Die Wurzel in der Pflanze: Was ist das? Welche Funktionen hat?

Was werden Sie in diesem Artikel lernen?

Wir analysieren eingehend, was Wurzeln sind. Neben den Funktionen, die sie in der Pflanze haben, die verschiedenen Arten, die es gibt, und ihre Anatomie.

Bei Pflanzen sind Wurzeln die Organe einer Pflanze, die so modifiziert sind, dass sie der Pflanze eine Verankerung bieten und Wasser und Nährstoffe zum Pflanzenkörper transportieren, wodurch die Pflanzen höher und schneller wachsen können.

Was sind die Wurzeln?

Die Wurzel ist der Teil der Pflanze, der sie am Boden hält. Hier beginnen Wasser und Nahrung durch ihre Zweige und Fasern zum Rest der Pflanzenstruktur transportiert zu werden. Die Wurzeln befinden sich normalerweise unter der Erde und fungieren als Absorptions-, Belüftungs-, Nahrungsspeicher- und Verankerungs- oder Stützorgan.

Sie sind der Teil von Gefäßpflanzen, der am besten als die Teile des Pflanzenkörpers definiert wird, die keine Blätter oder Stängel sind.

Anatomie der Wurzel

Die Wurzelmorphologie ist in vier Teile unterteilt: die Wurzelkappe, das apikale Meristem, die Dehnungszone und das Haar.

die Haube

Die neue Wurzelkappe hilft der Wurzel, in den Boden einzudringen. Diese Wurzelkappen lockern sich, wenn die Wurzel tiefer geht, wodurch eine schleimige Oberfläche entsteht, die als Gleitmittel dient.

das Meristem

Das apikale Meristem hinter der Wurzelkappe produziert neue Wurzelzellen, die sich verlängern.

Wurzel

Die erste Wurzel von samenproduzierenden Pflanzen ist die Keimwurzel, die sich nach der Samenkeimung aus dem Pflanzenembryo ausdehnt.

Bei der Präparation besteht die Anordnung der Zellen in einer Wurzel aus Wurzelhaar, Epidermis, Epiblema, Kortex, Endodermis, Perizykel und schließlich dem Gefäßgewebe im Zentrum einer Wurzel, um das von der Wurzel aufgenommene Wasser an andere Stellen der Pflanze zu transportieren. Klärung nötig.

Querschnitt einer Hahnenfußwurzel

Das vielleicht auffälligste Merkmal der Wurzeln, das sie von anderen Pflanzenorganen wie Stammzweigen und Blättern unterscheidet, ist, dass die Wurzeln einen endogenen Ursprung haben[5], das heißt, sie stammen aus und entwickeln sich aus einer inneren Schicht des Elternteils Achse, wie das Perizykel.

Stattdessen sind die Stängelzweige und Blätter exogen, das heißt, sie beginnen sich aus der Rinde, einer äußeren Schicht, zu entwickeln.

Als Reaktion auf die Nährstoffkonzentration synthetisieren Wurzeln auch Cytokinin, das als Signal für die Sprosswachstumsrate dient. Die Wurzeln fungieren normalerweise als Speicher für Nahrung und Nährstoffe.

Die Wurzeln der meisten Arten von Gefäßpflanzen gehen mit bestimmten Pilzen eine Symbiose ein, um Mykorrhizen zu bilden, und eine Vielzahl anderer Organismen, einschließlich Bakterien, sind ebenfalls eng mit den Wurzeln verbunden.

Die vier Hauptfunktionen von Wurzeln

Anchorage

Schnapp dir ein Unkraut und versuche es aus dem Boden zu ziehen. Machen Sie dasselbe mit mehreren Pflanzen. Sehen Sie sich die Kraft an, die Sie aufwenden müssen, um sie herauszuziehen. Wurzeln halten oder «verankern» eine Pflanze fest im Boden. Die erste Wurzel, die sich aus dem Samen entwickelt, ist die Pfahlwurzel.

Nach einiger Zeit entwickeln sich aus der Primärwurzel Sekundärwurzeln. Sekundärwurzeln entstehen aus dem Perizykel einer Primärwurzel und bestehen aus vielen Zellen.

Wasser- und Mineralienaufnahme

Das Wasser und die Mineralien, die Pflanzen benötigen, befinden sich im Boden.

Die Epidermiszellen der Wurzel haben sehr dünne Wände; sie können Wasser aufnehmen und Stoffe mit oder ohne Wurzelhaare lösen. Wurzelhaare sind Fortsätze von Epidermiszellen nahe der Wurzelspitze und vergrößern die Oberfläche einer Epidermiszelle .

