С самого раннего возраста всем нам известно, что у растений есть корни. Это одно из основных базовых знаний того же порядка, что и - "вода - мокрая", "огонь - обжигает", а "дождь - это вода, которая падает с неба", и т.д.. И если спросить у кого-нибудь, что такое корни растения - подавляющее большинство людей ответит примерно следующим образом: "корни - это та часть растения, которая находится в земле". И на первый взгляд они будут абсолютно правы. Но - это только на первый взгляд. На самом же деле ситуация с корнями несколько иная. И ниже мы с ней
и ознакомимся, с каковой целью последуем афоризму Козьмы Пруткова, который гласит: "зри в корень".
Для начала давайте узнаем, какое определение наука ботаника даёт корню:
Корень - это осевой вегетативный (обычно подземный) орган высших сосудистых растений, обладающий неограниченными возможностями роста в длину и положительным геотропизмом (растёт в направлении центра земного шара); корень осуществляет функции закрепления растения в почве, поглощение из неё воды и растворённых в ней минеральных веществ и транспортировку их к стеблю и листьям.
Совокупность корней растения называется корневой системой, которая бывает:
1. Стержневая корневая система - это корневая система с хорошо развитым по сравнению с боковыми корнями главным корнем, который развивается непосредственно из зародышевого корешка семени, имеет форму стержня и может проникать в почву на значительную глубину, зачастую доходя до горизонтов залегания грунтовых вод; корневая система этого типа характерна для двудольных растений - как деревьев и кустарников, так и трав.
2. Ветвистая корневая система - характеризуется отсутствием выраженного главного стержневого корня и наличием нескольких практически одинаковых по размерам равнозначных боковых корней; корневая система этого типа характерна для деревьев многих видов;
3. Мочковатая корневая система - у растений с корневой системой этого типа образованный зародышевым корешком главный корень отмирает на ранних этапах развития растения, а вся корневая система состоит только из придаточных корней; корневая система этого типа характерна для однодольных растений;
Однако всё не так просто. В процессе своего эволюционного развития высшие сосудистые растения освоили практически все природные зоны нашей планеты (включая полярные) и заняли многие экологические ниши во всех земных экосистемах (больше узнать об экосистемах Земли можно из тематических статей, ранее размещённых на нашем канале):
В результате всех приспособительных к меняющемуся функционалу адаптаций у многих видов растений корни сильно видоизменились, в некоторых случаях - даже очень сильно. Ниже мы рассмотрим основные типы видоизменённых корней и их функциональную специализацию:
а) корнеплоды - образованы в результате утолщения главного/стержневого корня; помимо выполнения основных функций любой корневой системы, описанных выше, корнеплоды также выполняют функцию депо для складирования и хранения запасных питательных веществ; типичные представители растений, обладающих корнями этого типа - морковь (Daucus carota), сельдерей (Apium graveolens) - из семейства Зонтичные; редька (Raphanus raphanistrum), репа (Brassica rapa), брюква (Brassica napobrassica), хрен (Armoracia rusticana) - из семейства Капустные; свёкла (Beta vulgaris) - из семейства Амарантовые; и др.;
б) корнестебли - это образования на границе стеблевой и корневой частей растения, представляющие собой одревесневшие нижние участки многолетних побегов с почками возобновления, соединённые с разросшимся и утолщённым гипокотилем (гипокотиль - это часть растения, расположенная между главным корнем и главным побегом; в анатомическом смысле это промежуточное образование между корнем и стеблем растения), от которого отходит стержневой корень; типичные представители этой группы растений: ятрофа подагрическая (Jatropha cathartica) из семейства Молочайные; диоскорея слоновая (Dioscorea elephantipes) из семейства Диоскорейные; фокея съедобная (Fockea edulis), адениум тучный (Adenium obesum) - из семейства Кутровые; Cephalopentandra ecirrhosa - из семейства Тыквенные; и др.;
в) корнеклубни - образованы в результате утолщения боковых и придаточных корней; как и корни предыдущего типа, корнеклубни выполняют функцию хранилища запасных питательных веществ; типичные представители растений, имеющих корни этого типа - батат (Ipomoea batatas) из семейства Вьюнковые; маниок/кассава (Manihot esculenta) из семейства Молочайные; маука (Mirabilis expansa) из семейства Никтагиновые; якон (Smallanthus sonchifolius) из семейства Астровые; и др.;
г) досковидные корни - это боковые корни, растущие на границе почвы и воздушной среды и образующие треугольные в сечении вертикальные выросты; внешне напоминают неравномерные по толщине и поставленные на ребро изогнутые доски; служат для лучшего закрепления деревьев в заболоченных почвах дождевых экваториальных и мангровых лесов; досковидные корни характерны для многих видов деревьев, например, таких как: виды рода Ceriops из семейства Ризофоровые; эритьера прибрежная (Heritiera littoralis), виды рода Huberodendron, хлопковое дерево (Ceiba pentandra) - все из семейства Мальвовые; фикус крупнолистный (Ficus macrophylla) из семейства Тутовые; кукубха (Terminalia arjuna) из семейства Комбретовые; кумпассия превосходная (Koompassia excelsa) из семейства Бобовые; и др.;
