Дыхательные корни примеры растений и функции. Основные видоизменения корня (метаморфозы)

15. Корни Отбирая кандидатов в будущие космонавты, руководители космической программы обращали внимание и на такие, казалось бы, «мелочи», как происхождение. У Гагарина в этом отношении всё было в порядке. Отец являлся потомственным крестьянином. А матушка – из семьи

Корень растения выполняет множество функций. Наиболее важные из них для жизнедеятельности растения – удержание растения в почве и поглощение воды с растворенными минеральными веществами. Помимо вышеуказанных корням свойственно выполнение еще и ряда других функций, из-за чего происходит видоизменение их структуры. Вследствие метаморфоз видоизмененный корень теряют схожесть с обычным корнем.

Корнеплод

У некоторых двулетних растений (репы, петрушки, моркови) корень преобразуется в корнеплод, который представляет собой утолщенный придаточный корень. В формировании корнеплода принимают участие главный корень и нижний участок стебля. В структуре корнеплода главное место принадлежит запасающей основной ткани.
В зависимости от строения корня различают три типа корнеплодов: морковный, свекольный и редечный.

1. Корнеплоды морковного типа - овощи с удлиненной формой корня, который может быть цилиндрическим, коническим, удлиненно - коническим, веретенообразным и тупым или острым концом. У корнеплодов этого типа четко разграничены кора (флоэма) и сердцевина (ксилема). Между ними находится пробковый камбий. Сверху корнеплод покрыт естественной перидермой. По составу и количеству питательных веществ кора более ценная, чем сердцевина. К корнеплодам этого типа относится морковь, петрушка, сельдерей, пастернак.

2. Корнеплоды свекольного типа - овощи с округлыми, кругло-плоскими, овальными или удлиненными корнеплодами. Представлены столовой и сахарной свеклой. В качестве овощной культуры используется лишь столовая свекла. У корнеплода темно-красная мякоть с кольцами более светлого тога, что обусловлено чередованием тканей ксилемы (светлых колец) и флоэмы (темных колец). Чем меньше удельный вес занимают, такни ксилемы, тем выше пищевая ценность свеклы.

3. Корнеплоды редечного типа - овощи с округленными, реповидными, удлиненно-коническими корнеплодами. Особенностью их внутреннего строения является радиальное расположение вторичной ксилемы, флоэмы и паренхимной ткани. Камбиальный слой находится непосредственно под перидермой. К корнеплодам этого типа относятся редька, редис, брюква и репа.
Для корнеплодов всех типов характерны общие морфологические признаки: головка в верхней части с черешками листьев и почками в основании, корневое тело (основная съедобная часть) и кончик корня (основной), а у корнеплодов свекольного типа наличие боковых корешков. У остальных корнеплодов тонкие боковые корешки при уборке легко отрываются и, как правило, отсутствуют.
Особенность всех корнеплодов - их способность заживлять механические повреждениям путем суберинизации клеток, а так же их легкая усвояемость. Наиболее легко увядающими являются корнеплоды морковного типа, редис, наименее - свекла, редька, репа и брюква.

Корневые клубни (корневые шишки)

Многие покрытосеменные растения имеют на корнях корневые клубни (или корневые шишки). Их происхождение связано с утолщением придаточных и боковых корней. Корневые клубни – это вместилище питательных веществ. Их также используют для вегетативного размножения растений.
Самое известное из растений с типичным корнеклубнем - георгина. Вздутые корневые шишки отходят из одной точки - основания старого стебля. Эти видоизмененные корни обеспечивают растение питательными веществами. В период роста от них отрастают собственные тонкие корешки, которые добывают из почвы воду и питательные вещества. Размножают растения с корневыми шишками отдельными шишками с почкой (глазком) на конце (георгина, эремурус, кливия, лютик).

Корни-зацепки, ходульные корни, воздушные корни, досковидные корни, корни-присоски

Плющ. Фото: Garry Knight

Корни-зацепки – своеобразные придаточные корни, позволяющие растению легко прикрепляться к любой опоре. Такие корни встречаются у плюща и других лазающих растений.
Удивительное явление в природе – ходульные корни, которые выполняют у растения роль опоры. Такие корни имеют способность противодействовать сильным нагрузкам, благодаря наличию механических тканей во всех отделах. Встречаются у растений рода пандаус, призрастающих на океанических островах в тропиках, где господствуют сильные ураганные ветры.

