Корнеплод свеклы видоизмененный корень. Видоизменения корней

Пастернак, корнеплоды сортов: а — Ранний круглый; б — Студент

Корень растения выполняет множество функций. Наиболее важные из них для жизнедеятельности растения - удержание растения в почве и поглощение воды с растворенными минеральными веществами. Помимо вышеуказанных корням свойственно выполнение еще и ряда других функций, из-за чего происходит видоизменение их структуры. Вследствие метаморфоз видоизмененный корень теряют схожесть с обычным корнем.

У некоторых двулетних растений (репы, петрушки, моркови) корень преобразуется в корнеплод, который представляет собой утолщенный придаточный корень. В формировании корнеплода принимают участие главный корень и нижний участок стебля. В структуре корнеплода главное место принадлежит запасающей основной ткани.

Многие покрытосеменные растения имеют на корнях корневые клубни (или корневые шишки). Их происхождение связано с утолщением придаточных и боковых корней. Корневые клубни - это вместилище питательных веществ. Их также используют для вегетативного размножения растений.

Корни-зацепки - своеобразные придаточные корни, позволяющие растению легко прикрепляться к любой опоре. Такие корни встречаются у плюща и других лазающих растений.

Удивительное явление в природе - ходульные корни, которые выполняют у растения роль опоры. Такие корни имеют способность противодействовать сильным нагрузкам, благодаря наличию механических тканей во всех отделах. Встречаются у растений рода пандаус, призрастающих на океанических островах в тропиках, где господствуют сильные ураганные ветры.

Воздушные (дыхательные) корни имеются у тропических деревьев, которые растут на почвах, обедненных кислородом, пресноводных тропических болотах. Это боковые корни, располагающиеся над землей. Благодаря воздушным корням, кислород и вода поглощаются растением из воздуха в условиях повышенной влажности. Так дыхательные корни обеспечивают функцию дополнительного дыхания.

Микориза представляет собой симбиоз корней высших растений с гифами грибов. Это сожительство выгодно для обоих организмов, так как гриб получает от растения готовые органические вещества, а растение всасывает от гриба воду с минеральными веществами. Микориза часто встречается на корнях высших растений, особенно древесных. Можно представить грибные гифы, переплетающиеся с толстыми корнями деревьев, как корневые волоски, поскольку функции их аналогичны.

Также растения могут взаимовыгодно сожительствовать с азотфиксирующими бактериями. Так на корнях высших растений появляются бактериальные клубеньки - видоизмененные боковые корни, которые имеют приспособления для симбиоза с бактериями. Через корневые волоски бактерии попадают внутрь молодых корней и провоцируют формирование клубеньков. Роль данных бактерий состоит в том, что они преобразуют азот из воздуха в минеральную форму таким образом, что он становится доступным для усвоения растениями. Растения выполняют фукцию защиты для бактерий от конкурирующих видов почвенных бактерий. Также бактерии питаются веществами из корней высших растений. Зафиксировано появление клубеньковых бактерий, в основном, на корнях растений из семейства бобовые. Поэтому семена бобовых обогащены белком, а в сельском хозяйстве представителей этого семейства используют в севообороте, чтобы обогатить азотом почву.

Различные условия окружающей среды требуют от живущих там организмов выработки определенных адаптационных мехонизмов. Иными словами, живущие в сложных условиях растения, животные, птицы и прочие живые существа вынуждены приспосабливаться к окружающей среде не только на поведенческом, но и на биологическом уровне.

Таким образом, растение видоизменяет строение корневой системы, листьев или побегов в зависимости от условий. В этой части будут освещены видоизменения корней.

Различие корневых систем

Самое распространенное различие корневой системы - ее длина, то есть глубина проникновения корня в почву. На сухих территориях корни, например, пшеницы могут достигать более двух метров в глубину, чтобы черпать воду из глубины почвы.

Такая же корневая система у пустынных растений (например, ежовника безлистного), корни которых проникают в почву более, чем на 15 м. На более орошаемых - корни густые, но не длиннее 50 см.

То же наблюдается и у растений, живущих в условиях вечной мерзлоты (например, корни карликовой березы длиной всего 20 см). На территориях, требующих более тщательной адаптации, корни видоизменялись сильнее и приобрели ряд новых функций.

Видоизменение корней

Во-первых, это цепляющиеся корни, или корни-прицепки, которыми растение зацепляется за любую вертикальную опору, в частности, ствол дерева или стену, растет вверх и выносит листья ближе к свету.

Самый распространенный представитель - плющ. Его функция - обеспечить растению большую выживаемость среди более высоких представителей.

Следующий вид - корнеплод: разрастание главного корня и иногда еще нижних участков стебля. Основная функция - запасание питательных веществ в корнеплоде. Примерами могут служить морковь, репа, свекла, редис и прочие.

