يتم دراسة الكائنات الحية بواسطة علم الأحياء. يعتبر هيكل جذر النبات في أحد أقسام علم النبات.
الجذر هو العضو الخضري المحوري للنبات. يتميز بالنمو القمي غير المحدود والتماثل الشعاعي. تعتمد ميزات بنية الجذر على العديد من العوامل. هذا هو الأصل التطوري للنبات ، انتمائه إلى فئة معينة ، موطن. تشمل الوظائف الرئيسية للجذر تقوية النبات في التربة ، والمشاركة في التكاثر الخضري ، وتخزين وتوليف المغذيات العضوية. لكن أهم وظيفة تضمن النشاط الحيوي للكائن النباتي هي تغذية التربة ، والتي تتم في عملية الامتصاص النشط للماء المحتوي على الأملاح المعدنية الذائبة من الركيزة.
أنواع الجذور
يتم تحديد البنية الخارجية للجذر إلى حد كبير حسب النوع الذي ينتمي إليه.
- الجذر الرئيسي. تعليمهيأتي من الجذر الجرثومي عندما تبدأ بذرة النبات في الإنبات.
- الجذور العرضية. قد تظهر على أجزاء مختلفة من النبات (الساق ، الأوراق).
- الجذور الجانبية. هم الذين يشكلون الفروع ، بدءًا من الجذور التي ظهرت سابقًا (رئيسية أو عرضية).
أنواع أنظمة الجذر
نظام الجذر - مجموع كل الجذور التي يمتلكها النبات. في الوقت نفسه ، يمكن أن يختلف مظهر هذا الركام في النباتات المختلفة بشكل كبير. والسبب في ذلك هو وجود أو غياب وكذلك درجات متفاوتة من التطور والشدة لأنواع مختلفة من الجذور.
اعتمادًا على هذا العامل ، هناك عدة أنواع من أنظمة الجذر.
- اضغط على نظام الجذر. الاسم يتحدث عن نفسه. يعمل الجذر الرئيسي كمحور. إنه محدد بشكل جيد من حيث الحجم والطول. يعتبر هيكل الجذر وفقًا لهذا النوع نموذجيًا للنباتات ثنائية الفلقة. هذه حميض ، جزر ، فاصوليا ، إلخ.
- نظام الجذر الليفي. هذا النوع له خصائصه الخاصة. لا تختلف البنية الخارجية للجذر ، وهي البنية الأساسية ، عن البنية الجانبية. لا تبرز في الحشد. يتكون من الجذور الجرثومية ، وينمو لفترة قصيرة جدًا. نظام الجذر البولي هو سمة من سمات النباتات أحادية الفلقة. هذه هي الحبوب والثوم والزنبق وما إلى ذلك.
- نظام جذر مختلط. يجمع هيكلها بين ميزات النوعين الموصوفين أعلاه. تم تطوير الجذر الرئيسي جيدًا ويبرز في الخلفية العامة. ولكن في نفس الوقت متطورة للغايةالجذور العرضية. نموذجي للطماطم والملفوف.
التطور التاريخي للجذر
إذا كنت تفكر من وجهة نظر التطور الوراثي للجذر ، فإن ظهوره حدث بعد فترة طويلة من تكوين الساق والورقة. على الأرجح ، كان الدافع وراء ذلك ظهور النباتات على الأرض. من أجل الحصول على موطئ قدم في ركيزة صلبة ، احتاج ممثلو النباتات القديمة إلى شيء يمكن أن يكون بمثابة دعم. في عملية التطور ، تشكلت الفروع الجوفية الشبيهة بالجذور لأول مرة. في وقت لاحق ، أدت إلى تطوير نظام الجذر.
غطاء الجذر
يتم تكوين وتطوير نظام الجذر طوال عمر النبات. لا يوفر هيكل جذر النبات وجود الأوراق والبراعم. يتم نموها عن طريق زيادة الطول. عند نقطة النمو ، يتم تغطيتها بغطاء جذر.
ترتبط عملية النمو بانقسام خلايا الأنسجة التعليمية. هي التي تقع تحت غطاء الجذر ، والتي تؤدي وظيفة حماية الخلايا الحساسة من التلف. الحالة نفسها عبارة عن مجموعة من الخلايا الحية رقيقة الجدران حيث تتم عملية التجديد باستمرار. أي عندما يتحرك الجذر في التربة ، تقشر الخلايا القديمة تدريجياً وتنمو خلايا جديدة في مكانها. يقع أيضًا على السطح الخارجي لخلايا الغطاء تفرز مخاطًا خاصًا. يسهل تقدم الجذر في ركيزة التربة الصلبة.
من المعروف أن بنية النباتات تختلف اختلافًا كبيرًا اعتمادًا على البيئة. على سبيل المثال ، لا تحتوي النباتات المائية على غطاء جذر. فيفي عملية التطور ، شكلوا جهازًا آخر - جيب مائي.
هيكل جذر النبات: منطقة الانقسام ، منطقة النمو
الخلايا ، الخارجة من النسيج التعليمي ، تبدأ في التمايز بمرور الوقت. بهذه الطريقة يتم تشكيل مناطق الجذر.
منطقة الانشطار. يتم تمثيله بخلايا الأنسجة التعليمية ، والتي تؤدي لاحقًا إلى ظهور جميع أنواع الخلايا الأخرى. حجم المنطقة - 1 مم
منطقة النمو. يتم تمثيله بمساحة ناعمة يتراوح طولها من 6 إلى 9 مم. يتبع مباشرة بعد منطقة الانقسام. تتميز الخلايا بالنمو المكثف ، والتي يتم خلالها استطالة شديدة ، والتمايز التدريجي. وتجدر الإشارة إلى أن عملية التقسيم في هذه المنطقة تكاد لا تتم.
منطقة شفط
غالبًا ما يشار إلى هذه المنطقة من الجذر ، التي يبلغ طولها عدة سنتيمترات ، باسم منطقة شعر الجذر. يعكس هذا الاسم السمات الهيكلية للجذر في هذه المنطقة. هناك نواتج لخلايا الجلد ، يمكن أن يختلف حجمها من 1 مم إلى 20 مم. هذه هي الشعيرات الجذرية.
منطقة الشفط هي مكان يتم فيه امتصاص الماء بنشاط ، والذي يحتوي على معادن مذابة. يمكن مقارنة نشاط خلايا الشعر الجذرية ، في هذه الحالة ، بعمل المضخات. هذه العملية كثيفة الاستهلاك للطاقة. لذلك تحتوي خلايا منطقة الامتصاص على عدد كبير من الميتوكوندريا.
من المهم جدًا الانتباه إلى ميزة أخرى للجذرالشعر. إنهم قادرون على إفراز مخاط خاص يحتوي على الأحماض الكربونية والماليك والستريك. يعزز المخاط إذابة الأملاح المعدنية في الماء. يبدو أن جزيئات التربة ، بفضل المخاط ، ملتصقة بشعر الجذور ، مما يسهل امتصاص العناصر الغذائية.
بنية جذور الشعر
تحدث الزيادة في منطقة الشفط على وجه التحديد بسبب الشعر الجذري. على سبيل المثال ، يصل عددهم في الجاودار إلى 14 مليارًا ، ويصل طولهم الإجمالي إلى 10000 كيلومتر.
مظهر الشعيرات الجذرية يجعلها تبدو وكأنها زغب أبيض. لا يعيشون طويلا - من 10 إلى 20 يومًا. يستغرق تكوين كائنات جديدة في كائن نباتي القليل من الوقت. على سبيل المثال ، يتم تكوين شعر الجذر في الشتلات الصغيرة لشجرة التفاح خلال 30-40 ساعة. المنطقة التي ماتت فيها هذه النواتج غير العادية يمكن أن تمتص الماء لبعض الوقت ، ثم يغطيها الفلين ، وتضيع هذه القدرة.
إذا تحدثنا عن بنية قشرة الشعر ، إذن ، أولاً وقبل كل شيء ، يجب أن نبرز دقتها. تساعد هذه الميزة الشعر على امتصاص العناصر الغذائية. تشغل خليتها بالكامل تقريبًا فجوة محاطة بطبقة رقيقة من السيتوبلازم. يقع اللب في الأعلى. المساحة القريبة من الخلية عبارة عن غشاء مخاطي خاص يعزز التصاق شعيرات الجذر بجزيئات صغيرة من ركيزة التربة. هذا يزيد من محبة الماء للتربة.
البنية المستعرضة للجذر في منطقة الشفط
غالبًا ما تسمى منطقة شعر الجذر أيضًا منطقة التمايز (التخصص).هذه ليست مصادفة. هنا يمكن رؤية طبقة معينة في المقطع العرضي. إنه بسبب ترسيم حدود الطبقات داخل الجذر.
جدول معروض أدناه "هيكل الجذر في المقطع العرضي"
| طبقة | الهيكل والوظائف |
| جذور الجلد | طبقة واحدة من خلايا الأنسجة الغشائية القادرة على تكوين الشعر الجذري. |
| النباح الأساسي | عدة طبقات من خلايا الأنسجة الأساسية التي تشارك في نقل العناصر الغذائية من شعر الجذر إلى الأسطوانة المحورية المركزية. |
| دورة دورة | خلايا الأنسجة التعليمية التي تشارك في التكوين الأولي للجذور الجانبية والعرضية. |
| اسطوانة المحور المركزي | الأقمشة الموصلة (اللحاء ، الخشب) ، والتي تشكل معًا حزمة موصلة شعاعية. |
وتجدر الإشارة إلى أنه يوجد أيضًا تمييز داخل اللحاء. تسمى طبقته الخارجية بالأديم الخارجي ، والطبقة الداخلية هي الأديم الباطن ، وبينهما الحمة الرئيسية. في هذه الطبقة المتوسطة تتم عملية توجيه محاليل المغذيات إلى أوعية الخشب. أيضًا ، يتم تصنيع بعض المواد العضوية الحيوية للنبات في الحمة. وبالتالي ، فإن الهيكل الداخلي للجذر يسمح لك بتقدير أهمية وأهمية الوظائف التي تؤديها كل طبقة.
منطقة المؤتمر
تقع فوق منطقة الشفط. الأكبر في الطول والأكثرمنطقة جذر قوية. هنا تحدث حركة المواد المهمة لحياة الكائن النباتي. هذا ممكن بسبب التطور الجيد للأنسجة الموصلة في هذه المنطقة. يحدد الهيكل الداخلي للجذر في منطقة التوصيل قدرته على نقل المواد في كلا الاتجاهين. التيار الصاعد (الصاعد) هو حركة الماء مع المركبات المعدنية الذائبة فيه. ويتم إيصال المركبات العضوية إلى أسفل ، والتي تشارك في النشاط الحيوي لخلايا الجذر. منطقة التوصيل هي المكان الذي تتشكل فيه الجذور الجانبية.
يوضح هيكل جذر تنبت الفاصوليا بوضوح الخطوات الرئيسية في عملية تكوين جذر النبات.
ملامح هيكل جذر النبات: نسبة أجزاء الأرض و تحت الأرض
بالنسبة للعديد من النباتات ، يعد هذا التطور لنظام الجذر سمة مميزة ، مما يؤدي إلى هيمنته على الجزء الأرضي. مثال على ذلك الملفوف ، الذي يمكن أن يصل جذره إلى عمق 1.5 متر. يمكن أن يصل عرضه إلى 1.2 متر
نظام جذر شجرة التفاح ينمو بشكل كبير لدرجة أنه يشغل مساحة يمكن أن يصل قطرها إلى 12 مترًا.
وفي نبات البرسيم لا يتعدى ارتفاع الجزء الأرضي 60 سم بينما يمكن أن يزيد طول الجذر عن 2 متر.
جميع النباتات التي تعيش في المناطق ذات التربة الرملية والصخرية لها جذور طويلة جدًا. هذا يرجع إلى حقيقة أن الماء والمواد العضوية في مثل هذه التربة عميقة جدًا. في سياق تطور النباتتتكيف مع مثل هذه الظروف ، تغيرت بنية الجذر تدريجياً. ونتيجة لذلك ، بدأوا في الوصول إلى العمق حيث يمكن للكائن الحي أن يخزن المواد اللازمة للنمو والتطور. لذلك ، على سبيل المثال ، يمكن أن يصل عمق جذر شوكة الجمل إلى 20 مترًا.
الشعيرات الجذرية في فرع القمح بقوة شديدة بحيث يمكن أن يصل طولها الإجمالي إلى 20 كم. ومع ذلك ، هذا ليس الحد الأقصى. يمكن أن يؤدي نمو الجذر القمي غير المقيد في حالة عدم وجود منافسة قوية مع النباتات الأخرى إلى زيادة هذه القيمة عدة مرات.
تعديلات الجذور
يمكن أن يتغير هيكل جذر بعض النباتات ، مكونًا ما يسمى بالتعديلات. هذا نوع من تكيف الكائنات الحية النباتية في ظروف موائل محددة. يوجد أدناه وصف لبعض التعديلات.
الدرنات الجذرية نموذجية في نبات الداليا والكستياك وبعض النباتات الأخرى. تتكون من سماكة الجذور العرضية والجانبية.
تختلف اللبلاب والمعسكرات أيضًا في السمات الهيكلية لهذه الأعضاء النباتية. لديهم ما يسمى بالجذور الزائدة التي تسمح لهم بالتشبث بالنباتات القريبة وغيرها من الدعامات الموجودة في متناولهم.
توجد الجذور الهوائية ، التي تكون طويلة وتمتص الماء ، في الوحوش وبساتين الفاكهة.
تشارك الجذور التنفسية التي تنمو عموديًا في وظيفة التنفس. هناك مستنقعات السرو والصفصاف الهش.
بعض ممثلي النباتات ، الذين يشكلون مجموعة منفصلة من النباتات الطفيلية ، لديهم تكيفاتالمساعدة على اختراق جذع المضيف. هذه هي ما يسمى بالجذور المصاصة. سمة الهدال الأبيض ، الحامول
محاصيل الخضر مثل الجزر والبنجر والفجل لها جذور تشكلت بسبب نمو الجذور الرئيسية التي تخزن بداخلها العناصر الغذائية.
وهكذا ، فإن السمات الهيكلية لجذر النبات ، والتي تؤدي إلى تكوين تعديلات ، تعتمد على العديد من العوامل. الموائل والتنمية التطورية هي أهمها
