В какой зоне образуются корневые волоски. Корневая система

Образовательные ткани в теле растения располагаются в разных местах, в связи с чем их делят на несколько групп.

Верхушечные, или апикальные, меристемы располагаются на верхушках (апексах) осевых органов - стебля или корня. С помощью этих меристем вегетативные органы растений осуществляют свой рост в длину. Если такие меристемы выделить из соответствующих органов культурных растений и вырастить на питательной среде, можно получить посадочный материал, не зараженный вирусами.

Первым видимым признаком морфогенеза корневых волос является образование выпячивания в месте роста волос. Генетические анализы показали, что этот этап состоит из двух частей: клетка должна сначала быть способна инициировать рост, а затем клетка должна генерировать выпячивание соответствующего размера в нужном месте.

Хотя технически трудно отличить от класса мутантов, затронутых спецификацией волосковых клеток, мутации, которые изменяют инициирование корневых волос, определяются цитологически нормальным образцом незрелых эпидермальных клеток и аномальным числом корневых волосков. Все мутанты инициации корневых волос, идентифицированные до настоящего времени, каким-то образом связаны с действием растительных гормонов ауксина и этилена.

Латеральные меристемы также характерны для осевых органов, где располагаются концентрически, в виде муфты. Специализированные клетки здесь располагаются как внутри (ближе к сердцевине), так и снаружи (ближе к поверхности тела). Первичные латеральные меристемы образуются из апикальных и дают начало всем тканям растения. В дальнейшем их развитие у разных форм растений происходит по-разному. У древесных они сохраняются в течение всей жизни в виде камбия, обеспечивая вторичное утолщение. У травянистых форм латеральные меристемы быстро исчезают, поэтому вторичное утолщение у них не происходит.

Одним из возможных объяснений участия путей ауксина и этилена в инициации корня волос является то, что он обеспечивает механизм воздействия факторов окружающей среды на частоту корней волос. Считается, что выпадение корневых волос происходит из-за локализованного ослабления и выхода клеточной стенки эпидермиса.

Эффект этих мутаций на выбор участка выпячивания подразумевает, что гормональные пути влияют на установление или восприятие полярности клеток при развитии эпидермальных клеток. Основная часть корневых волос формируется процессом роста наконечника, специализированным типом расширения клеток, используемым для образования трубчатых клеток. Рост наконечника характеризуется высокоорганизованным полярным распределением клеточных компонентов, предназначенным для эффективной локализованной секреции и синтеза клеточной стенки.

Интеркалярные (лат. intercalate - внедрять), или вставочные, меристемы происходят от верхушечных. Они представляют собой группы клеток, еще способных размножаться, но уже вставших на путь дифференциации. Инициальных клеток среди них нет, зато много специализированных.

Интеркалярные меристемы можно обнаружить в основании молодых листьев. Они характерны для злаков, где располагаются в нижних частях междоузлий, окруженных влагалищем листа. Эта особенность позволяет подниматься полегшим после сильного ветра злакам - изгиб побега образуется именно в указанных выше местах.

Вместе эти данные свидетельствуют о том, что ауксин и этилен частично отвечают за определение степени роста корневых волос в лабораторных условиях роста. Общей особенностью, отмеченной этими исследованиями, является присущая пластичность или гибкость в развитии корневых эпидермальных клеток. В настоящее время существует множество примеров, по которым эпидермальные клетки, которые приступают к одной программе дифференциации, могут переключиться на альтернативную программу при изменении своего положения или в ответ на внешние факторы.

Раневые меристемы обеспечивают восстановление поврежденной части тела. Они образуются из расположенных рядом с поврежденными участками специализированных живых клеток. Регенерация начинается с дедифференциации - обратного развития от специализированных клеток к меристематическим. Вступившие в этот процесс клетки вновь обретают способность делиться. Оказавшись на поверхности, они превращаются в феллоген, который, в свою очередь, образует пробку, покрывающую поверхность раны.

Представляется заманчивым предположить, что пластичность такого рода может быть важна для обеспечения правильного производства корневых волос и длины волос при различных условиях окружающей среды. Несмотря на то, что в этом обзоре не подчеркивается, еще одним общим моментом, который возник, является высокая степень генетического перекрытия между дифференциацией клеток корневых клеток и другими процессами развития. Это наиболее поразительно, если учесть множественные роли генов спецификации ячейки.

Генетическое перекрытие не ограничивается спецификационными генами. Эта общая тема подтверждает мнение о том, что изучение дифференцировки клеток корневых клеток, вероятно, выявит механизмы развития, которые не уникальны для типа клеток корневых клеток, но обычно используются растительными клетками для выполнения фундаментальных процессов спецификации и морфогенеза. Корневые волосковые клетки являются специализированными эпидермальными клетками, которые значительно увеличивают площадь поверхности корней.

В другом случае дедифференцированные клетки, делясь, образуют рыхлую паренхиматозную ткань - каллус (лат. callus - толстая кожа, мозоль). При определенных условиях из него могут формироваться органы растения. Иногда из клеток каллуса могут развиваться зародыши, которые впоследствии развиваются в самостоятельный организм (это легко наблюдать на отрезанном листе бегонии, где зародыши будут развиваться из эпидермальных клеток в области перерезанных жилок).

По общему мнению, они, как считается, играют важную роль в питании растений, способствуя поглощению воды и питательных веществ. Это разумная рабочая гипотеза, но одна, как и все гипотезы, нуждается в проверке и уточнении. Действительно, эта предлагаемая функция корневых волосков поднимает множество вопросов. Например, являются ли скорости поглощения всех питательных веществ, возникающих параллельно, увеличением площади поверхности корней в результате присутствия корневых волосков? Корневые волосы функционируют в процессах, отличных от абсорбции?

Первичные меристемы обладают меристематической активностью, т. е. способны к делению изначально. В ряде случаев способность к активному делению может вновь возникнуть и у клеток, уже почти утративших это свойство. Такие «вновь» возникшие меристемы называют вторичными.

Первичными меристемами являются апикальная, прокамбий и интеркалярная, вторичными - камбий и феллоген, перицикл и раневая меристема (Родионова и др., 1990).

Корневые волосы в некоторых условиях недоступны

Если корневые волоски являются такой ценной адаптацией к абсорбции, почему каждая корневая эпидермальная клетка не дифференцируется в корневую волосковую клетку и почему некоторые растения, такие как многие хвойные, живут без них комфортно? Дерево является частью континуума почвы, растений и атмосферы и нуждается в большом количестве воды для роста и транспортировки жизненно важных веществ. Его система охлаждения основана на присутствии воды, потому что продолжающимися листьев испарения или игл защищены от перегрева, а также для необходима вода, потому что деревья ходить с помощью диоксида солнечного света углерода из воздуха и воды в сахара и крахмала в, которые им необходимы для собственного питания и энергии, выделяя кислород.

3. Охарактеризовать функции и строение корневых волосков

Различные части корня выполняют неодинаковые функции и характеризуются определенными морфологическими особенностями. Поступление почвенного раствора в корень происходит преимущественно через зону всасывания, поэтому чем больше поверхность этого участка корня, тем лучше он выполняет свою основную всасывающую функцию. Именно в связи с этой функцией часть клеток кожицы вытянута в корневые волоски длиной 0,1-8 мм. Корневые волоски появляются в виде небольших сосочков - выростов клеток эпиблемы. Рост волоска осуществляется у его верхушки. Оболочка корневого волоска растягивается быстро. По прошествии определенного времени корневой волосок отмирает. Продолжительность его жизни не превышает 10-20 дней.

Вода переносится в дерево через «градиенты» в корнях, ветвях и - здесь только во внешней, живой части, -. Сами градиенты в основном образованы транспирацией, в которой большая часть воды выделяется через устьица или защитный слой листьев, а также через сундук и ветви. Если существует риск обезвоживания, то дерево закрывает его устьица и может быть защищено им.

Как получается, что вода может подняться до более чем 100 метров на некоторых деревьях?

По транспирации игл или листьев, существует непрерывное всасывание и корни находятся под давлением, особенно весной, легко определить, когда свеж скручены дерева, когда прорастающие почки снабжение и запасы воды должны быть пополнены, корневое давление, но в одиночку недостаточно для транспортировки воды на большие высоты. Это требует поддержки капиллярных сил, сил сцепления и сил адгезии. Само по себе водозабор происходит почти исключительно через корень, чьи тонкие волосы более сухие, чем земля, и поэтому поглощают воду.

Почти всю клетку корневого волоска занимает вакуоль, окруженная тонким слоем цитоплазмы. Ядро располагается в цитоплазме возле верхушки волоска. Корневые волоски способны охватывать частички почвы, как будто срастаются с ними, что облегчает поглощение из почвы воды и минеральных веществ. Поглощению способствует также выделение корневыми волосками различных кислот (угольной, яблочной, лимонной, щавелевой), которые растворяют частички почвы.

Опорожнение внутреннего хранения воды происходит в «перистальтических волнах», которые проявляются в основном в высыхании коры, какой из и продолжается в поле, используя волну вниз к корню. Опорожнение и заправка внутренних водоемов дерева происходит ежедневно, даже когда земля насыщена водой и связана с ходом дневной транспирации.

Максимальная скорость восходящего потока воды один на два метра в лиственных пород деревьев в зависимости от диаметра кабеля составляет от 1 до 44 метров в час, для хвойных растений, так как они меньше испаряются воды, чем лиственные деревья. Опорожнение и пополнение внутренних водохранилищ позволяют дереву оптимизировать потребление воды и имеют большое значение для выживания сухих периодов. Ткань для хранения может быть пополнена только тогда, когда осаждение увеличивает потенциал воды в почве.

