Специализация и метаморфозы корней

Специализация и метаморфозы корней

Корни многих видов растений выполняют дополнительные, специальные функции, в связи с чем меняется и их строение (рис. 55).

Наиболее широко распространены запасающие, или мясистые, корни. Сильное развитие мясистых корней в толщину обусловлено обилием паренхимы, в клетках которой и откладываются запасающие вещества. Происхождение этой паренхимы может быть различным. Растения с сильно разросшейся стержневой корневой системой, в которой запасающим стал главный корень, называют "корнеплодами" (морковь, петрушка и др.). Есть "корнеплоды", у которых большая их часть образована основанием стебля и разросшимся гипокотилем, а корень представлен в самой нижней части "корнеплода" боковыми корнями (репа, редька, редис и др.). "Корнеклубни" возникают при видоизменениях ветвистой и мочковатой корневых систем (георгины, некоторые виды орхидных: люб-ка двулистная, ятрышник пятнистый и др.).

Запасающая ткань в корнях может иметь первичное происхождение, например в "корнеклубнях" первичной коры жабника, чистяка, некоторых орхидных, в боковых корнях ластовневых и др.

70

Дыхательные корни, или пневматофоры, имеют растения, живущие на бедных кислородом почвах или на затопляемых морских побережьях. Это болотный кипарис, некоторые виды фикусов, панданусы и другие виды мангровых зарослей.

Рис. 55. Видоизменения корней: А - корнеплод моркови; Б - втягивающие корни лилии: 1 - прорастание семени; 2 - проросток осенью второго года; 3 - молодое растение в фазе образования подземного побега; 4 - взрослая особь, достигшая нормальной глубины залегания луковицы (зона сокращения корней покрыта поперечными черточками); В - столбовидные корни баньяна; Г - опорные и придаточные корни в основании надземной части кукурузы; Д - запасающие придаточные корни у ятрышника; Е - лентовидные и фотосинтезирующие воздушные корни представителя семейства Орхидные

71

Досковидные корни встречаются у некоторых тропических деревьев. Такие корни отходят от основания ствола и служат как бы подпорками.

Втягивающие, или контрактильные, корни широко распространены у многих луковичных и корневищных растений (рис. 55, Б. При неблагоприятных условиях жизни такие корни, укорачиваясь у основания, способны втягивать луковицы или корневища в почву на оптимальную для их сохранения глубину.

У эпифитных тропических орхидей и некоторых других растений корни покрыты многослойной эпиблемой - веламеном, который иногда выполняет фотосинтезирующую функцию, а также может участвовать в поглощении атмосферной влаги, образуя мертвый губчатый гигроскопический покров корня.

На корнях мотыльковых, лоховых и представителей видов некоторых других семейств поселяются бактерии рода Rhizobium, способные фиксировать атмосферный молекулярный азот. В результате такого сожительства на корнях высших растений образуются клубеньки (рис. 56). Часть азотистых соединений, синтезированных в результате жизнедеятельности азотфиксирующих бактерий, поглощается растением-хозяином, часть остается в почве, тем самым обогащая ее азотом. Взамен бактерии используют органические вещества, находящиеся в корнях высшего растения.

Широко распространен в природе симбиоз корней высших растений с почвенными грибами. Гифы гриба могут оплетать молодые боковые и придаточные корни снаружи и могут частично проникать внутрь корня, располагаясь между клетками. Такое сожительство гифов гриба с корнем называют наружной микоризой. Если гифы гриба проходят внутрь клеток корня, то образуется внутренняя микориза (рис. 57). В природе преобладают наружновнутренние микоризы, когда гриб развивается снаружи корня и частично проникает внутрь его. Гифы чаще всего достигают коровой части корня в зоне всасывания и могут частично выполнять функцию корневых волосков, поставляя минеральное питание через корень к стеблю и другим органам растения. В свою очередь, по нисходящему току гифы гриба получают недостающие им для жизнедеятельности органические вещества. Кроме того, грибы в процессе своей жизнедеятельности обеспечивают минерализацию

Рис. 56. Клубеньки на корнях люпина

72

Рис. 57. Типы микоризы: А - экзотрофная микориза дуба (основная масса гиф оплетает корень снаружи); Б, В - эндотрофная микориза ятрышника (в этом случае мицелий проникает в клетки корня, разрастается там, а затем переваривается в них, осуществляя таким образом перенос веществ от гриба к растению)

растительных остатков в почве; продуцируют витамины группы В, которые активизируют рост корней; выделяемые грибами ферменты способствуют превращению трудноусвояемых для корней питательных веществ в легкоусвояемые. Микоризный гриб может поселиться либо на корнях определенных видов высших растений (подберезовик - под березой, масленок - под соснами и т.д.), либо на корнях разных видов (мухомор).

73