КОРЕНЕВА СИСТЕМА ЯК ОРГАН ПОГЛИНАННЯ ВОДИ

Для виконання своїх основних функцій — поглинання із грунту води та мінеральних солей — корінь повинен володіти здатністю орієнтуватися в просторі, реагувати на градієнти життєво важливих факторів, просуватися у відповідності з цим в ґрунтових профілях і створювати мак­симальну поверхню для контакту з грунтом.

Всі особливості будови кореня найтісніше пов'язані з виконанням таких функцій. Роль да­ного органу полягає насамперед у тому, що завдяки його величезній поверхні забезпечується надходження води в рослину із великого об'єму грунту. Так, у однієї рослини озимого жита за сприятливих умов може утворитися 143 корені першого порядку, 35 тисяч — другого, 2 млн. 300 тис. — третього і 11,5 млн. — четвертого порядку, разом 14 млн. коренів. Загальна довжи­на їх складає 600 км, загальна поверхня 225 м². На них розміщені 15 млрд. кореневих волосків, загальна довжина яких біля 10 тис. км, а площа 400 м². Разом з тим надземна частина цієї ж рослини жита (всі пагони та листки) складає загальну площу приблизно 4,5 м² (Лебедев, 1978). Коренева система здатна активно пересувати воду в клітинах кореня в певному напрямку — через кореневі волоски, клітини корової паренхіми, ендодерму, перицикл до судин ксилеми ось­ового циліндра кореня. Зона найбільш інтенсивного поглинання води коренем співпадає із його зоною розтягуван­ня та зоною розвитку кореневих волосків. Деяка кількість води може надходити і через опробковілу зону кореня. Це характерно головним чином для дерев. В таких випадках вода прони­кає через сочевички або поранення кореня. Через клітини паренхіми кори можливі два шляхи транспорту води — через цитоплазму по плазмодесмах (симпласт) і через клітинні стінки (апопласт) Оскільки опір клітинних стінок для води значно нижчий, ніж у цитоплазмі, радіальний транспорт води здійснюється в цій частині кореня, в основному, апопластним шляхом. Однак на рівні ендодерми такий шлях пересування води стає неможливим із-за непроникних для води поясків Каспарі в її клітинних стінках.

Вода в цій частині кореня може подолати ендодерму лише пройшовши через мембрани і цитоплазму цих клітин. Регуляція надходження води на рівні ендодерми здійснюється, з одно­го боку через зміну швидкого апопластного пересування води на більш повільний симпластний, а з іншого — тим, що діаметр осьового циліндру кореня, куди в подальшому надходить вода через ендодерму, в 5-6 разів менше діаметра поверхні кори та всисної зони кореня. Слід відміти­ти, що непроникність клітинних стінок ендодерми для води не є абсолютною. Зокрема в ендодермі тих ділянок кореня, які продовжують свій ріст, пояс­ки Каспарі ще повністю не сформовані, а тому і зміни типів транспортування води, ймовірно, не бу­ває. Крім того, в ділянках кореня, де закладаються бічні корені, ендодерма переривається і вода може продовжити свій шлях через пропускні клітини. Од­нак, в цілому масовий потік води через ендодерму по апопласту різко знижується. Всередині осьового циліндру рух води від ендодерми до судин ксилеми зустрічає незначний опір і також здійсню­ється апопластним шляхом.

Два основні процеси забезпечують транспорту­вання води та розчинених в ній речовин по рослині: транспіраційний потік та пересування фотоасимілятів. Для такого транспортування існують про­відні тканини: судини та трахеїди в ксилемі для транспіраційного потоку і ситовидні трубки флоеми для асимілятів. Це шляхи дальнього транспортування.

Між флоемою та ксилемою існують клітини транслокатори, функція яких — переключати потоки флоемного та ксилемного транспортування. Ці клітини мають специфічні білки — транслокатори, молекулярний механізм дії яких поки що невідомий.

Ближнє транспортування до провідних судин та від них здійснюється через клітини неспеціалізованих тканин. Останні складаються з цілого ряду роз­межованих, тобто відокремлених одна від одної си­стем, — апопласту та симпласту.

Всі ці системи служать для ближнього транс­портування: симпласт — для мінеральних та органічних речовин, апопласт — для води та неорганічних солей. Вакуолі як дискретні системи служать виключно для води.

Слід зауважити, що транспортування по симпла­сту відбувається швидше, ніж дифузія (1-6 см за го­дину). Вода пересувається по рослині із зони з висо­ким водним потенціалом (грунт) в зону з більш низь­ким водним потенціалом (атмосфера) відповідно з його градієнтом.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: