Что такое корневые волоски кратко
Обновлено: 02.07.2024
выросты клеток поверхностной ткани (эпиблемы (См. Эпиблема)) поглощающей зоны корня (См. Корень). К. в. содержат пристенный слой протоплазмы, ядро, крупную вакуоль; их тонкие, легко проницаемые для воды, ослизняющиеся оболочки плотно склеиваются с комочками почвы. К. в. выделяют в почву различные вещества, которые переводят труднорастворимые соединения в легкодоступные растениям формы и способствуют развитию микрофлоры; К. в. служат опорой для растущей верхушки корня. Они недолговечны, обычно отмирают через 15—20 дней. Длина К. в. варьирует у разных видов растений от 0,06 до 10 мм. Однако суммарная длина, поверхность и число К. в. у одного растения могут достигать значительной величины (например, общая длина К. в. растения пшеницы около 20 км). С увеличением влажности почвы и ухудшением её аэрации образование К. в. замедляется; не образуются они и в очень сухой почве. У многих водных и микотрофных растений (См. Микотрофные растения) (например, у сосны, бука) К. в. отсутствуют.
Корневые волоски: 1 — последовательные стадии образования корневых волосков; 2 — поперечный разрез корня с корневыми волосками.
Корни всасывают из почвы воду с растворёнными минеральными солями и обеспечивают ими все органы растения.
Главный корень образуется из зародышевого корешка и появляется первым из семени при его прорастании.
Придаточными называют корни, которые появляются на стеблях, листьях, клубнях, луковицах, корневищах.
Совокупность всех корней растения составляет его корневую систему. В зависимости от того, какие корни в неё входят, различают \(2\) типа корневых систем:
Стержневая корневая система состоит из одного главного и множества боковых корней. Такая корневая система имеется у одуванчика, щавеля, моркови, свёклы и др.
Мочковатая корневая система образована придаточными и боковыми корнями примерно одинаковых размеров. В такой корневой системе главный корень не развит или отмирает. Мочковатая корневая система имеется у ржи, кукурузы, лука, подорожника и др.
На самом кончике корешка находится корневой чехлик . Он состоит из клеток покровной ткани и защищает самую уязвимую часть корня от механических повреждений. Клетки корневого чехлика живут недолго, они постоянно слущиваются и разрушаются.
Под корневым чехликом расположены клетки образовательной ткани (конус нарастания). Там происходит непрерывное деление клеток. Поэтому этот участок корня называется зоной деления .
За зоной деления находится зона роста (растяжения) . Здесь молодые клетки вытягиваются, в результате чего растут в длину и обеспечивают удлинение корня.
За зоной роста находится зона всасывания , в которой происходит поглощение воды и минеральных веществ корневыми волосками .
Большое количество корневых волосков увеличивает поверхность всасывания. Корневые волоски непосредственно соприкасаются с почвой и поглощают воду и растворённые в ней минеральные вещества. Поэтому при пересадке растений корни надо беречь и перемещать с наиболее возможным количеством окружающей их почвы.
Растения имеют сложное строение, в их состав входят корни, листья и другие органы, поэтому они имеют сложные обменные процессы, такие как фотосинтез и осмос. В этих процессах немаловажную роль играют корневые волоски.
Корневая система у растений может быть двух видов, оба из которых состоят из корня и большого количества волосков – выростов (эпиблем), единичных клеток, являющихся основой органических веществ и участвующих в процессе обмена и всасывания веществ.
Корень любого растения сложно устроен с анатомической точки зрения, так как каждый из его частей настроен на выполнение определенной роли. Такие части называются зонами. В зависимости от выполняемой функции различается плотность роста корневых волосков, а соответственно и возможности зоны всасывания, которая по размерам занимает до трех сантиметров. В этой зоне может вырасти до полутора тысяч клеток, срок жизни которых составляет максимум двадцать дней. После смерти одних клеток зарождаются новые, что приводит к росту тканей. После контакта с почвой корневые волоски с помощью специальных клеток могут всасывать воду растворенные соли, содержащие хлор, магний и другие полезные кислоты.
