Modyfikacje korzeni. dr Joanna Kopcińska Katedra Botaniki Wydział Rolnictwa i Biologii SGGW. A kambium. kambium

Transkrypt

1 Modyfikacje korzeni dr Joanna Kopcińska Katedra otaniki Wydział Rolnictwa i iologii SGGW U niektórych roślin występują korzenie o zmienionej budowie i nietypowych funkcjach. Omówię kilka wybranych przykładów modyfikacji korzeni. Korzenie spichrzowe kambium kambium drewno wtórne łyko wtórne Fot. J. Kopcińska Korzenie spichrzowe pełnią funkcje organów magazynujących materiały zapasowe. Są zazwyczaj grube, zawierają dużo tkanki miękiszowej. Występują np. u niektórych roślin dwuletnich; gromadzone w ciągu pierwszego roku materiały zapasowe są wykorzystywane w roku następnym do wytworzenia pędów kwiatowych. W korzeniu pietruszki (fot. ) funkcję spichrzową pełni głównie miękisz drewna wtórnego, a w korzeniu marchwi (fot. ) łyka wtórnego. Organ spichrzowy buraka cukrowego jest korzeniem o nietypowej budowie wtórnej występują w nim dodatkowe warstwy kambium, z których każda jest inicjowana na zewnątrz od warstwy poprzedniej. Miękisz spichrzowy jest tworzony przez te dodatkowe pierścienie kambialne.

2 ulwy korzeniowe C ulwy korzeniowe to organy spichrzowe powstające z korzeni bocznych lub przybyszowych. ogate w skrobię bulwy wilca ziemniaczanego (Ipomea batatas, fot. ), powszechnie uprawianego w strefie międzyzwrotnikowej, znane są jako bataty (słodkie ziemniaki). ulwy manioku jadalnego (Manihot esculenta fot. ) są podstawą pożywienia w krajach tropikalnych fryki, meryki i zji; zawierają 20-40% skrobi i około 2% białka. W liściach i bulwach tej rośliny występuje glikozyd manihotoksyna, który łatwo przekształca się w trujący kwas pruski, dlatego przed spożyciem bulwy poddaje się działaniu wysokiej temperatury (gotowanie, pieczenie, suszenie na słońcu). Otrzymuje się z nich mąkę kassawę używaną do wypieku chleba i do przygotowania wielu regionalnych potraw. Drobne granulki prażonej kassawy to tzw. tapioka. W naszej florze bulwy korzeniowe wytwarzają jaskry (Ranunculus), ziarnopłon wiosenny (Ficaria verna) (fot. C) i, znana z przydomowych ogródków, dalia (Dhalia).

3 Korzenie podporowe Fot. J. Kopcińska Zadaniem korzeni podporowych jest umocowanie rośliny rosnącej na niestabilnym, grząskim, błotnistym podłożu. Są to zawsze korzenie przybyszowe; wyrastają z łodygi na pewnej wysokości ponad powierzchnią ziemi i zwykle ukośnie wrastają w podłoże. Tworzą w ten sposób dodatkowe podpory stabilizujące nadziemny pęd. Występują przede wszystkim u roślin rosnących na podmokłych terenach np. w tropikalnych lasach deszczowych, w lasach namorzynowych okresowo zalewanych przez przypływ. Korzenie podporowe wytwarzają także rośliny zielne o wysokim, masywnym pędzie i stosunkowo płytkim systemie korzeniowym np. kukurydza, niecierpek pospolity. Fot. korzenie podporowe drzew lasu namorzynowego Fot. - korzenie podporowe pandana (Pandanus tectorius)

4 Korzenie skarpowe Forest&Kim Starr Szczególnym rodzajem korzeni podporowych są korzenie skarpowe, ze względu na ich formę, nazywane także deskowymi. Występują u drzew rosnących na wilgotnych siedliskach i charakteryzujących się płytkim systemem korzeniowym. Korzenie skarpowe rosną poziomo, rozchodzą się promieniście od podstawy pnia. Przyrost tych korzeni na grubość jest nierównomierny; odbywa się głównie w części górnej, najintensywniej przy nasadzie pnia. Korzenie skarpowe spotyka się często u drzew występujących w tropikalnym lesie równikowym np. u Parkia (fot. ). W naszej florze tego typu korzenie wytwarza np. wiąz szypułkowy (fot. ) i grab.

5 Korzenie oddechowe (pneumatofory) Podbielkowski i Podbielkowska, 1992 Fot. J. Kopcińska Korzenie oddechowe (pneumatofory; strzałki) rozwijają się u drzew strefy podzwrotnikowej, rosnących na siedliskach z utrudnioną aeracją podłoża, jak np. bagna, tereny okresowo zalewane przez wodę. Są to wyrastające pionowo w górę odgałęzienia korzeni podziemnych, równolegle zorientowanych do powierzchni gruntu. Tlen dyfunduje do wnętrza pneumatoforów przez liczne przetchlinki, a następnie przestrzeniami międzykomórkowymi dociera do elementów trachealnych, które bardzo szybko przestają pełnić funkcje przewodzącą i ulegają zapowietrzeniu. Wypełnione powietrzem, elementy trachealne drewna korzeni oddechowych łączą się z zapowietrzonymi elementami trachealnymi twardzieli korzeni podziemnych i zapewniają wentylację wzdłuż korzenia. Przestrzenie międzykomórkowe w miękiszu promieni łykodrzewnych twardzieli korzeni podziemnych, umożliwiają przewietrzanie korzenia w kierunku radialnym.

6 Korzenie czepne Korzenie czepne są nadziemnymi korzeniami przybyszowymi, wyrastającymi z łodygi. Występują u niektórych pnączy np. bluszczu (fot. ), wanilii (fot. ), umożliwiając wspinanie rośliny na podpory i przyleganie do nich. Epifity (porośla), które osiedlają się na pniach i gałęziach drzew, przy pomocy korzeni czepnych umocowują się na roślinach gospodarzach. Korzenie powietrzne Fot.. Łotocka

7 U wielu epifitów, obok korzeni czepnych, rozwijają się długie, swobodnie zwisające korzenie powietrzne (niebieskie strzałki). Korzenie te pokryte są wielowarstwową ryzodermą (welamenem; dwustronna czerwona strzałka), którą budują zwarcie ułożone, martwe komórki ze zgrubiałymi listwami wzmacniającymi i porami w ścianach. Komórki welamenu w czasie suszy wypełnione są powietrzem i stanowią barierą dla dyfuzji pary wodnej; podczas deszczu chłoną wilgoć z atmosfery i magazynują wodę. Korzenie asymilujące Częstym zjawiskiem jest obecność tkanki asymilującej w powietrznych korzeniach epifitycznych storczyków. W skrajnych przypadkach, np. u Taeniophyllum glandulosum (fot.) roślina pozbawiona jest liści asymilujących, a oś pędu wegetatywnego ulega silnej redukcji. Korzenie tego storczyka (strzałka), oprócz funkcji czepnej i chłonnej, pełnią również funkcję organu asymilującego.

8 Korzenie kurczliwe Hejnowicz, 2002 Korzenie kurczliwe utrzymują pąki pędowe roślin na odpowiedniej głębokości w glebie, wciągając je dzięki zdolności do skracania swych górnych części. Kurczenie się odcinków korzeni związane jest z obumieraniem określonych, rozmieszczonych wzdłuż osi korzenia, grup komórek miękiszu floemowego (rys., strzałki) lub miękiszu kory pierwotnej. Zmniejszenie objętości światła obumierających komórek powoduje, zapadanie się ścian komórkowych, walec osiowy korzenia wygina się i ostatecznie maleje wysokość (w osi korzenia) strefy kurczliwej. Odcinek korzenia ulega skróceniu. Kurczenie korzeni może odbywać się także z udziałem procesów wzrostowych - silny poprzeczny wzrost komórek miękiszowych powoduje zmniejszenie wymiaru podłużnego; skracanie korzenia jest powolne i nieodwracalne. Mechanizmu oparty na zmianach turgoru w komórkach warunkuje szybkie i odwracalne zmiany długości korzenia. U niektórych roślin, np. u lilii wszystkie korzenie mają zdolność do kurczenia się w pewnym zakresie, u innych np. krokus (rys. ) tylko niektóre korzenie są wyspecjalizowane w tym kierunku. Korzenie kurczliwe występują u roślin, których nasiona kiełkują na powierzchni gleby, a rozwijające się pędy rosną ponad ziemią.

9 Haustoria (ssawki) pasożytów Heide-Jorgensen, 2008 U roślin pasożytniczych korzeń jest silnie zmieniony i tworzy specyficzny organ haustorium (ssawkę). Haustorium wrasta do korzeni (pasożyty korzeniowe) lub pędów (pasożyty łodygowe) gospodarza, tworzy połączenia z jego tkankami przewodzącymi i umożliwia kierunkowy przepływ wody, substancji pokarmowych i metabolitów z gospodarza do pasożyta. Na fotografii pokazano haustorium jemioły wrastające w głąb łodygi rośliny gospodarza.