Воздушные (дыхательные) корни имеются у тропических деревьев, которые растут на почвах, обедненных кислородом, пресноводных тропических болотах. Это боковые корни, располагающиеся над землей. Благодаря воздушным корням, кислород и вода поглощаются растением из воздуха в условиях повышенной влажности. Так дыхательные корни обеспечивают функцию дополнительного дыхания.

Досковидные корни - это вертикальные надземные корни, характерные для крупных деревьев, растущих в дождевых тропических лесах. Развиваются у основания ствола, выглядят как доски, прилегающие к стволу, обеспечивая растению дополнительную опору.

Микориза

Микориза представляет собой симбиоз корней высших растений с гифами грибов. Это сожительство выгодно для обоих организмов, так как гриб получает от растения готовые органические вещества, а растение всасывает от гриба воду с минеральными веществами. Микориза часто встречается на корнях высших растений, особенно древесных. Можно представить грибные гифы, переплетающиеся с толстыми корнями деревьев, как корневые волоски, поскольку функции их аналогичны.
Большая часть многолетних растений имеет микоризу. Предполагается, что микориза является одним из факторов, способствовавших прогрессу цветковых растений. Растения, питающиеся с помощью микоризных грибов, называются микотрофными.

Различают два основных типа микоризы: эктотрофную и эндотрофную. Гифы эктотрофной микоризы охватывают корень только снаружи, иногда проникая в межклетники коровой паренхимы. Эктомикориза обычная у многих древесных (сосна, берёза, дуб, бук и др.), а также ряда травянистых сельскохозяйственных растений, особенно у злаков. Гриб поселяется на проросшем корешке семени и в дальнейшем развитии, особенно в фазе кущения, обеспечивает обильное почвенное питание растения.
Эндотрофная микориза встречается более широко. Она характерна для большинства цветковых. Эндомикориза не образует грибной чехол вокруг корня, корневые волоски не отмирают, но гифы проникают в корень и внедряются в клетки коровой паренхимы.

У эпифитных тропических орхидей и некоторых других растений существуют так называемые воздушные корни. Они покрывают многослойной эпиблемой, называемой веламеном. Веламен выполняет иногда фотосинтезирующую функцию, а позже может участвовать в поглощении атмосферной влаги, образуя мёртвый губчатый гигроскопичный покров корня.
Без микоризы мицелий симбиотических грибов может определенное время существовать в почве, но при этом никогда не будет образовывать плодовых тел. Поэтому в искусственных условиях нельзя получить плодовые тела белого гриба, сыроежковых грибов, мухоморов - все они являются микоризообразователями, и без определенной древесной породы не будут плодоносить. В свою очередь растение без своих грибных симбионтов развивается плохо, медленно, легко подвергается заболеваниям и даже может погибнуть.

Огромное значение микориза имеет в тропических дождевых лесах. Из-за сильного промывного режима (ежедневное выпадение осадков) эти леса практически лишены почвы (все питательные вещества из почвы вымываются). Перед растениями остро встает проблема питания. В то же время, свежей органики очень много: опавшие ветви, листья, плоды, семена. Но эта органика недоступна высшим растениям, и они вступают в тесный контакт с сапротрофными грибами. Таким образом, основным источником минеральных веществ в этих условиях является не почва, а почвенные грибы. Минеральные вещества поступают в корень непосредственно из гиф микоризных грибов, именно поэтому для растений дождевого леса характерна поверхностная корневая система. О том, насколько эффективно работает микориза, можно судить хотя бы по тому, что тропические дождевые леса являются самыми продуктивными на Земле сообществами, здесь развивается максимально возможная биомасса.

Бактериальные клубеньки

Также растения могут взаимовыгодно сожительствовать с азотфиксирующими бактериями. Так на корнях высших растений появляются бактериальные клубеньки – видоизмененные боковые корни, которые имеют приспособления для симбиоза с бактериями. Через корневые волоски бактерии попадают внутрь молодых корней и провоцируют формирование клубеньков. Роль данных бактерий состоит в том, что они преобразуют азот из воздуха в минеральную форму таким образом, что он становится доступным для усвоения растениями. Растения выполняют фукцию защиты для бактерий от конкурирующих видов почвенных бактерий. Также бактерии питаются веществами из корней высших растений. Зафиксировано появление клубеньковых бактерий, в основном, на корнях растений из семейства бобовые. Поэтому семена бобовых обогащены белком, а в сельском хозяйстве представителей этого семейства используют в севообороте, чтобы обогатить азотом почву.