При этом формирование корневого волоска происходит быстро, в зависимости от растения процесс может занять от пары часов до суток, как и жизнь волоска может закончиться через сутки или растянуться до двадцати дней. На месте отмершего волоска не вырастет другой, а эта зона загрубеет.
Описываемые выросты представляют собой растительную ткань, клетки которой в процессе деления образуют корневые волоски. При этом новые молодые клетки не могут осуществлять функцию всасывания, ей наделены только образующиеся из вышележащего участка покрова волоски.
Также главной особенностью эпиблемы является то, что все ее клетки могут формировать волоски, которые вырастают исключительно из выпячивающихся бугорков. В состав этих бугорков входит большое количество митохондрий, отвечающих за процесс всасывания, а также плотные стенки, предотвращающие быстрое испарение потребляемой влаги.
Особенности корневых волосков
Корневые волоски обладают самой большой сосущей силой, чем любые другие части растения, также эта сила в разы выше всасывающей способности почвы. Поэтому растение будет вянуть, не из-за снижения способности к всасыванию, а из-за низкого содержания влаги в почве, что приводит к потемнению и отмиранию корневых волосков.
Также особенностью корневых волосков является то, что после их отмирания (а отмирают они достаточно часто, почти каждые сутки) новые волоски никогда не вырастают на старом месте.
В результате непосредственного взаимодействия корневых волосков и почвы на их поверхности постоянно содержатся ионы водорода, выделяющиеся растением при поглощении калия и вытесняющие сами ионы калия с поверхности.
Благодаря активному росту корневых волосков корневая система быстро развивается и увеличивается в размерах и объемах. При этом иногда встречается деформация корневых волосков, но процент таких случаев очень низок.
Выявлена средняя длина волосков ученым исследователем О. Дитмером, которая составляет около тысячи микрон, а их диаметр около 10 микрон. Именно этот ученый первым пришел к мысли о том, что обмен ионами между почвой и волосками может осуществляться без раствора, а через единую с почвой систему. Также было доказано, что корневые волоски могут потреблять магний вне раствора и фиксировать его. Именно в результате этого процесса образуются доломиты.
Также доказано, что соединения алюминия и железа оказывает негативное влияние на корневые волоски, они повреждаются и испытывают стресс, в результате чего нарушается процесс водного обмена, то есть питания. Такие случаи происходят при изменении в большую сторону показателя кислотности почвы.
Лучше всего корневые волоски могут впитывать кальций, который и способствует их росту и образованию. При отсутствии данного элемента корни начинаю увядать и разрушаться.
Образование корневых волосков
Корневые волоски встречаются исключительно в одном определенном участке, в зоне созревания. Они срезаются и усекаются по мере роста самого корня, но сами по себе очень быстро растут.
Стенки волосков тонкие, поэтому с легкостью поглощают вещества из внешней среды и подвержены повреждениям. Каждая клетка корневого волоска состоит из вакуоли, окруженной цитоплазмой. Ядро расположено не в центре, как это принято, а в верхней части. Каждая клетка окружена слизистым составом, который позволяет оставаться корням гидрофильными, то есть способными к всасыван6ию воды.
Лучше всего образование корневых волосков можно рассмотреть под микроскопом. Они образуются в филлогене, внешнем слое ткани корня. Первичная ткань, которая образуется в этом месте, называется ризодермой, но ее срок ограничен и она быстро отмирает, и образуется другая ткань – перидерма, но она не способна к зарождению корневого волоска. Он растет чуть выше этого места и формируется в эпиблеме, которая богата митохондриями, участвующим в процессе передвижения минеральных веществ.
Функция корневых волосков
Всасывающая (или функция корневого питания) – является основной функцией корневых волосков, которые в прямом смысле слова всасывают воду и другие элементы при взаимодействии с почвой, а именно соли, кальций, магний. Чем старше растение, тем проще его корневым волоскам поглощать растворы, даже если они сильной концентрации. Эта функция важна чаще всего весной при удобрении почвы и ее минерализации.