Dies macht die Absorption effizienter. Ein Wurzelhaar stammt aus der Epidermis und gilt nicht als Zelle; es ist nur eine Erweiterung einer epidermalen Zelle.

Belüftung

Einige Wurzeln entstehen aus dem Boden oder wachsen aus dem Stamm- oder Blattgewebe der Pflanze. Dies sind Wurzeln, die in den oberirdischen Teilen einer Pflanze wachsen und als holzige Lianen fungieren, die an verschiedenen Ästen, Spalieren, Felsen und Wänden verankert sind.

Die Verankerung dieser Luftwurzeln fixiert die Pflanze vor äußeren Umwelteinflüssen wie dem Wind. Viele Luftwurzeln nehmen auch Gase, Feuchtigkeit oder Nährstoffe direkt aus der Luft auf.

Essenslager

Wurzeln sind eine Nahrungsspeicherstruktur für Pflanzen. Sie dienen der Speicherung von Nährstoffen, Stärke und Zucker. In Knollen, Rhizomen und anderen stärkespeichernden Pflanzenorganen fungieren die Wurzeln auch als Aufbewahrungsort für Lebensmittel zur späteren Verwendung.

Bei einigen Pflanzen vergrößern sich die Wurzeln, um große Mengen an Stärke und anderen Kohlenhydraten aufzunehmen. Beispiele für Wurzelgemüse sind Rüben, Karotten und Süßkartoffeln.

Photosynthese

Photosynthese ist der Prozess, durch den sich Pflanzen ernähren. Einige Wurzeln sind in der Lage, Photosynthese zu betreiben, wie dies bei den Luftwurzeln von Mangroven und epiphytischen Orchideen der Fall ist.

Wurzelwachstum

Wurzeln können tief in den Boden eindringen, egal wie verdichtet die Bodenpartikel sind.

Was macht Wurzeln dazu in der Lage?

Durch die Atmung geben sie Kohlendioxid ab, das mit dem Wasser im Boden reagiert und Kohlensäure bildet. Kohlensäure löst bestimmte Mineralien im Boden und erleichtert so den Wurzeln das Eindringen in den Boden.

Hast Du gewusst…?Einige Bäume haben sehr kräftige Wurzeln, wie die Kiefer und die Avocado. Diese Bäume können, wenn sie sehr groß sind, Fußböden und sogar die Fundamente von Häusern anheben. Deshalb ist es nicht empfehlenswert, sie in der Nähe von Gebäuden zu pflanzen.

frühes oder primäres Wachstum

Das frühe Wurzelwachstum ist eine der Funktionen des apikalen Meristems, das sich in der Nähe der Wurzelspitze befindet.

Die Meristemzellen teilen sich mehr oder weniger kontinuierlich und produzieren mehr Meristem, Wurzelkappenzellen (die zum Schutz des Meristems geopfert werden) und undifferenzierte Wurzelzellen.

Letztere werden zu den primären Wurzelgeweben und werden zunächst gedehnt, ein Prozess, der die Wurzelspitze nach vorne in das Wachstumsmedium drückt.

Allmählich differenzieren sich diese Zellen und reifen zu spezialisierten Zellen des Wurzelgewebes heran.

Das Wachstum aus den apikalen Meristemen ist als Primärwachstum bekannt, das die gesamte Elongation umfasst.

sekundäres Wachstum

Sekundäres Wachstum umfasst das gesamte Durchmesserwachstum, ein Hauptbestandteil des Gewebes von Holzpflanzen und vielen Nichtholzpflanzen.

Hast Du gewusst…?Speicherwurzeln von Süßkartoffeln haben zum Beispiel sekundäres Wachstum, sind aber nicht holzig. Sekundäres Wachstum findet in den seitlichen Meristemen statt, nämlich dem Gefäßkambium und dem Korkkambium. Ersteres bildet das sekundäre Xylem und das sekundäre Phloem, während letzteres das Periderm bildet.

Bei Pflanzen mit sekundärem Wachstum bildet das vaskuläre Kambium, das zwischen dem Xylem und dem Phloem entsteht, einen Gewebezylinder entlang des Stammes und der Wurzel.

Das Gefäßkambium bildet sowohl innerhalb als auch außerhalb des Zylinders des Kambiums neue Zellen, wobei die inneren sekundäre Xylemzellen und die äußeren sekundäre Phloemzellen bilden. Wenn sich das sekundäre Xylem ansammelt, nimmt der «Umfang» (seitliche Abmessungen) des Stammes und der Wurzel zu.

Infolgedessen neigen Gewebe jenseits des sekundären Phloems, einschließlich der Epidermis und des Kortex, in vielen Fällen dazu, herausgedrückt zu werden und sich schließlich «abzulösen».

