Komplexné metabolické reakcie v rastlinách sa vysvetľujú špeciálnou štruktúrou ich častí tela: koreň, stonka, listy, nazývané vegetatívne orgány. Sú zodpovedné za procesy fotosyntézy, transpirácie, osmózy. V tomto článku budeme študovať štruktúru a funkcie takých rastlinných prvkov, ako sú koreňové vlásky. Toto sú dôležité štruktúry, ktoré určujú absorpciu vody a minerálnych solí z pôdy.
Koreň – vegetatívny orgán semenných rastlín
Podzemnú časť nahosemenných a kvitnúcich rastlín predstavujú dva typy koreňového systému: koreňový a vláknitý. Pozostávajú z hlavných, bočných, náhodných (u jednoklíčnolistových rastlín) koreňov a veľkého počtu malých štruktúr nazývaných koreňové vlásky.
Toto sú výrastky reprezentované jednotlivými bunkami epiblemy (rizoderm). Nazývajú sa trichoblasty. Byť oporou a vykonávať funkcie skladovania organických látok, absorpcie a reprodukcie (takzvané koreňové potomstvo čerešní, vŕb),koreň sa nepriamo podieľa na takých metabolických procesoch, ako je transpirácia, dýchanie, fotosyntéza.
Sací priestor
Hlavný koreň má zložitú anatomickú štruktúru a jeho rôzne časti plnia rôzne funkcie. V tomto ohľade sa nazývajú zóny. Na základe funkcie koreňových vláskov (nad oblasťou natiahnutia zahrnutou do rastovej zóny) sa nachádza nahromadenie výrastkov krycieho tkaniva. Táto oblasť sa nazýva sacia zóna. Je to od jedného do troch centimetrov. Táto oblasť môže obsahovať od 200 do 1500 alebo viac predĺžených epiblémových buniek. Nežijú dlho: od niekoľkých hodín do 20 dní a potom zomrú. Súčasne sa z rizodermu vytvárajú nové štruktúry. Koreňová vlásková bunka je v kontakte s pôdou schopná absorbovať molekuly vody a rozpustené soli z nej vo forme iónov sodíka, chlóru, horčíka, zvyškov kyselín dusičnanov, dusitanov a fosforečnanov.
Epibleme a vlastnosti jeho štruktúry
Toto rastlinné pletivo patrí do skupiny primárnych meristémov. Účasťou na delení jej bunky zabezpečujú tvorbu takých prvkov, ako sú koreňové chĺpky. K tomu dochádza vo vonkajšej vrstve vzdelávacieho tkaniva koreňa - felogénu. Podzemok vytvorený počas vegetačného obdobia odumiera. Na jeho mieste sa tvoria mladé peridermálne bunky - sekundárne krycie tkanivo, ktoré nie je schopné absorbovať pôdne roztoky. Nový koreňový vlások, ktorého funkciou je vstrebávanie vody a minerálnych solí, sa vytvára z prekrývajúcej časti epiblému.
Funkcie koreňových vláskov
Tieto štruktúry sú vytvorené z výbežkov rizodermu a sú to jednotlivé bunky primárneho meristému schopné absorbovať pôdny roztok. Postupom času sa naťahujú a bunková membrána je schopná prechádzať hypotonickými aj vysoko koncentrovanými soľnými roztokmi. Pri aplikácii minerálnych hnojív, napríklad dusíkatých a draselných hnojív, sa v pôde zvyšuje obsah amónnych, draselných a dusičnanových iónov. Stáva sa to na jar, pretože to je najlepší čas na aplikáciu tohto typu hnojiva. Pôdny roztok obsahujúci vyššie uvedené typy iónov preniká do cytoplazmy trichoblastu pasívnou difúziou.
Jesenná aplikácia fosfátových hnojív, ktoré si vyžadujú dlhší čas na rozpustenie, spôsobuje vstrebávanie iónov kyslých zvyškov fosfátov a metafosforečných kyselín koreňovými vláskami. So začiatkom toku miazgy koncom februára - začiatkom marca je takmer celý objem rhizodermálnych buniek vyplnený vakuolami, jadro je posunuté na vrchol koreňového vlasu. Samotná bunka je schopná vylučovať molekuly organických kyselín: šťaveľovú, jablčnú. Rozpúšťajú častice humusu, čím zlepšujú proces absorpcie. K tvorbe koreňových chĺpkov dochádza pomerne rýchlo. Napriek svojej krátkej životnosti sú schopné absorbovať veľké objemy pôdneho roztoku. Napríklad pri drevine je sacia plocha cca 120 až 640 m22.
Čo sú to trichoblasty
Predtým sme študovali vlastnosti štruktúry a funkcií primárneho tkanivarastlinné kryty. Skladá sa z jednej vrstvy buniek a nazýva sa epiblema, ktorá sa nachádza na mladých bočných koreňoch vyrastajúcich z hlavných alebo adventívnych koreňov. Koreňové chĺpky sú výrastky krycieho tkaniva, čo sú vysoko pretiahnuté štruktúry. Je potrebné mať na pamäti, že všetky epiblémové bunky sú pluripotentné, to znamená, že sú schopné tvoriť koreňové chĺpky. Ale sú tvorené iba z trichoblastov - výbežkov epiblema, ktoré vyzerajú ako mikroskopické tuberkulózy.
Kryčné tkanivo zodpovedné za tvorbu trichoblastov má cytologické štruktúrne znaky: napríklad jeho bunkám chýba kutikula a hrubá celulózová stena. Cytoplazma obsahuje veľké množstvo organel, ktoré syntetizujú molekuly ATP – mitochondrie. Sú nevyhnutné, pretože absorpcia vody a minerálnych solí vyžaduje energiu. Trichoblasty tiež nemajú prieduchy - prvky podkožného tkaniva zodpovedné za procesy dýchania a transpirácie rastlín - odparovanie vody.
Ako soľné roztoky prenikajú do koreňov rastlín
Za osmotický systém možno považovať trichoblast a z neho vytvorený koreňový vlások, ktorého funkciou je vstrebávanie vody a minerálnych solí z pôdy. Absencia tuhej bunkovej steny a elasticita membrány podporuje transport molekúl z vonkajšieho prostredia do cytoplazmy. V špeciálnych koreňových vláskových organelách - vakuolách sa hromadia hypertonické roztoky glukózy, fruktózy, kyseliny jablčnej, citrónovej a šťaveľovej.
Membrána aj tonoplast bunky majú selektívne vlastnostisemipermeabilita. Preto pôdny roztok, ktorý je menej koncentrovaný ako bunková šťava, preniká do koreňového vlasu podľa zákonov osmózy. Vodný potenciál roztokov pochádzajúcich z pôdy je vyšší ako tento indikátor v tonoplaste a osmotický potenciál je nižší. Voda a minerálne soli sú transportované z koreňovej vláskovej bunky do xylému. Ide o vodivé tkanivo, ktoré tvorí cievy rastlín - priedušnice alebo tracheidy. Prostredníctvom nich sa pôdny roztok posúva po stonke nahor k listom a iným častiam rastliny.
Výber a jeho význam
Ak chcete zväčšiť saciu plochu koreňového systému, musíte zvýšiť počet bočných koreňov. Ich epiblema obsahujúca trichoblasty vytvorí ďalšie koreňové vlásky. Na tento účel sa používa mechanická metóda vytrhávania koreňového hrotu, ktorá ničí deliacu zónu umiestnenú nad koreňovým uzáverom. Volá sa to vyberanie. Táto technika stimuluje rast bočných častí, na ktorých sa vyvíja veľké množstvo koreňových chĺpkov. V tomto prípade sa rast hlavného koreňa v dĺžke zastaví. Veľká plocha sacej zóny má pozitívny vplyv na rast a vývoj rastliny, zvyšuje jej úrodu a vitalitu.
V tomto článku sme študovali štrukturálne vlastnosti koreňovej absorpčnej zóny krytosemenných rastlín a tiež sme zistili, akú funkciu plní koreňový vlások vznikajúci z epiblemy.