Роль корневых волосков
Корневые волоски очень тонкие и не могут стать полноценными корнями, но они могут увеличить площадь корня, тем самым дать ему возможность добыть как можно больше воды и содержащихся в ней питательных веществ. Чем больше корневых волосков у растения, тем больше оно поглощает питательных элементов, а значит лучше переживет пересадку в другую почву, если будет такая необходимость. Также этот процесс, происходящий в корневых волосках, позволяет регулировать влагу в почве.
Также корневые волоски плотно присоединяются к корню и тем самым помогают растению закрепиться в почве, так как они увеличивают площадь соприкосновения и контакта с ней.
Корневые волоски вырабатывают особую по составу кислоту, которая способствует растворению минеральных солей и лучшее их всасывание. Также на корневых волосках можно наблюдать слизь, которая позволяет срастаться клеткам волоков с землей для лучшего взаимодействия.
Корневые волоски очень маленькие по размерам, но они уникальны своим большим количеством. Например: молодой росток ржи обладает 14 миллиардами корневых волосков, общая их протяженность десять тысяч километров, которая может обволочь 400 квадратных метров. А это совсем маленькое растение. Можно рассмотреть и огромные, например: грецкий орех, корни его уходят на семь метров в вглубь почвы, а вокруг в верхнем слое до двадцати метров. Эта способность корневых волосков позволяет закреплять почву и предотвращает появление случаев оползней. Вырубка лесов в данном примере является пагубным действие на рельеф местности.
Корневые волоски также поддерживают верхнюю часть корня, которая сопротивляется почве и проходит через нее, тем самым они выполняют механическую роль.
Знание строения и работы корневых волосков играет важную роль в садоводчестве и при выращивании разных культур растений. Важно знать когда лучше всего удобрять почву, чтобы питательные элементы впитались в растение в большей мере. Например: фосфорные удобрения дольше всего перерабатываются, поэтому их лучшего всего применять осенью.
В феврале клетки корневых волосков в большой концентрации наполнены кислотами, особенно яблочной и щавелевой. Они могут переработать и впитать гумус достаточно быстро и в больших объемах. Не смотря на свою короткую жизнь корневые волоски могут проделывать процесс всасывания на площади до 600 квадратных метров.
Для увеличения площади всасывания нужно увеличивать количество новых дополнительных корневых волосков. Для этого верхнюю часть корня растения прищипывают, то есть пикируют. Это дает рост боковых корней, на которых как раз и образуются в большом объеме корневые волоски, а основной корень расти перестает. Чем больше зона всасывания, тем у растения повышаются шансы выжить и развиваться дальше, также это может увеличить урожайность.
Строение корневых волосков
На клеточном и тканевом уровнях корневые волоски состоят из нескольких зон.
Верхний слой – ризодерма, под которым расположена кора, прикрытая экзодермой. Внутренняя часть коры – паренихма. Здесь выполняется запас питательных веществ, приобретенных в процессе всасывания. Также в этой части обрабатываются и синтезируются вещества, важные для роста всего растения. Этот внутренний участок покрывается эндодермой, через которую и проходят питательные вещества в центральную часть клетки.
Кора находится по соседству с перициклом, клетками, которые очень быстро делятся и растут. Именно они и образуют те придаточные ткани, из которых и начинается рост корневых волосков. Внутри корня также находятся ткани, участвующие в процессе транспортировки питательных элементов. При этом минеральные вещества могут поступать от корня вверх к другим частям растения по ксилемам, а также вниз по стеблю к корню по флоэмам.
Клетка корневого волоска
Клетка корневого волоска обычно имеет вытянутую форму, так как является продолжением кожи корня. Основную и большую часть клетки занимает вакуоль, окруженная цитоплазмой, которая по своему строению является тонкой и способна к растягиванию. В цитоплазме расположено ядро клетки. Расположено оно в верхней части волоска.
Зона всасывания корневого волоска
Зона всасывания состоит из трех основных частей: центральный цилиндр, кора и тонкостенная кожица, которая является внешним покрытием на котором и начинаю расти и образовываться корневые волоски.
Клетки зоны всасывания покрыты особенной по составу слизью, которая способствует прилипанию почвы к корневым волоскам, то есть их плотному соприкосновению и взаимодействию, что улучшает процесс всасывания полезных веществ, основную функцию корневых волосков.