An diesem Punkt beginnt das Korkkambium, das Periderm zu bilden, das aus schützenden Korkzellen besteht. Korkzellwände enthalten Dicken von Suberin, einem komplexen extrazellulären Biopolymer.

Suberin-Dicken wirken, indem sie eine physische Barriere bieten, vor Krankheitserregern schützen und den Wasserverlust aus dem umgebenden Gewebe verhindern. Darüber hinaus unterstützt es auch den Heilungsprozess von Wunden in Pflanzen.

Es wird auch postuliert, dass Suberin ein Bestandteil der apoplastischen Barriere (vorhanden in den äußeren Zellschichten der Wurzeln) sein könnte, die das Eindringen toxischer Verbindungen in die Wurzel verhindert und den radialen Sauerstoffverlust (ROL) des Aerenchyms während Staunässe reduziert.

In Wurzeln stammt das korkige Kambium aus dem Perizykel, einem Bestandteil des Gefäßzylinders[16].

Das Gefäßkambium produziert jährlich neue Schichten sekundären Xylems. Xylemgefäße sind bei der Reife tot, aber für den größten Teil des Wassertransports durch Gefäßgewebe in Stängeln und Wurzeln verantwortlich.

Wie nehmen Wurzeln Wasser auf?

Als nächstes beschreiben wir den Prozess des Stofftransports durch eine Wurzel. Wasser bewegt sich hauptsächlich durch Diffusion und Kapillarwirkung durch die Wurzeln.

1. Von der Außenseite der Wurzel diffundiert das Wasser durch die dünnen Wände der Wurzel und den Rest der Zellen der Wurzelepidermis.
2. Von den Epidermiszellen diffundiert es zu den Zellen des Cortex. Es wandert durch Diffusion von Zelle zu Zelle, bis es die Xylemgefäße erreicht.
3. Sobald es sich in den Xylemgefäßen befindet, steigt es den Stamm hinauf, hauptsächlich durch Kapillarwirkung.

Warum bewegt sich das Wasser zum Zentrum der Wurzel und nicht hinaus?

Während der Diffusion neigen Moleküle in einer Flüssigkeit dazu, sich von einem Bereich höherer Konzentration zu einem Bereich niedrigerer Konzentration zu bewegen. Normalerweise gibt es mehr Wasser pro Volumeneinheit in den Epidermiszellen als in den Zellen der Rinde.

Im Kortex befindet sich mehr Wasser als in den Gefäßzylinderzellen. Dadurch entsteht eine allgemeine Wasserbewegung in der Wurzel von außen nach innen.

verschiedene Arten von Wurzeln

Eine übliche Methode zur Unterscheidung von Wurzeltypen ist, ob das Wurzelsystem faserig oder Pfahlwurzel ist. Es gibt jedoch auch einige verschiedene Arten von spezialisierten Wurzelsystemen, die entwickelt wurden, um bestimmte Funktionen für Pflanzen zu erfüllen.

Einige dieser Arten von spezialisierten Wurzeln sind Luftwurzeln, Kletterwurzeln, Stützwurzeln und Stützwurzeln.

faserige Wurzeln

Faserige Wurzeln findet man in einkeimblättrigen Pflanzen. Sie sind dünn, verzweigt und wachsen direkt aus dem Stängel.

Diese Wurzeln neigen dazu, nahe der Oberfläche zu wachsen und sich horizontal auszubreiten. Sie zeichnen sich durch ein Cluster-Aussehen mit zahlreichen Wurzeln zusammen aus, die alle fast gleich groß sind. Im Faserwurzelsystem ist die Pfahlwurzel kurzlebig. Es wird durch zahlreiche Wurzeln ersetzt.

Das faserige Wurzelsystem bietet der Pflanze keinen starken Anker, da sie nicht tief in den Boden eindringen.

Charakteristisch:

1. Faserige Wurzeln wachsen aus der Basis des Stammes
2. Sie sind unterirdisch
3. Sie erscheinen in Form von Wurzelhaufen ähnlicher Größe
4. Die Primärwurzel wird durch Adventivwurzeln ersetzt.
5. Sie dringen nicht tief in den Boden ein.

Pfahlwurzeln

Pfahlwurzeln kommen in den meisten zweikeimblättrigen Pflanzen vor. Diese Wurzelart ist eine direkte Verlängerung der Wurzel. Im Gegensatz zu Faserwurzeln sind Pfahlwurzeln keine Äste. Stattdessen sind sie eine einzelne Pfahlwurzel, die tief in den Boden hineinwächst. Aus einer Pfahlwurzel entstehen Seitenäste (Sekundär- und Tertiärwurzeln), die zur Bildung eines Pfahlwurzelsystems führen.