Формируются корневые волоски очень быстро (у молодых сеянцев яблони за 30-40 ч). На 1 кв. мм корня при благоприятных условиях образуется до 300-400 корневых волосков, которые создают огромную поглощающую поверхность. У одной особи четырехмесячного растения ржи примерно 14 млрд. корневых волосков с площадью поглощения около 400 м2 и суммарной длиной более 10 тыс. км; поверхность всей корневой системы, включая корневые волоски, составляет примерно 640 м2, т.е. в 130 раз больше, чем у побега. Функционируют корневые волоски недолго - обычно 10-20 дней. Средняя медленность жизни волоска у винограда - от 10 до 40 суток. Сменяют отмершие корневые волоски в более нижней части корня новые. Таким образом, наиболее деятельная, всасывающая зона корней все время перемещается вглубь и в стороны вслед за растущими кончиками разветвлений корневой системы. При этом общая всасывающая поверхность корней все время увеличивается.

Даже при сильной транспирации обычно нет изменений в содержании воды в древесине, поскольку она непосредственно заменяется грунтовыми водами или водой из «эластичных тканей». Только в сильной засухе, содержание воды в древесине заметно снижается, активность камбия, то «клетка завод» из дерева, водный потенциал принимает решение о делении клеток и клетки удлинение практически установлены, отсутствие воды не только меньше, но и менее образованны.

Кстати, исследования показали, что деревья - «ночные рабочие»: рост происходит преимущественно ночью, с заполненными водохранилищами. Растения имеют три основных органа. Основные органы уже распознаются на ранних стадиях развития завода. Магистральные и листья называются отпрыском или корморием. Поэтому папоротники и семенные растения также называются кормофитами.

Каждый волосок представляет из себя вытянутую клеточку. В связи с ростом корня, перемещением и обновлением поглощающей зоны происходит константа смена волосков, обеспечивающая непрерывную активную работу корневой системы (Андросов, 2006).

Рис. 1. Строение корня проростка пшеницы: А - схема строения корня; Б - дифференциация клеток ризодермы и экзодермы. 1 - зона проведения, 2 - зона всасывания, 3 - зона растяжения, 4 - зона деления, 5 - корневой волосок, 6 - корневой чехлик (Андросов, 2006).

Задачи корня состоят в том, чтобы обеспечить устойчивое закрепление в почве, а также для поглощения воды и питательных солей из почвы. Он также имеет важные функции памяти и значительные возможности синтеза. Из-за огромного расширения поверхности широко разветвленная корневая система также обеспечивает оптимальное использование содержания питательных веществ.

На поверхности корня находится прежде всего однослойная конечная ткань - эпидермис. Он состоит из тонких, тонкостенных клеток, благодаря которым растение способно поглощать воду и питательные соли осмосом. Позже речь идет о формировании экзодермиса. Пробка клеток и поглощение вещества больше невозможны. Под эпидермисом находится многослойная грунтовая ткань, корневая кора, которая служит в качестве органа хранения. Эта особенность особенно хорошо разработана для хранения корней и корнеплодов.

4. В чем отличие анатомического строения однолетней и многолетней ветки одного и того же растения?

Анатомическое строение типичного стебля соответствует его главным функциям. В нем развита система проводящих тканей, часто очень сложная, которая связывает воедино все органы растения; с помощью механических тканей стебель поддерживает все надземные органы и выносит листья в благоприятные условия освещения.

В корневой оси находится центральный цилиндр, который заключен в энтодермию, который является селективным барьером для поглощения ионов растения из почвы. Их задачей является перенос веществ на большие расстояния. Центр цилиндра образует нити прочной ткани или деревянные части примыкают к звездообразной форме. Между эндодермисом и проводящей тканью образуется слой ткани формирования, из которого образуются боковые корни.

Корни многих обычных скептиков и двудольных растений имеют вторичный рост толщины. Это основано на камбии, кольцевой формационной ткани, которая появляется из основной ткани. Камбий производит наружную флоэму и внутреннюю ксилему. Это все еще покрывается крышкой корня, которая должна быть защищена от травмы при проникновении на землю. Ключом клеточных стенок их внешних клеток способствует дальнейшее проникновение корня.

Стебель, как и весь побег в целом, представляет собой «открытую» систему роста, т.е. он длительное время нарастает и на нем возникают новые органы. В стебле имеется система меристем, поддерживающих нарастание тканей в длину и толщину. Стебель существенно отличается от корня в том отношении, что формирование его тканей из верхушечных меристем не имеет той строго акропетальной последовательности, которая характерна для корня. Нарушение строго акропетального формирования тканей в стебле объясняется тем, что на апексе побега с правильной периодичностью возникают листовые примордии, что ведет к раннему вычленению узлов, а развитие междоузлий запаздывает.