д) ходульные/опорные корни - это отходящие от ствола придаточные корни, выполняющие роль дополнительной опоры для деревьев; характерны для некоторых видов деревьев, произрастающих в заболоченных экваториальных и мангровых лесах, а также на прибрежных песчаных субстратах (дюны, намывные барьерные острова, коралловые атоллы, и т.д.); этот тип корней характерен для таких растений, как пальма сократея обнажённокорневая (Socratea exorrhiza) из семейства Арековые; чайный мангр/пеллициера (Pelliciera rhizophorae) из семейства Тетрамеристовые; виды рода Pandanus из семейства Пандановые; виды рода Rhizophora из семейства Ризофоровые; кукуруза сахарная (Zea mays) из семейства Злаковые; и др.;
е) столбовидные/якорные корни - это образующиеся на стволах и крупных ветвях некоторых видов деревьев придаточные корни, которые дорастают до земли, укореняются в ней и образуют многоствольные деревья-рощи; типичные представители этой группы растительных видов - это баньян (Ficus bengalensis), фикус золотистый (Ficus aurea), фикус священный/бодхи (Ficus religiosa) - все из семейства Тутовые; и др.;
ж) дыхательные корни/пневматофоры - это видоизменённые боковые
корни; они выполняют функцию снабжения кислородом деревьев, растущих на бедных им сильно заболоченных, болотистых или затапливаемых почвах речных пойм и морских побережий; типичными представителями растений с этим типом корней являются: болотный кипарис (Taxodium distichum), китайский болотный кипарис (Glyptostrobus pensilis) из семейства Кипарисовые; виды рода Авиценния (Avicennia) из семейства Акантовые; виды рода Соннератия (Sonneratia) из семейства Дербенниковые; чайный
мангр/пеллициера (Pelliciera rhizophorae) из семейства Тетрамеристовые; осборния (Osbornia octodonta) из семейства Миртовые; виды рода Эгицерас (Aegiceras) из семейства Первоцветные; лагункулярия (Laguncularia racemosa) из семейства Комбретовые; виды рода Бругиера (Bruguiera) из семейства Ризофоровые; и др.;
з) корни-зацепки - это особые придаточные корни, которые развиваются на затенённой стороне побегов многих видов лиан и служат для прикрепления их к опоре; типичные представители растений с этим типом корней - виды рода плющ (Hedera) из семейства Аралиевые; гортензия черешковая (Hydrangea petiolaris) из семейства Гортензиевые; кампсис укореняющийся (Campsis radicans) из семейства Бигнониевые; кактус "Царица ночи" (Selenicereus grandiflorus) из семейства Кактусовые; и др.;
и) корни-присоски/гаустории - это корни растений-паразитов, служащие для проникновения внутрь проводящих тканей растения-хозяина и получения из них воды и питательных веществ; у разных видов паразитических растений гаустории могут представлять собой как видоизменённый главный корень (например, у растений-голопаразитов из семейства Заразиховые; у растений-гемипаразитов из семейства Омеловые; и др.), так и видоизменённые боковые корни (у полупаразитических растений - например, у дерева муджар (Nuytsia floribunda) из семейства Лорантовые) и придаточные корни (например, у видов паразитических растений рода Повилика (Cuscuta) из семейства Вьюнковые; у полупаразитического вида кассита опушённая (Cassytha pubescens) из семейства Лавровые; и др.);
к) влагоулавливающие воздушные корни - это видоизменённые придаточные корни растений-эпифитов и некоторых видов лиан, произрастающих во влажных тропических лесах в кронах деревьев - на их стволах и ветвях; эпифиты используют деревья только в качестве места жительства, получая воду и питательные вещества из насыщенного влагой воздуха тропического леса; для этой цели им служат их влагоулавливающие воздушные корни, покрытые особой гигроскопической губчатой всасывающей тканью - веламеном, которая эффективно улавливает и накапливает атмосферную влагу из дождевых осадков, тумана и дымки; типичными представителями растений-эпифитов, обладающих корнями этого типа, являются многие виды растений рода Tillandsia из семейства Бромелиевые, многие виды растений - эпифитов и лиан - рода Philodendron и рода Monstera из семейства Ароидные, а также множество видов растений из семейства Орхидные, в том числе и лиана ваниль душистая (Vanilla planifolia); у многих видов эпифитных орхидей их воздушные корни выполняют также фотосинтезирующую функцию; влагоулавливающей функцией обладают также и воздушные корни деревьев похутукавы (Metrosideros excelsa) из семейства Миртовые, и т.д.;
Всё, что написано выше - это о видоизменённых корнях растений. А всё, что вы прочтёте ниже - это будет уже не о корнях, а о других растительных
органах, которые корнями не являются, а их внешнее сходство с тем или иным типом настоящих корней, описанных выше - это не более чем внешнее сходство. Итак, поехали...