Die Zweige einer Pfahlwurzel wachsen in akropetaler Folge, was bedeutet, dass die ältesten und längsten an der Basis vorhanden sind, während sich die kürzesten und neuesten in der Nähe der Spitze der Pfahlwurzel befinden.

Das Pfahlwurzelsystem bietet einen sehr starken Anker. Der Grund für diese starke Unterstützung ist, dass sie tief in den Boden eindringen.

Bei manchen Pflanzen wächst die Pfahlwurzel nicht sehr tief. Stattdessen wachsen seine Seitenzweige horizontal entlang der Oberfläche. Diese Arten von Wurzeln werden Feeder-Wurzeln genannt.

Charakteristisch:

1. Pfahlwurzeln entwickeln sich aus den Radikalen eines Embryos
2. Sie befinden sich immer unter der Erdoberfläche
3. Sie haben eine Pfahlwurzel (Primärwurzel) mit Ästen, die akropetal wachsen
4. Die Primärwurzel bleibt während des gesamten Lebens der Pflanze.
5. Sie wirken als Tiefenfresser, das heißt, sie dringen tief in den Boden ein.

zufällige Wurzeln

Adventivwurzeln ähneln Faserwurzeln. Sie können jedoch unterirdisch oder oberirdisch (oberirdisch) sein. Sie können aus jedem Teil der Pflanze wachsen, mit Ausnahme der Wurzel. Sie wachsen normalerweise aus den Intermodalen, Stammknoten und Blättern.

Diese Wurzeln können je nach Art dick, fein oder modifiziert sein. Adventivwurzeln entstehen unter Stressbedingungen, wie Staunässe nach Hochwasser.

Blattstecklinge und Aststecklinge bei Pflanzen wie der Rose können zur Entwicklung von Adventivwurzeln führen. Sie entwickeln sich auch bei Pflanzenschäden. Sie können die Überlebenschancen einer Pflanze erhöhen, da sich die Pflanze mit Hilfe von Adventivwurzeln ausbreitet.

kriechende Wurzeln

Kriechwurzeln sind die Arten von Wurzeln, die nicht tief in den Boden eindringen. Sie sind flach und breiten sich horizontal von der Basis der Pflanze aus. Viele Bäume haben kriechende Wurzeln.

Knollenwurzeln

Wurzelknollen sind sehr dicke Wurzeln. Sie speichern erhebliche Mengen an Nahrung, um die gesamte Pflanze zu ernähren. Sie sind ein fleischiges, vergrößertes und modifiziertes Speicherorgan. Sie werden vom Stamm modifiziert.

Die Knollenwurzelvermehrung erfolgt durch Kronenteilung, wobei jede Kronenteilung mehrere Knospen und genügend Stauraum hat, um eine neue Pflanze zu bilden.

Wasserwurzeln

Wasserwurzeln sind die Arten von Wurzeln, die Pflanzen im Wasser entwickeln. Sie sind dünner und zerbrechlicher. Sie haben die Fähigkeit, Sauerstoff aus der Atmosphäre diffundieren zu lassen, der dann von den Wurzeln für den Stoffwechsel und das Wachstum verwendet wird. Sie unterscheiden sich morphologisch von Bodenwurzeln.

parasitäre Wurzeln

Parasitäre Wurzeln sind Arten von Wurzeln, die sich an die andere Pflanze anheften und ihre Nährstoffe saugen. Sie bieten der Wirtspflanze keinen Nutzen. Stattdessen richten sie schwere Schäden an, daher der Name parasitäre Wurzeln.

Pfahlwurzelsysteme vs. faserige Systeme

Bei einigen Pflanzen ist die Primärwurzel hoch entwickelt, wodurch ein sogenanntes Pfahlwurzelsystem entsteht. Die Pfahlwurzel kann die Form einer fleischigen Wurzel oder einer sehr langen Pfahlwurzel haben. Fleischige Pfahlwurzeln, wie die von Karotten und Radieschen , speichern Nahrung und Wasser.

Pflanzen mit gut ausgebildeten Sekundärwurzeln haben ein sogenanntes diffuses oder faseriges Wurzelsystem. Obwohl die faserigen Wurzeln kurz sind, breiten sie sich über eine große Fläche aus. Das Wasser, das durch die Bodenoberfläche fließt, wird von ihnen leicht aufgenommen.

Die dicken Wurzelmassen sind sehr wirksam bei der Verhinderung der Bodenerosion. Wenn Sie verschiedene Unkrautarten im Garten oder Obstgarten ausreißen, werden Sie feststellen, welches der beiden Wurzelsysteme bei den Unkräutern häufiger vorkommt.

