Organy wegetatywne roślin to korzeń, łodyga i liść. Odpowiadają za utrzymanie życia, wzrost oraz odżywianie organizmu, podczas gdy organy generatywne uczestniczą przede wszystkim w rozmnażaniu płciowym. Ich budowa wiąże się z pełnioną funkcją: korzeń pobiera wodę i sole mineralne, łodyga podpiera roślinę i przewodzi substancje, a liść przeprowadza fotosyntezę, wymianę gazową oraz transpirację.
Korzeń – budowa i funkcje
Korzeń jest najczęściej podziemnym organem rośliny. Umocowuje ją w podłożu, pobiera wodę i sole mineralne, a u niektórych gatunków także magazynuje substancje zapasowe. Wyróżnia się system korzeniowy palowy, z wyraźnym korzeniem głównym, oraz system wiązkowy, złożony z licznych korzeni przybyszowych o podobnej wielkości.
Strefy korzenia
Wierzchołek korzenia jest chroniony przez czapeczkę korzeniową. Jej komórki wydzielają śluz, który zmniejsza tarcie podczas wrastania korzenia w glebę. Tuż za czapeczką znajduje się stożek wzrostu, gdzie zachodzą intensywne podziały komórkowe. Dalej wyróżnia się strefę wydłużeniową oraz strefę różnicowania, nazywaną także strefą włośnikową.
Włośniki są jednokomórkowymi uwypukleniami ryzodermy, czyli skórki korzenia. Zwiększają powierzchnię kontaktu korzenia z glebą, dzięki czemu ułatwiają pobieranie wody i jonów soli mineralnych.
Budowa pierwotna i wtórna korzenia
Budowa pierwotna powstaje w wyniku działania merystemów wierzchołkowych. Obejmuje ryzodermę, korę pierwotną oraz walec osiowy. W korze znajduje się śródskórnia, która kontroluje przepływ wody i soli mineralnych do wnętrza korzenia. W walcu osiowym występują naprzemiennie pasma drewna i łyka pierwotnego. Taki układ odróżnia korzeń od typowej łodygi.
Budowa wtórna pojawia się przede wszystkim w korzeniach roślin wieloletnich. Kambium, czyli merystem boczny, wytwarza drewno wtórne do wewnątrz oraz łyko wtórne na zewnątrz. W wyniku działania fellogenu powstaje korkowica, która zastępuje ryzodermę i zwiększa ochronę starszego korzenia. Przyrost wtórny prowadzi do zwiększania średnicy organu.
Najważniejsze funkcje korzenia można ująć następująco:
- Pobieranie wody i soli mineralnych dzięki ryzodermie oraz włośnikom.
- Umocowanie rośliny w podłożu i utrzymywanie jej części nadziemnych.
- Przewodzenie wody i soli mineralnych do łodygi.
- Magazynowanie substancji zapasowych w korzeniach spichrzowych.
Łodyga – oś pędu i układ tkanek przewodzących
Łodyga jest osią pędu. Podtrzymuje liście i inne części nadziemne, a także łączy korzeń z liśćmi w funkcjonalny układ transportowy. Miejsca, z których wyrastają liście i pąki, to węzły, natomiast odcinki między nimi nazywa się międzywęźlami.
W wiązkach przewodzących łodygi drewno transportuje wodę i sole mineralne głównie od korzenia ku górze. Łyko przewodzi substancje organiczne, przede wszystkim produkty fotosyntezy, z miejsc ich wytwarzania do miejsc zużycia lub magazynowania. Kierunek transportu w łyku zależy od układu źródeł i odbiorców asymilatów, dlatego nie musi być wyłącznie w górę lub w dół.