а) клубнелуковицы - это подземные вертикальные короткие и утолщённые видоизменённые побеги (побег - это вегетативный орган высших растений, состоящий из стебля с расположенными на нём листьями и почками), служащие растению для накопления питательных веществ; примеры клубнелуковичных растений: таро (Colocasia esculenta), слоновый ямс (Amorphophallus paeoniifolius), маланга (Xanthosoma sagittifolium) - все из семейства Ароидные; болотница сладкая (Eleocharis dulcis) из семейства Осоковые; и др.;
б) клубнеплоды - это видоизменённые укороченные побеги, имеющие приближённую к шаровидной форму, которые образуются в результате разрастания междоузлий на концах боковых побегов корневища - столонов (столон - это быстро отмирающий вытянутый боковой побег растения с удлинёнными междоузлиями, недоразвитыми листьями и пазушными почками, на котором развиваются укороченные побеги-брахибласты - клубни картофеля, топинамбура, розетки земляники, и т.д.); примеры клубнеплодных растений: картофель (Solanum tuberosum) из семейства Паслёновые; топинамбур (Helianthus tuberosus) из семейства Астровые; стахис (Stachys affinis) из семейства Яснотковые; ямс (Dioscorea alarta) из семейства Диоскорейные; чуфа (Cyperus esculentus) из семейства Осоковые; и др.;
в) корневища - это видоизменённые подземные побеги с недоразвитыми чешуевидными или рано отмирающими листьями, верхушечными или пазушными почками и придаточными корнями; выполняют функции запасания питательных веществ и вегетативного размножения; примеры корневищных растений: куркума длинная (Curcuma longa), имбирь (Zingiber officinale) из семейства Имбирные; аррорут (Maranta arundinacea) из семейства Марантовые; ти (Cordyline fruticosa), спаржа (Asparagus officinalis) из семейства Спаржевые; лотос орехоносный (Nelumbo nucifera) из семейства Лотосовые; и др.;
г) луковицы - это видоизменённые, обычно подземные побеги растений с утолщённым коротким плоским стеблем - донцем - и разросшимися мясистыми либо плёнчатыми основаниями листьев (чешуями), в которых растения запасают питательные вещества; примеры луковичных растений: виды рода тюльпан (Tulipa), виды рода Лилия (Lilium) из семейства Лилейные; виды рода Нарцисс (Narcissus), виды рода Лук (Allium) из семейства Амариллисовые; и др..
Как можно заметить, основной функцией всех перечисленных выше типов псевдокорней является накопление и хранение запасных питательных веществ, используемых растением в период сезонного возобновления вегетации и начала роста его надземной части. Псевдокорни, так же как и настоящие корни типов а), б) и в) - корнеплоды, корнестебли и корнеклубни соответственно - содержат много углеводов (от 7% до 28% у разных видов), в небольших количествах - белки, жиры и органические кислоты, а также много витаминов и микроэлементов, и обладают высокой питательной ценностью. Это обусловило раннюю доместикацию многих видов корнеплодных, корнеклубневых, клубнелуковичных, клубнеплодных, корневищных и луковичных растений человеком (например, таро (Colocasia esculenta) было введено в культуру на западе Океании около 9000 лет назад; картофель (Solanum tuberosum) был введён в культуру около 7000 лет назад на Андском нагорье в Южной Америке, на территории нынешнего государства Боливия; морковь (Daucus carota) была окультурена на территории нынешней Швейцарии более 5000 лет назад; батат (Ipomoea batatas) был одомашнен в северной части Южной Америки около 5000 лет назад; и т.д.). Некоторые виды на протяжении многих сотен и даже тысяч лет составляли и составляют основу питания населения тех или иных регионов мира (например, маниок/кассава (Manihot esculenta) обеспечивает 37% от общего объёма продовольствия, потребляемого населением стран Африки, расположенных к югу от Сахары; ямс (Dioscorea alata) по объёмам выращиваемой продукции в Африке уступает только маниоку; картофель (Solanum tuberosum) с большим отрывом занимает первое место в мире среди всех подземноплодных с/х культур по объёмам собранного урожая, являясь основным (или одним из основных) продуктом питания для более чем двух миллиардов людей в Европе, Азии, Северной и Южной Америке; и т.д.). Таким образом, земля питает человека не только семенами и плодами растений, растущих на её поверхности, но и подземными частями растений - корнями и псевдокорнями различных типов, растущими и развивающимися под поверхностью земли в её толще.
Если вам понравилась статья, ставьте лайк, делитесь своим мнением в комментариях и подписывайтесь на канал - будет интересно!
Читайте также:
и другие статьи на нашем канале.
Желаем вам приятного и познавательного чтения!
Если вы хотите поддержать автора, вы можете это сделать, нажав на ладонь с сердечком внизу справа. Спасибо!