Отличаются от низших тем, что их тело четко дифференцировано на органы. Они более высоко организованы, имеют сложно устроенные проводящие системы и ткани. Разнообразию их нет предела.

Приспосабливаясь к разным условиям обитания, они были вынуждены сформировать необычные структуры в своем строении. Изменить, модернизировать и адаптировать некоторые части тела, чтобы получить больше шансов на комфортное существование. Больше всего это отразилось на корнях растений.

Органы высших растений

Все их можно разделить на две группы:

• наземные;
• подземные.

К первой следует отнести стебель, листья, цветок и плод. Ко второй - со всеми входящими в ее состав элементами. На первый взгляд ошибочно кажется, что таковых совсем немного, ведь это просто корень. Органы растений представляют собой довольно сложно организованные структуры, поэтому внешняя простота обманчива. Это касается всех частей организма.

Подземный орган корень: виды корней

Корни растений могут быть различными как по окраске, так и по форме, длине, разветвленности. Всего можно выделить три основных разновидности типов корешков. Название видов корней следующее.

Таким образом, для наземных растений характерно три типа корней, которые в общем органичном сочетании формируют целые системы.

Типы корневых систем

Какие бывают виды корней, мы выяснили. Теперь остается разобраться с вопросом систем, ими образованных. Всего различают два основных типа.

1. Стержневая . Характерна для класса (злаки, лилейные, пальмовые и другие). Основная отличительная особенность: ярко выражен главный корень и слабо - придаточные и боковые.
2. Мочковатая . Характерна для класса Двудольные растения (розоцветные, крестоцветные, бобовые и так далее). Особенность, которую имеет корень: виды корней выражены в одинаковой степени. Нет главного, так как придаточные и боковые своим ветвлением его подавляют, и формируется общая сильно изрезанная структура.

Больше вариантов корневых систем не известно.

Разновидности измененных структур

Мы рассмотрели, какие бывают виды корней. Но существуют еще и их измененные формы. То есть когда главный, боковые и преобразуются в несколько иную форму, помогающую растению приспосабливаться к тем или иным условиям обитания.

Виды измененных корней следующие:

У отдельных тропических видов выделяются некоторые узкоспецифичные преобразования корневой системы. Мы же рассмотрим наиболее интересные и распространенные варианты.

Воздушные корни

Растения с воздушными корнями - это обитатели таких мест, в которых почва бедна влагой и кислородом. Это могут быть засоленные земли или избыточно кислые (щелочные). Поэтому таким особям категорически не хватает кислорода. Чтобы улавливать и поглощать его дополнительно, они приспособились следующим образом.

Их боковые корни возвышаются над землей и таким способом поглощают влагу и кислород прямо из окружающего воздуха. Смотрятся растения с видоизмененными корнями очень необычно, иногда даже пугающе. Если воздушных корней образуется слишком много, то дерево выглядит очень объемным, кустистым и каким-то немного сказочным.

В древние времена растениям с подобными особенностями приписывали различные магические свойства, потому что выглядели они действительно мистически. Представителями можно назвать следующие виды:

• орхидеи, в том числе декоративные комнатные растения;
• некоторые ;
• метросидеросы;
• заросли ;
• лианы;
• монстера и прочие.

Ходульные корни

Очевидно, что опора - это главная функция, которую выполняет корень. Виды корней, которые являются измененными придатками основных структур, также могут служить для этой цели. Типичным примером являются ходульные корни. Они формируются у растений, произрастающих:

• в плотном и вязком иле;
• прибрежных зонах (полосах), где погружены в воду;
• в песчаном грунте.

Они очень важны, ведь рост свой начинают именно со стебля. Таким способом организм укрепляется в земле. Многочисленные твердые и прочные ходульные придатки в целом придают растению устойчивость и способствуют плотному укоренению.

Примеры организмов, для которых характерны подобные структуры, можно привести такие:

В целом растения с подобными корнями имеет вид организма, словно стоящего на ходулях. Иногда они похожи на шатер, в других случаях просто создается впечатление многогранного мощного ствола.

Корни-подпорки

Есть множество удивительных вещей, о которых нам рассказывает наука биология. Виды корней у некоторых растений настолько нелепы и нереальны, что сложно вообразить себе их натуральность.

Например, существуют такие разновидности этих органов, как столбовидные, или корни-подпорки. Их главное назначение - обеспечить растению не только дополнительную опору и устойчивость, но и воздушное питание. Наподобие воздушных, они тоже способны фиксировать из воздуха атмосферный кислород.