Прямо за корнем корня лежит зона наибольшего роста. Он также называется зоной расширения и имеет длину от двух до десяти миллиметров. Основой для расширения корня является пролиферация клеток, а также увеличение клеток путем поглощения воды. Вода транспортируется путем беспрепятственной диффузии в межклеточном пространстве к эндодермису. Поскольку радиальные стенки эндодермиса закупорены, поток воды и питательной соли теперь вынужден проходить через эпидермальные клетки. Отсюда вода и питательные соли пропускаются осмотически из клетки в клетку.

Часто рост междоузлий и развитие в них постоянных тканей продолжаются длительное время за счет работы тех остаточных интеркалярных меристем, которые сохраняются у оснований нескольких междоузлий. Ярким примером такого интеркалярного (вставочного) роста может служить стебель злака, у которого апикальная меристема очень рано расходуется на образование соцветия, а быстрое вытягивание (колошение) обязано именно вставочному росту. Таким образом, для стеблей характерна сложная система меристем- верхушечных, боковых и вставочных.

Ионы заняты активными, энергоемкими транспортными процессами, противоречащими концентрационной ловушке через систему ионного обмена. За этой зоной следует область корневых волосков. Это трубчатые клетки пародонтальной мембраны. Из-за деликатности их клеточных стенок они особенно подходят для поглощения воды и растворенных в ней питательных солей. Однако во многих лесных деревьях эти корневые волоски отсутствуют и заменяются микоризными грибами. Жизнь корневых волос ограничена несколькими днями. Однако новые корневые волоски всегда появляются за растущим корневым кончиком.

выросты клеток ризодермы, образующиеся в верхней, более молодой, части корня, обеспечивающие поглощение почвенных растворов.

  • - многоклеточные выросты эпидермиса листьев многих растений, характеризующиеся секреторной деятельностью...

    Словарь ботанических терминов

  • - волоски, образованные эпидермой и абсорбирующие атмосферную влагу; одноклеточные или многоклеточные, состоящие из живых или мертвых клеток. Обычно образуются у растений, произрастающих в солнечных засушливых местах...
  • - см. трихомы...

    Анатомия и морфология растений

  • - выросты клеток ризодермы, образующиеся в верхней, более молодой, части корня, обеспечивающие поглощение почвенных растворов...

    Анатомия и морфология растений

  • - 1. Одно- или многоклеточные выросты клеток эпидермиса, отличающиеся чрезвычайным разнообразием как в отношении формы, строения, так и характера размещения на органах. 2...

    Словарь ботанических терминов

  • - волосковидные отростки живых эпидермальных клеток всасывающей зоны молодых корней, служащие растению для увеличения площади контакта с почвой, всасывания из нее воды и растворимых минеральных соединений...

    Словарь ботанических терминов

  • - выросты клеток поверхностной ткани молодого корня р-ния. Увеличивают всасывающую поверхность корня, выделяют продукты обмена...

    Естествознание. Энциклопедический словарь

  • - хитиновые придатки наружных покровов тела насекомых. Форма В. обыкновенно цилиндрическая; к вершине они большей частью суживаются; более толстые и твердые В. называются обыкновенно щетинками...
  • - в тесном смысле слова, это - выростки отдельных клеток кожицы...

    Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона

  • - I подобные волоскам нашей крапивы встречаются у многих других представителей семейства крапивных, далее в семействе Loasaceae, y Jatropha и Wigandia ...

    Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона

  • - см. Корень...

    Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона

  • - у растений, одноклеточные или многоклеточные выросты клеток кожицы растений...
  • - выросты клеток поверхностной ткани) поглощающей зоны корня. К. в. содержат пристенный слой протоплазмы, ядро, крупную вакуоль...

    Большая Советская энциклопедия

  • - выросты клеток поверхностной ткани молодого корня растения. Увеличивают всасывающую поверхность корня, выделяют продукты обмена...

    Большой энциклопедический словарь

  • - воло́ски мн. местн. 1. уменьш. к сущ. волосы 2...

    Толковый словарь Ефремовой

  • - Сиб. О глубокой воде в водоёме, когда человека скрывает с головой. ФСС, 30...

    Большой словарь русских поговорок

"корневые волоски" в книгах

автора

Как глубоко залегают в земле корневые системы растений?

Из книги Новейшая книга фактов. Том 1. Астрономия и астрофизика. География и другие науки о Земле. Биология и медицина автора Кондрашов Анатолий Павлович

Как глубоко залегают в земле корневые системы растений? Глубина залегания корневых систем зависит от среды обитания растения. В лесной зоне на подзолистых, плохо аэрируемых почвах корневая система на 90 процентов сосредоточена в поверхностном слое (10–15 сантиметров). В