Корневые волоски

Что такое корневые волоски

 

 

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.