétegből áll, és epiblémának nevezik, amely a fő vagy járulékos gyökerekből kinőtt fiatal oldalgyökereken helyezkedik el. A gyökérszőrök az integumentáris szövet kinövései, amelyek erősen megnyúlt struktúrák. Emlékeztetni kell arra, hogy minden epiblema sejt pluripotens, azaz képes gyökérszőrzet kialakítására. De csak trichoblasztokból alakulnak ki – az epiblema kiemelkedéseiből, amelyek mikroszkopikus gumóknak tűnnek.
A trichoblasztok képződéséért felelős szövetszövet citológiai szerkezeti jellemzőkkel rendelkezik: például sejtjeiből hiányzik a kutikula és vastag cellulózfal. A citoplazma nagyszámú organellumát tartalmaz, amelyek ATP-molekulákat szintetizálnak - mitokondriumok. Szükségesek, mivel a víz és az ásványi sók felszívódása energiát igényel. A trichoblasztoknak szintén nincsenek sztómái – a belső szövet elemei, amelyek felelősek a növényi légzési és transzspirációs folyamatokért – a víz elpárolgásáért.
Hogyan hatolnak be a sóoldatok a növények gyökereibe
Ozmotikus rendszernek tekinthető a trichoblaszt és a belőle képződött gyökérszőr, melynek feladata a talajból víz és ásványi sók felszívása. A merev sejtfal hiánya és a membrán rugalmassága elősegíti a molekulák szállítását a külső környezetből a citoplazmába. A speciális gyökérszőrszervecskékben - vakuolákban - glükóz, fruktóz, almasav, citromsav és oxálsav hipertóniás oldata halmozódik fel.
Mind a sejt membránjának, mind a tonoplasztjának van szelektíveféligáteresztő képesség. Ezért a talajoldat kevésbé koncentrált, mint a sejtnedv, az ozmózis törvényei szerint behatol a gyökérszőrbe. A talajból érkező oldatok vízpotenciálja ennél a mutatónál nagyobb a tonoplasztban, az ozmotikus potenciál pedig kisebb. A víz és az ásványi sók a gyökérszőrsejtből a xilémbe kerülnek. Ez egy vezetőképes szövet, amely a növények edényeit képezi - a légcső vagy a légcső. Rajtuk keresztül a talajoldat felfelé halad a száron a levelekhez és a növény más részeihez.
A kiválasztás és jelentése
A gyökérrendszer szívófelületének növeléséhez növelni kell az oldalsó gyökerek számát. A trichoblasztokat tartalmazó epiblémájuk további gyökérszőröket képez. Ehhez a gyökércsúcs mechanikus módszerét alkalmazzák, amely tönkreteszi a gyökérsapka felett található osztódási zónát. Szedésnek hívják. Ez a technika serkenti az oldalsó részek növekedését, amelyeken nagyszámú gyökérszőrzet alakul ki. Ebben az esetben a fő gyökér növekedése leáll. A szívózóna nagy területe pozitív hatással van a növény növekedésére és fejlődésére, növeli a hozamot és a vitalitást.
Ebben a cikkben a zárvatermők gyökérfelszívódási zónájának szerkezeti jellemzőit tanulmányoztuk, és azt is megtudtuk, milyen funkciót lát el az epiblémából fejlődő gyökérszőr.
