Definicja pojęcia:

korzeń

Korzeń – podziemna część osi rośliny naczyniowej przytwierdzająca i stabilnie utrzymująca ją w podłożu, odpowiedzialna za pobieranie wody z solami mineralnymi z roztworu glebowego oraz magazynowanie cukrów i innych substancji zapasowych niezbędnych do prawidłowego wzrostu i rozwoju rośliny. Korzenie rozwijają się z zawiązka korzenia zarodkowego (radykuli) jako korzenie pierwotne (główne) (nagozalążkowe, większość dwuliściennych) bądź z części pędowej (np. łodygi nadziemnej, łodygi podziemnej) jako korzenie przybyszowe (paprotniki, jednoliścienne, niektóre dwuliścienne). Korzenie wszystkich roślin naczyniowych wykazują wzrost wydłużeniowy (tzw. wzrost pierwotny) wynikający z aktywności twórczej merystemu wierzchołkowego, prowadzący do powstania skórki (epidermy), tkanki podstawowej (kory pierwotnej) i przewodzącej (waskularnej) (ksylemu i floemu pierwotnego). Korzenie roślin drzewiastych (nagozalążkowe, liczne dwuliścienne) wykazują również przyrost na grubość (tzw. wzrost wtórny) w wyniku aktywności merystemów bocznych – kambium waskularnego (odkładającego dodatkowe warstwy ksylemu i floemu wtórnego) i kambium korkotwórczego (fellogenu) tworzącego grubą warstwę okrywającą, tzw. korkowicę (perydermę).
  1. Rozwój korzenia
  2. Budowa pierwotna korzenia
  3. Budowa wtórna korzenia
  4. Funkcje korzenia

Rozwój korzenia


Korzeń stanowi podziemną część osi roślin naczyniowych – paprotników (z wyj. psylotowych wykształcających chwytniki) oraz roślin nasiennych (nagozalążkowych i okrytozalążkowych) (z wyj. niektórych roślin wodnych wtórnie pozbawionych korzeni, np. rogatków, pływaczy). Cechy charakterystyczne korzenia, odróżniające go od części nadziemnej (pędu), obejmują brak liści i chloroplastów, odmienny układ elementów tkanki przewodzącej (waskularnej) (ksylemu i floemu) oraz sposób powstawania i budowa tkanki okrywającej (skórki). Korzenie prawdopodobnie wyewoluowały z nieulistnionych pędów podziemnych roślin naczyniowych.

Korzenie roślin naczyniowych rozwijają się:
  • z zawiązka korzenia zarodkowego (tzw. radykuli) jako pionowe i dobrze rozwinięte korzenie pierwotne (główne), od których odchodzą krótsze i cieńsze korzenie boczne wyrastające w pewnej odległości od merystemu wierzchołkowego korzenia głównego (z wtórnych merystemów wierzchołkowych powstałych przez odróżnicowanie tkanek w strefie budowy pierwotnej) (system palowy nagozalążkowych i dwuliściennych);
  • z części pędowej jako korzenie przybyszowe rozwijające się z wtórnych merystemów wierzchołkowych powstałych na organie pędowym (np. łodydze nadziemnej, łodydze podziemnej, liściach), od których odchodzą pęczki równorzędnych korzeni bocznych, przeważnie cienkich i wiotkich korzeni o długości zbliżonej do korzeni macierzystych (system wiązkowy paprotników, jednoliściennych i niektórych dwuliściennych).

Stopień wykształcenia korzeni danej rośliny naczyniowej zależy w głównej mierze od jej przynależności systematycznej i cech gatunkowych, warunków środowiska zewnętrznego (m.in. dostępu światła i niezbędnych składników pokarmowych, np. azotanów, fosforanów) oraz oddziaływania hormonów roślinnych (fitohormonów) (np. auksyn, cytokinin, etylenu).
Korzeń jest podziemną częścią osi rośliny naczyniowej przytwierdzającą i utrzymującą ją w podłożu. Źródło: showcake/Shutterstock

Budowa pierwotna korzenia


Korzenie wszystkich roślin naczyniowych wykazują wzrost wydłużeniowy (wzrost pierwotny) wynikający z aktywności twórczej merystemu wierzchołkowego (apikalnego) znajdującego się w szczytowej części korzenia. Merystem wierzchołkowy korzenia odpowiedzialny jest za  nieograniczony przyrost organu na długość i wytwarzanie tkanek składających się na budowę pierwotną – tkanki okrywającej, tkanki podstawowej oraz tkanki przewodzącej (waskularnej). 

Część wierzchołkowa rosnącego korzenia zróżnicowana jest na cztery główne strefy:
  • czapeczkę korzeniową – strefę zlokalizowaną na szczycie korzenia utworzoną z kilku warstw komórek miękiszowych, chroniącą delikatny merystem wierzchołkowy przed uszkodzeniem podczas wrastania korzenia w głąb gleby;
  • strefę podziałową (protomerystem) – strefę intensywnych podziałów komórkowych nieustannie wytwarzającą nowe komórki miękiszowe dla czapeczki korzeniowej oraz  komórki różnicujące się w tkanki pierwotne w dalszych strefach korzenia;
  • strefę wydłużania (wzrostu na długość) – strefę licznych podziałów komórkowych dostarczającą komórki dla młodszego końca strefy, cechującą się silnym wzrostem wydłużeniowym komórek korzenia warunkującym jego wrastanie w głąb gleby;
  • strefę różnicowania (dojrzewania) – strefę różnicowania niedojrzałych komórek powstałych w strefie wydłużania w komórki budujące tkanki pierwotne korzenia, czyli tkankę okrywającą, tkankę podstawową i tkankę przewodzącą (waskularną). 
Strefy korzenia. Źródło: Designua/Shutterstock
Tkanki składające się na budowę pierwotną korzenia obejmują:
  • skórkę (epidermę) – zewnętrzną tkankę okrywającą złożoną z pojedynczej warstwy cienkościennych komórek zaopatrzonych w wypustki zwiększające powierzchnię chłonną korzenia (tzw. włośniki korzeniowe); skórka starszych korzeni pozbawiona jest włośników i pokryta jest kilkuwarstwową podskórnią (egzodermą) zbudowaną ze skorkowaciałych komórek miękiszowych tkanki podstawowej (kory pierwotnej);
  • korę pierwotną – tkankę podstawową zbudowaną z żywych komórek miękiszowych gromadzących węglowodany i regulujących transport wody z rozpuszczonymi solami mineralnymi z włośników do wnętrza korzenia za pośrednictwem jednowarstwowej śródskórni (endodermy) złożoną ze ściśle przylegających komórek z hydrofobowymi zgrubieniami w ścianie komórkowej (tzw. pasemkami Caspary’ego);
  • walec osiowy (stelę) – wewnętrzną tkankę przewodzącą (waskularną) zawierającą wiązkę przewodzącą w postaci promieniście (naprzemianlegle) ułożonych pasm drewna (ksylemu) i łyka (floemu); oddzieloną od kory pierwotnej za pośrednictwem okolnicy (perycyklu) zbudowanej z komórek miękiszowych wykazujących aktywność twórczą (merystematyczną) (wytwarzanie korzeni bocznych).

Korzenie roślin dwuliściennych i roślin jednoliściennych cechują się odmiennym układem elementów przewodzących w obrębie walca osiowego (steli). Tkanka przewodząca korzeni dwuliściennych złożona jest z pasm drewna (ksylemu) w kształcie gwiazdy i leżących między jej ramionami pasm łyka (floemu). Tkanka przewodząca korzeni jednoliściennych zbudowana jest z miękiszowego rdzenia otoczonego pierścieniami drewna (ksylemu) i łyka (floemu). 
Porównanie budowy pierwotnej korzenia rośliny dwuliściennej i jednoliściennej. Źródło: Designua/Shutterstock

Budowa wtórna korzenia


Rośliny drzewiaste o palowym systemie korzeniowym (wszystkie gatunki nagozalążkowych, liczne gatunki dwuliściennych) wykazują przyrost na grubość w starszych partiach korzeni (wzrost wtórny) po zakończeniu pierwotnego wzrostu wydłużeniowego. Wzrost korzenia na grubość i wytwarzanie tkanek składających się na jego budowę wtórną wynikają z aktywności twórczej dwóch merystemów bocznych – miazgi łykodrzewnej oraz miazgi korkotwórczej.

Miazga łykodrzewna (kambium waskularne) jest tkanką twórczą złożoną z dwóch rodzajów komórek – komórek wrzecionowatych i komórek promieniowych. Komórki wrzecionowate dzielą się intensywnie, odkładając do wnętrza kolejne elementy drewna (ksylemu) wtórnego (cewki, naczynia) zaś na zewnątrz – kolejne elementy łyka (floemu) wtórnego (kory wtórnej) (komórki sitowe, rurki sitowe). Komórki promieniowe kambium odkładają komórki miękiszu drzewnego i łykowego, pełniące funkcję spichrzową (magazynowanie substancji odżywczych) bądź tworzące promienie miękiszowe (drzewne i łykowe) zapewniające łączność pomiędzy elementami drewna i łyka wtórnego (transport wody i substancji odżywczych).

Miazga korkotwórcza (kambium korkotwórcze, fellogen) jest tkanką twórczą wytwarzającą wtórną tkankę okrywającą korzeń przyrastający na grubość, określaną mianem korkowicy (perydermy). Korkowica pełni funkcje ochronne w zastępstwie tkanek pierwotnych korzenia (skórki, kory pierwotnej, śródskórni) ulegających stopniowemu zniszczeniu przez rozrastające się wtórne tkanki waskularne wewnątrz walca osiowego. Komórki kambium korkotwórczego ulegają podziałom odkładając do wnętrza korzenia cienką warstwę komórek miękiszowych tworzących miękisz korkowy (fellodermę) natomiast na zewnątrz znaczne pokłady martwych komórek korka o ścianach wysyconych suberyną, pełniących właściwe funkcje ochronne.

Funkcje korzenia


Korzeń stanowi podziemną część osi rośliny naczyniowej przytwierdzającą i utrzymującą ją stabilnie w podłożu, która odpowiada za za pobieranie wody wraz z rozpuszczonymi solami mineralnymi z roztworu glebowego oraz magazynowanie węglowodanów i innych substancji zapasowych niezbędnych do prawidłowego wzrostu i rozwoju rośliny. Woda i sole mineralne przenikają do wnętrza korzenia przez włośniki korzeniowe i skórkę, dyfundują przez miękisz kory pierwotnej i są selektywnie przepuszczane przez endodermę do walca osiowego, skąd transportowane są do nadziemnych części rośliny za pośrednictwem wiązek przewodzących. Substancje zapasowe gromadzone są w miękiszu spichrzowym w korzeniach spichrzowych (np. marchew, burak cukrowy) bądź bulwach korzeniowych (np. dalia, ziarnopłon wiosenny).

Liczne gatunki roślin naczyniowych (np. rośliny zbożowe, rośliny drzewiaste) tworzą układy symbiotyczne z grzybami glebowymi (mikoryzy) znacznie zwiększając powierzchnię chłonną swych korzeni. Rośliny motylkowate uzyskują dostęp do wolnego azotu atmosferycznego dzięki symbiozie z bakteriami bytującymi w ich brodawkach korzeniowych. Korzenie wielu roślin wykazują również zróżnicowane adaptacje ewolucyjne umożliwiające funkcjonowanie w określonych warunkach środowiska, np. korzenie czepne (pnącza), korzenie oddechowe (namorzyny), ssawki (pasożyty), korzenie podporowe (wspierające) (figowce), korzenie szkarpowe (drzewa lasów równikowych) oraz korzenie powietrzne (storczyki epifityczne).
Transport wody w roślinie. Źródło: VectorMine/Shutterstock

Bibliografia

  1. Zygmunt Hejnowicz; “Anatomia i histogeneza roślin naczyniowych ”; Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2002.;
  2. Alicja Szweykowska, Jerzy Szweykowski; “Botanika T.1. Morfologia”; Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2008.;
  3. Zdzisława Otałęga (red. nacz.); “Encyklopedia biologiczna T. V ”; Agencja Publicystyczno-Wydawnicza Opres, Kraków 1998.;
  4. Jan Kopcewicz, Stanisław Lewak (red.), ; “Fizjologia roślin ”; Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2012.;
  5. Lincoln Taiz, Eduardo Seiger (red.); “Plant Physiology”; Sinauer Associates Inc., Sunderland, 2010. ;
  6. Zbigniew Podbielkowski, Maria Podbielkowska; “Przystosowanie roślin do środowiska”; Wydawnictwo Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa 1992.;
Legenda. Pokaż objaśnienia oznaczeń i skrótów
Szukaj
Oceń stronę
Ocena: 4.8
Wybór wg alfabetu:
a b c ć d e f g h i j k l ł m n o q p r s ś t u v w x y z ż ź