Центральный цилиндр – это особенные ткани, который выполняют проводящую функцию, то есть по ним питательные элементы (впитанные и обработанные корневыми волосками) поступают вверх, к другим частям растения. Также цилиндр имеет свойство сохранять полезные вещества и витамины, а чаще всего крахмал. Слой коры покрывает центральный цилиндр и выполняет защитную функцию.
Продвижение веществ поглощенных корневыми волосками
Корневые волоски выполняют их главную функцию – всасывание воды и солей из почвы, при контакте с ней. Выполнять ее позволяет не толстая мембрана клеток корневых волосков, и вода попадает через нее в цитоплазму. В цитоплазм находятся вакуоли – специфические органеллы клетки, в которых хранится раствор кислот (яблочной, лимонной и глюкозы).
Также стоит отметить, что мембрана клеток корневых волосков пропускает не все растворы, а делает это избирательно. Поэтому проникнуть в клетку может только раствор, в котором концентрация веществ меньше, чем в клеточном соке. Из клетки корневого волоска обработанный кислотой поступивший из внешней среды раствор проходит через ксилему, особую ткань, которая представляет собой в некоторой степени сосуды растения (трахеи), по которым раствор поступает к листьям и остальным составным частям.
Значение корневых волосков растения
Корневые волоски выполняют главную функцию – функцию всасывания корня, то есть потребляют воды и минеральные вещества. Кроме того они не просто всасывают, но и преобразуют и синтезируют сложные соединения веществ в простые и доступные для растения. Корневые волоски позволяют увеличить площадь соприкосновения с почвой, то есть площадь всасывания. Также корневые волоски не дают корню сломаться и укрепляют верхнюю ее часть. Соответственно чем больше будет у растения корневых волосков, тем больше шансов у него расти и развиваться.
Корневой волосок — вырост клетки эпидермы (наружных клеток), увеличивает всасывающую поверхность.
Сложные реакции обмена веществ у растений объясняются особым строением частей их тела|тела: корня, стебля, листьев, называемых вегетативными органами|органами. Они отвечают за процессы фотосинтеза, транспирации, осмоса. В данной работе мы изучим строение и функции таких элементов растений, как корневые волоски. Это важные структуры, определяющие всасывание воды|воды и минеральных солей из почвы.
Корень – вегетативный орган|орган семенных растений
Подземная часть голосеменных и цветковых растений представлена двумя типами корневой системы: стержневой и мочковатой. Они состоят из главного, боковых, придаточных (у однодольных растений) корней и большого количества мелких структур, имеющих название — корневые волоски.
Зона всасывания
Главный корень имеет сложное анатомическое строение, причём различные его участки выполняют многообразные функции. В связи с этим их принято называть зонами. Исходя из функции корневых волосков (выше участка растяжения, входящего в зону роста|роста) и расположено скопление выростов покровной ткани. Эта область и называется зоной всасывания. Она составляет от одного до трёх сантиметров. На этом участке могут располагаться от 200 до 1500 и более вытянутых клеток эпиблемы. Они живут недолго: от нескольких часов до 20 суток, а затем отмирают. Одновременно из ризодермы образуются новые структуры. Клетка корневого волоска, соприкасаясь с почвой, способна к всасыванию из неё молекул воды|воды и растворенных|растворённых солей в виде ионов натрия, хлора, магния, кислотных остатков нитратной, нитритной и фосфатной кислот.
Эпиблема и особенности её строения
Эта растительная ткань относится к группе первичных меристем. Участвуя в делении, её клетки обеспечивают формирование таких элементов, как корневые волоски. Это происходит во внешнем слое образовательной ткани корня – феллогене. Образованная в течение вегетационного периода ризодерма отмирает. На её месте образуются молодые клетки перидермы – вторичной покровной ткани, неспособной к всасыванию почвенных растворов. Новый корневой волосок, функция которого – всасывание воды|воды и минеральных солей, формируется из вышележащего участка эпиблемы.