Таким образом, получается, что столбовидные видоизменения - это сочетание воздушных и ходульных корней. Растения, для которых характерны такие структуры, это:

Особенности формирования таких корней в том, что они возникают от горизонтальных ветвей и затем растут вниз до земли. Достигнув ее, укореняются и становятся надежной дополнительной опорой. А так как находятся над землей, то и вторую функцию - поглощения кислорода - выполняют успешно.

Корнеплоды

Такое видоизменение известно каждому, ведь именно его мы выращиваем на дачных участках. У растений с такими структурами самый сочный и питательный корень. Виды корней подобного изменения могут быть такими:

• клубни;
• корнеплоды.

Корневые клубни формируются из придаточных корешков и боковых. В них накапливается большое количество что позволяет растению ускорить вегетацию и чувствовать себя более защищенным при наступлении неблагоприятных условий. Примеры растений:

• артишок;
• настурция;
• картофель;
• земляная груша;
• бегония;
• каладиум;
• диаскарея;
• кувшинка и другие.

Корнеплоды, хотя и содержат в названии слово "плод", но к этим органам никакого отношения не имеют. Это утолщенный главный корень растения, в котором происходит накопление большой массы питательных веществ, пигментов, витаминов и так далее.

Примеры таких растений самые популярные:

Эти культуры являются одними из самых востребованных культурных растений. Их готовят, используют для приготовления лекарственных средств, получают из них витамины.

Какие функции выполняет корень растения?

Ответ на этот вопрос уже затрагивался в ходе статьи. Остается только лишь подытожить и обобщить все сказанное, чтобы четко обозначить ответ на вопрос: "Какие функции выполняет корень растения?"

1. Якорная, или закрепляющая.
2. Осуществление поглощения и транспорта минеральных соединений и воды.
3. Видоизменения служат для фиксации и хранения питательных веществ.
4. Корень является органом размножения вегетативным способом.
5. В нем происходит формирование витаминов, гормонов, пигментов.
6. Корень вступает в симбиотические взаимоотношения с бактериями, грибами.

Специфические видоизменения корней служат для разных функциональных приспособлений. О них мы уже говорили при рассмотрении каждого конкретного примера.

Большинство растений имеют корни типичного строения. Но у многих видов в процессе эволюции корни приспособились к выполнению особых функций, в связи с чем, строение их изменилось. Такие изменения называются метаморфо­зами.

Запасающие корни. У многолетних растений запасные питательные вещест­ва могут откладываться и в корнях. Если функция запаса становится основной, то такие корни называются запасающими. По происхождению и структуре раз­лича­ют два типа запасающих корней: корнепло­ды и корневые шишки (рис. 5.8.).

Корнеплоды образуются за счет разрастания главного корня. В образовании корнеплода принимает участие нижняя часть стебля, причем у свеклы , репы , редиса она составляет большую часть корнеплода, а собственно корень – только нижняя его часть, на котором развиваются боковые корни.

Запасные про­дукты у корнеплодов (крахмал, инулин, различные сахара) могут откладываться в паренхиме вторичной коры (морковь, петрушка ) или в паренхиме древесины (редька , репа, редис ). Изредка запасные вещества откладываются в паренхиме, образованной деятельностью нескольких добавочных колец камбия (свекла ) – пример третичного строения (установлено, что образование добавочных ка­­м­би­альных колец стиму­ли­руется деятельностью ли­­стьев – их число примерно равно числу листьев, деленному на два).

Корневые шишки (корневые клубни ) возникают при разрастании боковых корней (у георгина, чистяка, ятрышника, батата ). Об­разовывают при­да­точ­ные почки и служат не только для перезимовки, но и для вегетативного раз­множения.

Микориза. Микориза представляет собой мутуалистический симбиоз корней многих растений с гифами грибов (некоторые зигомикоты и аскомикоты, но главным об­разом базидиальные грибы) (рис. 5.9.). Грибной компонент облег­чает кор­ням получение во­ды и минеральных веществ из почвы, а также, видимо, передает им некоторые органические вещества. Гриб в свою очередь получает от растения углеводы и дру­гие питательные вещества.

Р

Корни Лэйнг происходил из типичной шотландской семьи. Как говорит он сам в автобиографии: Семья моего отца считала себя потомками викингов, когда-то осевших в Северо-Восточной Шотландии. Но пришли они с севера более дальнего, чем Северо-Восточная Шотландия. Они пришли с

Мои корни