Похожее видоизменение носит название корневых клубней. Здесь уже разрастаются и утолщаются боковые и придаточные корни. такой тип корней наблюдается у георгина, батата, чистяка. Четвертое видоизменение корня - появление клубеньков, симбиоза корней с клубеньковыми азотофиксирующими бактериями. Клубеньки выглядят как утолщения на корне растения (чаще всего - бобовых или ольхи).

Иногда растение образовывает свободно свисающие воздушные корни. Например, это орхидея, которая живет на стволах деревьев в тропических лесах. Такая корневая система позволяет поглощать дождевую воду при отсутствии прямого доступа к ней.

Другой вид корней, находящихся вне почвы - дыхательные. Это отростки боковых корней с особо развитой воздухоносной тканью, растущие вертикально вверх. Ими обладают такие болотные растения, как кипарис или ива ломкая. Функция - обеспечить растению приток кислорода по межклетникам.

Также некоторые корни могут служить подпорками (то есть опорой). Их иначе называют придаточными корнями или корнями-ходулями. Это также приспособление тропических растений (например, баньяна).

Корни многих водных растений, укореняясь в груне, лишаются корневых волосков.

А корни растений-паразитов прочто проникают в тело растения-хозяина (например, омела).

Переоценить значение подземного органа растений сложно. Ведь он надежно удерживает в почве даже деревья огромного размера, обеспечивает их водой и достаточным запасом Иногда условия окружающей среды требуют выполнения дополнительных функций. И тогда происходит видоизменение корня.

Корень и его строение

По особенностям строения выделяют несколько типов корней. Главный корень выполняет функцию стержня. Его легко отличить от других. У растения он всегда один. От главного корня отходят боковые. Они необходимы для увеличения площади покрытия поверхности почвы, чтобы иметь возможность впитывать больше влаги. Корневую систему, состоящую из таких корней, называют стержневой. Корни, которые растут прямо от побега (надземной части растения), называют придаточными. Их пучок образует

Видоизменения корней растений

Классическое системы делает возможным выполнение только определенных функций. Для выживания растений в сложных условиях необходимо видоизменение корня. Рассмотрим каждое из них подробнее.

Корнеплоды

Все помнят сказку про вершки и корешки. Такое видоизменение корня, как корнеплоды, являются примером вкусных и сочных корешков. Морковь, редис, репа, свекла... Невозможно представить и одного дня без присутствия этих полезных и вкусных продуктов в нашем рационе.

Они являются результатом утолщения главного корня стержневой системы. Для того чтобы пережить холодную осень и зиму и сформировать семена, растение под землей запасает воду с минеральными веществами. А человек использует сочные корнеплоды в пищу.

Корневые клубни

Что является видоизменением корня можно также рассмотреть на примере корневых клубней. Это тоже утолщение корней. Но не главного, а придаточных корней мочковатой системы. В результате подземный пучок становится мощным и тяжелым из-за значительного запаса воды. Встречается он у георгина, аспарагуса, лапчатки, батата.

Дополнительной функцией корневых клубней является вегетативное размножение. Оно возможно благодаря наличию придаточных почек на этих видоизменениях, которые часто еще называют корневыми шишками.

Воздушные корни

Условия произрастания и видоизменения корней неразрывно связаны. произрастают в условиях повышенной влажности. Таким растениям нет нужды доставать влагу из почвы, поскольку ее достаточно в воздухе. Например, орхидея растет прямо на стволах деревьев, с которых свисают воздушные корни. Поглощая воду прямо из воздуха, они обеспечивают растение этим необходимым веществом при помощи воздушных (дыхательных) корней. Фикус, толстянка, монстера - комнатные растения, у которых также формируются воздушные корни. Для их нормального развития необходимо достаточное увлажнение воздуха в комнате.

Корни-подпорки

Видоизменением корня является и корень-подпорка. Уже само название говорит о выполняемых им функциях. Действительно, прочные придаточные корни подобно искусственному креплению удерживают побег. Их часто можно увидеть у кукурузы. Побег этого растения с плодами достаточно увесист. А мочковатая имеет достаточно поверхностные корни, не способные удержать растение во время сильных порывов ветра. Тут на помощь и приходит специальное приспособление - корни-подпорки.

Многие видели в цирке человека на ходулях, а вот в природе на таких приспособлениях можно встретить растения. Ходульные корни похожи на подпорки, но растут из побега вниз. У мангровых зарослей тропических лесов они дополнительно выполняют функцию впитывания влаги из воздуха. Растения зоны приливов и отливов они как будто приподнимают над водой, обеспечивая их нормальное функционирование.

Корни-прицепки

Всем известный плющ способен занять любую поверхность. Даже вертикальная скала не будет для него особой преградой. Такую способность он приобрел благодаря наличию придаточных корней-прицепок, способных прикрепиться к любой поверхности.