Функции корневых волосков
Эти структуры образуются из выпячиваний ризодермы и представляют собой единичные клетки первичной меристемы, способной к всасыванию почвенного раствора. С течением времени они вытягиваются, а клеточная мембрана становится способной пропускать внутрь как гипотонические, так и сильно концентрированные растворы солей. При внесении минеральных удобрений, например, азотных и калийных, в почве возрастает содержание ионов аммония, калия, нитрат-иона. Это происходит весной, так как она является наилучшим временем для внесения удобрений такого типа. Почвенный раствор, содержащий выше перечисленные виды ионов, проникает в цитоплазму трихобласта путём пассивной диффузии.
Осеннее внесение фосфорных удобрений, требующих больше времени для растворения, вызывает всасывание корневыми волосками ионов кислотных остатков фосфатной и метафосфорной кислот. С началом сокодвижения в конце февраля – начале марта почти весь объем|объём клеток ризодермы заполнен вакуолями, ядро смещено к верхушке корневого волоска. Сама же клетка способна к секреции молекул органических кислот: щавелевой, яблочной. Они растворяют частицы гумуса, усиливая процесс всасывания. Формирование корневых волосков происходит достаточно быстро. Несмотря на короткий срок жизни, они способны поглощать большие|большие объёмы почвенного раствора. Например, у древесного растения площадь всасывания составляет о 120 до 640 м2.
Что такое трихобласты
Ранее мы изучили особенности строения и функций первичной ткани покровов|покровов растений. Она состоит из одного слоя клеток и называется эпиблемой, располагаясь на молодых боковых корнях, отрастающих от главного или придаточных корней. Корневые волоски – это выросты покровной ткани, представляющие собой сильно вытянутые структуры. Нужно помнить, что всё|все клетки эпиблемы – полипотентные, то есть способные к формированию корневых волосков. Но образуются они только из трихобластов – выпячиваний эпиблемы, имеющих вид микроскопических бугорков.
Покровная ткань, ответственная за образование трихобластов, имеет цитологические особенности строения: так, в её клетках отсутствует кутикула и толстая целлюлозная стенка. В цитоплазме находится большое количество органелл, синтезирующих молекулы АТФ, – митохондрий. Они необходимы, так как всасывание воды|воды и минеральных солей требует затрат энергии. Трихобласты также не имеют устьиц – элементов покровной ткани, отвечающих за процессы дыхания растения и транспирацию – испарение воды|воды.
Как растворы солей проникают в корни растений
Трихобласт и формирующийся из него корневой волосок, функция которого – всасывание воды|воды и минеральных солей из почвы, можно считать осмотической системой. Отсутствие жёсткой клеточной стенки и эластичность мембраны способствует транспорту молекул из внешней среды|среды в цитоплазму. В специальных органеллах корневого волоска – вакуолях, накапливаются гипертонические растворы глюкозы, фруктозы, яблочной, лимонной и щавелевой кислот.
И мембрана, и тонопласт клетки обладают избирательной полупроницаемостью. Поэтому почвенный раствор, являясь менее концентрированным, чем клеточный сок, по законам осмоса проникает внутрь корневого волоска. Водный потенциал растворов, поступающих из почвы выше, чем этот показатель в тонопласте, а осмотический потенциал ниже. Вода и минеральные соли|соли траспортируются из клетки корневого волоска в ксилему. Это проводящая ткань, формирующая сосуды растений – трахеи или трахеиды. По ним почвенный раствор движется вверх по стеблю к листьям и другим частям растения.
Пикировка и её значение
Чтобы повысить площадь всасывания корневой системы, нужно добиться увеличения количества боковых корней. Их эпиблема, содержащая трихобласты, и сформирует дополнительные корневые волоски. Для этого применяют механический способ прощипывания верхушки корня, разрушающий зону деления, расположенную над корневым чехликом. Он называется пикировкой. Этот приём стимулирует рост боковых частей, на которых развивается большое количество корневых волосков. При этом рост главного корня в длину прекращается. Большая|Большая площадь зоны всасывания положительно сказывается на росте и развитии растения, повышая его урожайность и жизнестойкость.
В данной статье мы изучили особенности строения зоны всасывания корня покрытосеменных растений, а также выяснили, какую функцию выполняет корневой волосок, развивающийся из эпиблемы.
Видео по теме : Корневой волосок является
Читайте также: