Сложните метаболитни реакции в растенията се обясняват със специалната структура на частите на тялото им: корен, стъбло, листа, наречени вегетативни органи. Те са отговорни за процесите на фотосинтеза, транспирация, осмоза. В тази статия ще изследваме структурата и функциите на такива растителни елементи като кореновите косми. Това са важни структури, които определят усвояването на вода и минерални соли от почвата.
Корен - вегетативният орган на семенните растения
Подземната част на голосеменните и цъфтящите растения е представена от два вида коренова система: главен корен и влакнеста. Те се състоят от главни, странични, допълнителни (при едносемеделните растения) корени и голям брой малки структури, наречени коренови власинки.
Това са израстъци, представени от единични клетки на епиблемата (ризодерма). Те се наричат трихобласти. Като опора и изпълняващи функциите за съхранение на органични вещества, усвояване и размножаване (т.нар. кореново потомство на череши, върби),коренът индиректно участва в такива метаболитни процеси като транспирация, дишане, фотосинтеза.
Всмукателна зона
Основният корен има сложна анатомична структура и различните му части изпълняват различни функции. В тази връзка те се наричат зони. Въз основа на функцията на кореновите косми (над зоната на разтягане, включена в зоната на растеж), се намира натрупване на израстъци на покривната тъкан. Тази зона се нарича зона на засмукване. Тя е от един до три сантиметра. Тази област може да съдържа от 200 до 1500 или повече удължени епиблемни клетки. Те не живеят дълго: от няколко часа до 20 дни и след това умират. Едновременно с това се образуват нови структури от ризодермата. Кореновата космена клетка, при контакт с почвата, е способна да абсорбира водни молекули и разтворени соли от нея под формата на натриеви, хлорни, магнезиеви йони, киселинни остатъци от нитратни, нитритни и фосфатни киселини.
Epibleme и характеристики на неговата структура
Тази растителна тъкан принадлежи към групата на първичните меристеми. Участвайки в деленето, клетките му осигуряват образуването на такива елементи като коренови косми. Това се случва във външния слой на образователната тъкан на корена - фелоген. Образуваната през вегетационния период ризодерма отмира. На негово място се образуват млади перидермални клетки - вторична покривна тъкан, която е неспособна да абсорбира почвени разтвори. От горната част на епиблемата се образува нов коренов косъм, чиято функция е усвояването на вода и минерални соли.
Функции на кореновата коса
Тези структури са образувани от издатини на ризодермата и са единични клетки на първичната меристема, способни да абсорбират почвения разтвор. С течение на времето те се разтягат и клетъчната мембрана става способна да пропуска както хипотонични, така и силно концентрирани солеви разтвори вътре. Когато се прилагат минерални торове, например азотни и калиеви торове, съдържанието на амониеви, калиеви и нитратни йони в почвата се увеличава. Това се случва през пролетта, тъй като това е най-доброто време за прилагане на този вид тор. Почвеният разтвор, съдържащ горните видове йони, прониква в трихобластната цитоплазма чрез пасивна дифузия.
Есенното прилагане на фосфатни торове, които изискват повече време за разтваряне, причинява абсорбция на йони на киселинни остатъци от фосфат и метафосфорни киселини от кореновите косми. С началото на притока на сок в края на февруари - началото на март, почти целият обем на ризодермалните клетки е изпълнен с вакуоли, ядрото се измества към върха на кореновата коса. Самата клетка е способна да отделя молекули на органични киселини: оксалова, ябълчна. Те разтварят хумусните частици, засилвайки процеса на усвояване. Образуването на коренови косми става доста бързо. Въпреки краткия си живот, те са в състояние да абсорбират големи количества почвен разтвор. Например, в дървесно растение, смукателната площ е около 120 до 640 m22.
Какво са трихобласти
По-рано изследвахме особеностите на структурата и функциите на първичната тъканрастителни покривки. Състои се от един слой клетки и се нарича епиблема, разположена върху млади странични корени, израстващи от главните или допълнителните корени. Кореновите косми са израстъци на покривната тъкан, които са силно удължени структури. Трябва да се помни, че всички епиблемни клетки са плурипотентни, тоест способни да образуват коренови косми. Но те се образуват само от трихобласти - издатини на епиблемата, които приличат на микроскопични туберкули.
Покривната тъкан, отговорна за образуването на трихобласти, има цитологични структурни характеристики: например, клетките й нямат кутикула и дебела целулозна стена. Цитоплазмата съдържа голям брой органели, които синтезират АТФ молекули – митохондрии. Те са необходими, тъй като усвояването на вода и минерални соли изисква енергия. Трихобластите също нямат устици - елементи от покривната тъкан, отговорни за процесите на дишане и транспирация на растенията - изпаряването на водата.
Как солевите разтвори проникват в корените на растенията
Трихобласт и образуваният от него коренов косъм, чиято функция е усвояването на вода и минерални соли от почвата, може да се счита за осмотична система. Липсата на твърда клетъчна стена и еластичността на мембраната насърчават транспортирането на молекули от външната среда към цитоплазмата. В специални органели на кореновата коса - вакуоли, се натрупват хипертонични разтвори на глюкоза, фруктоза, ябълчена, лимонена и оксалова киселини.
И мембраната, и тонопластът на клетката имат селективностполупропускливост. Следователно почвеният разтвор, който е по-малко концентриран от клетъчния сок, прониква в кореновата коса според законите на осмозата. Водният потенциал на разтворите, идващи от почвата, е по-висок от този показател в тонопласта, а осмотичният потенциал е по-нисък. Водата и минералните соли се транспортират от кореновата космена клетка до ксилема. Това е проводяща тъкан, която образува съдовете на растенията - трахеята или трахеидите. Чрез тях почвеният разтвор се придвижва нагоре по стъблото към листата и други части на растението.
Изборът и неговото значение
За да увеличите смукателната площ на кореновата система, трябва да увеличите броя на страничните корени. Техните епиблеми, съдържащи трихобласти, ще образуват допълнителни коренови косми. За това се използва механичен метод за скубане на върха на корена, който унищожава зоната на разделяне, разположена над кореновата шапка. Нарича се бране. Тази техника стимулира растежа на страничните части, върху които се развиват голям брой коренови косми. В този случай растежът на главния корен по дължина спира. Голямата площ на всмукателната зона има положителен ефект върху растежа и развитието на растението, повишавайки неговия добив и жизненост.
В тази статия проучихме структурните особености на зоната за поглъщане на корените на покритосеменните растения и също така установихме каква функция изпълнява кореновата коса, развиваща се от епиблема.