Все знают, что подберезовик растет под березой, а подосиновик под осиной. Но не все догадываются, почему именно так. Дело в том, что корни некоторых растений взаимовыгодно сожительствуют с грибами. От такого симбиоза хорошо всем. Грибы получают от дерева органические вещества, которые произвести самостоятельно не могут, поскольку неспособны к фотосинтезу. А деревья при помощи грибов обеспечиваются водой с раствором неорганических веществ.

Видоизменение корня помогает растению выжить в условиях дефицита или избытка влаги, лучше удерживаться в почве, прикрепляться к опоре и продолжительное время оставаться жизнеспособными, давая прекрасный урожай.

Человек уже давно научился использовать их в своей деятельности. Корнеплоды, содержащие большое количество ценных витаминов и минеральных веществ, используются в пищу. Причем не только в сыром, но и в вареном, жаренном и консервированном виде. Кормовые сорта свеклы и репы выращиваются для скота. Из особого вида свеклы путем переработки получают сахар. А вот у петрушки ценят не горький корень, а сочные и целебные листья побега. Вот так, видоизменяясь, корни приносят пользу не только растительным, но и животным организмам и человеку.

Вы узнаете о корневых системах растений и их функциях, о том, какие последствия имеет выполнение корнями необычных для них функций.

Корни нужны, чтобы поглощать вещества. А ещё для чего?

Корневая система — это вся совокупность корней растения. Внешний вид корневых систем зависит от условий произрастания и того, как к этим условиям растение приспосабливается (рис. 77).

Корни некоторых растений расположены лишь в поверхностном слое почвы, толщиной в несколько сантиметров (рис. 77, д), Так, поверхностные корни некоторых видов кактусов достигают глубины до 30 м. Они способны быстро собирать росу с большой площади, ведь в пустыне вода, вы падающэя в утренние часы, не проникает глубоко в почву и быстро испаряется. У деревьев влажного тропического леса поверхностные корни успевают уловить минеральные вещества, образующиеся во время очень быстрого разложения отмерших частей растений. Тем не менее обычно корни достигают большей глубины. Так, у ячменя и озимого рапса они углубляются почти до 3 м, у виноградной лозы — до 16 м. Некоторые пустынные растения, чтобы достичь водоносных горизонтов почвы, углубляют корни до 30-50 м.

Воздушные корни приспособлены к существованию в воздухе* Они характерны для большинства орхидей и других обитателей влажных тропических лесов (рис. 81\ ау комнатных растений — для монстеры. Воздушные корни поглощают воду во время осадков не корневыми волосками, а особой губчатой тканью.

Дыхательные корни (рис. 82) развиваются у растений в переувлажнённых местах обитания, где в почве недостаточно воздуха для обеспечения дыхания корневой системы. У таких растений часть корней выступает над поверхностью и обеспечивает газообмен. Например, у болотного кипариса дыхательные корни имеют вид конусов более 1 м высотой.

Опорные корни (рис. 83) развиваются у основания стволов высоких растений там, где необходимо обеспечить стойкость растения. Так, благодаря досковидным опорным корням не падают исполинские тропические деревья, у которых корневые системы поверхностные. На наших полях опорные корни можно у видеть у кукурузы.

Корнеплод представляет собой видоизменение, образующееся в результате утолщения и накопления питательных веществ сразу в трёх органах молодого растения — главном корне, подсемядольном колене и основании главного побега. Корнеплоды позволяют растению выжить в неблагоприятных условиях. Люди издавна использовали корнеплоды в пищу и вывели много разных культурных сортов: свеклы, мор-кови. петрушки, сельдерея, редьки и редиса.

Признаком корневой части корнеплода являются размещённые рядами боковые корешки.

Шейка, образованная утолщённым подсемядольным коленом, имеет гладкую поверхность. А на головке корнеплода (утолщённой основе главного побега) имеются рубцы отмерших листьев (рис. 84).

Все три части почти одинаково развиты у корнеплода сельдерея (рис. 85. а). А вот у моркови (рис. 85, б) и петрушки корнеплод имеет очень маленькую головку, гладкая шейка виднеется над поверхностью почвы, а основная часть образована утолщённым корнем. У редиса (рис. 85. в) почти весь его гладкий корнеплод — это утолщённое подсемядольное колено. Поэтому семена редиса нельзя сеять глубоко — урожай будет некачественным.

Выводы

1. Корни растения образуют корневую систему, строение которой зависит от условий роста растения.

2. Выполнение корнем определённой специфической функции приводит к его видоизменениям.

3. Видоизменённый корень может быть составной частью корнеплода, в образовании которого также участвуют подсемядоль-ное колено и главный побег.