In einigen Fällen, wie Maniok und Süßkartoffel, werden die größeren Sekundärwurzeln durch die gelagerte Nahrung vergrößert. Nahrung, hauptsächlich Stärke, wird in den großen Parenchymzellen der Rinde und des Gefäßzylinders abgelagert.

Einige Medikamente aus Wurzeln

Wie wir bereits erwähnt haben, sind die Wurzeln eine Quelle einiger sehr wichtiger Medikamente. Wir haben die prominentesten für Sie aufgelistet.

Kurkuma

Kurkumawurzel ist in der Lage, alles von Magenschmerzen bis Arthritis, Gallenblasen- und Lebererkrankungen, Menstruationsbeschwerden, Infektionen und Kopfschmerzen zu behandeln.

Kurkuma wird hauptsächlich als Gewürz verwendet, aber die medizinische Verwendung der Kurkumawurzel ist einfach phänomenal.

Ingwer

Ingwer ist wirksam bei Durchfall, Übelkeit und Magenverstimmung. Es kann auch verwendet werden, um Erkältungen, Staus, Grippe und Kopfschmerzen zu lindern.

Lakritze

Süßholz wird seit langem zur Behandlung von Magengeschwüren, Bronchitis und Halsschmerzen eingesetzt. Laut einigen Studien kann Süßholz auch bei der Behandlung von Hepatitis C nützlich sein.

Ashwaganda

Diese medizinische Wurzel kann zur Behandlung von Arthritis, Lebererkrankungen und Fibromyalgie verwendet werden.

Baldrian

Baldrian wird zur Behandlung von Schlafstörungen eingesetzt. Viele Menschen, die damit kämpfen, die Gewohnheit der Einnahme von Schlaftabletten aufzugeben, haben von Baldrian profitiert.

Einige Studien deuten darauf hin, dass dieses Kraut chronische Schlaflose leichter und schneller einschlafen lässt.

Einige interessante Fakten über Wurzeln

Einige lustige Fakten über Wurzeln, die unten aufgeführt sind, sind erstaunliche Fakten, von denen Sie vielleicht noch nie zuvor gehört haben:

1. Bei den meisten Pflanzen ist das Wachstum unter der Erde (in Form von Wurzeln) so groß wie das Wachstum über der Erde.
2. Pflanzen, die auf trockenem Land wachsen, haben 90 % ihrer Wurzeln in den obersten 10 cm des Bodens. Die restlichen 10 % der Wurzeln wachsen bis zu 2 Meter tief, um tiefes Wasser zu erreichen und zu überleben.
3. Unter idealen Bedingungen können Wurzeln bis zu einem Zentimeter pro Tag wachsen.
4. Erde, deren Stärke weniger als 3 Megapascal beträgt, ist für das Wurzelwachstum geeignet.
5. Das Wurzelwachstum ist zufällig, aber sie wachsen schneller und verzweigen sich stärker in Gebieten, in denen die Bodenbedingungen günstig sind.
6. Das Wurzelwachstum erfolgt nicht zum Wasser oder zum Dünger. Stattdessen wachsen sie um diese Bereiche herum, da sie das Wachstum fördern.
7. Die meiste Aufnahme von Wasser und Dünger durch die Wurzeln findet wenige Millimeter über der Wuchsspitze statt.
8. Alte Wurzeln dienen als Kanal für die Übertragung von Wasser und Nährstoffen zu anderen Teilen der Pflanze.
9. In Gebieten, in denen Krankheiten die Wurzelspitze befallen oder das Wachstum eingeschränkt ist, ist die Wasser- und Nährstoffaufnahme eingeschränkt.

Bibliographie und Referenzen

• [PDF] Biology, Identification, and Control of Root-Knot Nematodes, AL Taylor, JN Sasser – University of North Carolina, 1983 – pdf.usaid.gov

• [BUCH] Pflanzenbiologie, PH Raven, RF Evert, SE Eichhorn – 1992 – books.google.com

• [PDF] Pflanzen und Vegetation, W. Haber – Wheelwright und Nadkarni (Herausgeber), 2014 – digitalcommons.bowdoin.edu

• Die Wissenschaft der Pflanzen, R. Parker – 2000 – sidalc.net

• [BUCH] Pflanzenvermehrung: Prinzipien und Praktiken, HT Hartmann, DE Kester, AM Ambrose – 1980 – 181.176.223.4

• Sekundärstoffwechsel der Pflanzen, AÁ García, EPU Carril – Reduca (Biologie), 2011 – revistareduca.es