Термины и понятия, которые важно знать

Корневая система, видоизменения корня, корневые клубни, корни-при соски, воздуш н ые корн и, дыхательные корни, оп орны е корни, корнеплод.

Контрольные вопросы

1. Что такое корневая система?

2. Что такое видоизменения корня?

3. Какие видоизменения корня вы знаете, чем они отличаются от типичных корней растений по строению и функциям?

4. Чем корнеплод отличается от корневого клубня?

Задания

Приведите в порядок таблицу: установите соответствия между названиями растений, свойственными им видоизменениями корня и их функциями. Ряды из трёх цифр запишите в тетрада.

Растения	Видоизменения корня	Функции видоизменения корня
1.Георгина	1. Корни-присоски	1. Дополнительный газообмен
2. Кукуруза	2. Воздушные корни

У большинства растений корни выполняют две основные функции — опорную и функцию почвенного питания, и имеют обычное строение. Но у некоторых растений в процессе эволюции корни видоизменились, и стали выполнять дополнительные функции.

Выделяют следующие видоизменения корней:

• Запасающие корни
• Воздушные корни
  • Ходульные корни
  • Досковидные опорные корни
  • Эпифитные корни
  • Дыхательные корни
• Корни-присоски
• Корни-прицепки
• Втягивающие корни

Запасающие корни

У некоторых многолетних растений запасающая функция корня становится основной. Такие корни называют запасающими. Запас питательных веществ позволяет растению переживать холодное время года. Существует два вида запасающих корней — корнеплоды и корневые шишки.

Корнеплоды образуются за счет разрастания главного корня и нижней части стебля. У некоторых растений (свекла, редис, репа) основная масса запасных питательных веществ (крахмал, сахар, минеральные соли, витамины) откладывается в стеблевой части корнеплода, а собственно корень — его нижняя часть, на которой развиваются боковые корни. У других растений (морковь, петрушка) запасные питательные вещества откладываются в паренхиме корня. Корнеплоды содержат много витаминов, минералов и других питательных веществ, и имеют важное хозяйственное значение. Многие из них употребляются в пищу в сыром, вареном и тушеном виде, их сушат и консервируют (морковь, свекла, редис, репа, редька, петрушка). Сочные корнеплоды являются ценным кормом для домашних животных.

Корневые шишки — это разрастания боковых или придаточных корней в мочковатой корневой системе. Корневые шишки образуют георгин, батат, чистяк, ятрышник и многие другие растения. Иногда корневые шишки называют корневыми клубнями.

На корневых шишках образуются придаточные почки, которые служат для вегетативного размножения.

Воздушные корни

Ходульные корни

Ходульные корни (корни — подпорки) — это придаточные корни, растущие вниз от стебля растения и служащие для его дополнительного укрепления на почве. У растений, живущих в зоне затопления, приливов, ходульные корни приподнимают растения над водой, а также выполняют дыхательную функцию. Ходульные корни образуются у особых растительных сообществ тропических лесов — мангровых зарослей, а также у некоторых тропических деревьев и пальм, и даже у кукурузы. Примером ходульных корней также является особая жизненная форма фикуса — баньян.

Досковидные опорные корни

В отличие от ходульных, досковидные корни — это боковые корни. Расположенные у самой поверхности почвы, или выступая над ней, они образуют плоские выросты, создающие дополнительную опору для дерева. Досковидные корни характерны для крупных тропических деревьев.

Эпифитные корни

Эпифиты — это растения, живущие на деревьях. Воздушные корни эпифитов свободно висят в воздухе, впитывая влагу — дождь или капельки росы особой покровной тканью — веламеном. К эпифитам относятся орхидеи, живущие в тропических лесах.

Дыхательные корни (пневматофоры)

Дыхательные корни образуются у деревьев, растущих на затапливаемых или бедных кислородом почвах. Они растут вверх, отходя от подземных боковых корней. Главная функция дыхательных корней — снабжение кислородом подземных частей растения. Кислород проникает через крупные чечевички, расположенные на дыхательных корнях.

Корни-присоски (гаустории)

Некоторые ползучие растения, например, плющ, ваниль, некоторые фикусы, имеют корни-прицепки. Это видоизмененные придаточные корни, с помощью которых растение может прикрепляться к любой поверхности, даже к голым камням, а значит, выносить листья к свету.

Втягивающие корни

Такое видоизменение корней, как втягивающие корни, характерно для многих луков, пролесок, шафрана (крокуса), многих орхидей, водных растений и др. Втягивающие корни благодаря особому строению способны укорачиваться на 10-70%, и втягивать луковицы, клубнелуковицы, корневища и т.д под землю, что предохраняет растения от замерзания в зимний период. Внешне втягивающие корни толстые, с поперечной исчерченностью.