Budowa łodygi roślin jedno- i dwuliściennych
U typowych roślin jednoliściennych wiązki przewodzące są rozproszone w miękiszu łodygi i mają charakter zamknięty, czyli nie zawierają kambium między drewnem a łykiem. U typowych roślin dwuliściennych wiązki tworzą pierścień, a obecność kambium sprawia, że są otwarte. Umożliwia to powstawanie drewna i łyka wtórnego oraz przyrost łodygi na grubość.
| Cecha | Rośliny jednoliścienne | Rośliny dwuliścienne |
|---|---|---|
| System korzeniowy | Najczęściej wiązkowy | Najczęściej palowy |
| Nerwacja liści | Zwykle równoległa | Zwykle siatkowa |
| Wiązki przewodzące w łodydze | Rozproszone, najczęściej zamknięte | Ułożone w pierścieniu, najczęściej otwarte |
| Typowy przyrost wtórny | Zwykle nie występuje | Często występuje |
Przyrost wtórny jest typowy dla wielu roślin dwuliściennych i nagozalążkowych, ale nie stanowi bezwzględnej reguły dla wszystkich jednoliściennych. U niektórych, na przykład u palm, występują szczególne mechanizmy zwiększania średnicy łodygi, niezależne od typowego kambium wiązkowego.
Liść – organ fotosyntetyzujący
Typowy liść składa się z blaszki liściowej, ogonka oraz nasady. Płaska blaszka zwiększa powierzchnię pochłaniania światła i ułatwia wymianę gazową. Liść jest głównym miejscem fotosyntezy, ale uczestniczy także w transpiracji i wymianie gazowej.
Anatomia liścia
Zewnętrzną warstwę liścia tworzy epidermа, czyli skórka. Występują w niej aparaty szparkowe, które regulują wymianę dwutlenku węgla, tlenu i pary wodnej. Pod epidermą znajduje się miękisz asymilacyjny zawierający chloroplasty. U typowych liści roślin C3 rozróżnia się miękisz palisadowy, położony bliżej górnej epidermy, oraz miękisz gąbczasty, w którym znajdują się liczne przestwory międzykomórkowe.
Miękisz palisadowy zawiera dużo chloroplastów i intensywnie uczestniczy w fotosyntezie. Miękisz gąbczasty ułatwia rozprowadzanie gazów we wnętrzu liścia. Wiązki przewodzące w liściu tworzą nerwację, która doprowadza wodę i sole mineralne oraz odprowadza produkty fotosyntezy.
Typ fotosyntezy C3 i C4
U większości roślin C3 miękisz liścia jest wyraźnie zróżnicowany na palisadowy i gąbczasty. U roślin C4, takich jak kukurydza, charakterystyczna jest dobrze rozwinięta pochwa okołowiązkowa otaczająca wiązki przewodzące. Taki układ współdziała z odmiennym przebiegiem fotosyntezy i jest korzystny w warunkach wysokiej temperatury oraz silnego światła.
Liście roślin przystosowanych do różnych warunków wodnych mogą znacznie różnić się budową. Hydrofity mają często słabiej rozwinięty system korzeniowy i tkanki wzmacniające. Kserofity ograniczają utratę wody przez małą powierzchnię liści, grubą kutykulę, zagłębione aparaty szparkowe lub przekształcenie liści w ciernie. Sukulenty mogą magazynować wodę w liściach albo w łodygach.
Najważniejsze funkcje liścia obejmują:
- Fotosyntezę, czyli wytwarzanie związków organicznych przy udziale światła.
- Transpirację, czyli parowanie wody, głównie przez aparaty szparkowe.
- Wymianę gazową niezbędną do fotosyntezy i oddychania komórkowego.
- Przewodzenie wody, soli mineralnych i produktów fotosyntezy przez wiązki przewodzące.
Modyfikacje organów wegetatywnych
Organy wegetatywne mogą zmieniać budowę i funkcję w zależności od warunków życia rośliny. Modyfikacje umożliwiają magazynowanie substancji, przetrwanie niekorzystnego okresu, ochronę albo rozmnażanie wegetatywne. Przykłady przedstawia tabela:
| Organ | Typ modyfikacji | Funkcja |
|---|---|---|
| Łodyga | Bulwa, na przykład u ziemniaka | Magazynowanie skrobi i przetrwanie okresu spoczynku |
| Łodyga | Kłącze, na przykład u imbiru | Magazynowanie substancji zapasowych i rozmnażanie wegetatywne |
| Łodyga | Rozłóg, na przykład u truskawki | Rozprzestrzenianie się i tworzenie nowych osobników |
| Liść | Cierń, na przykład u kaktusa | Ochrona i ograniczenie utraty wody |
| Liść | Liść spichrzowy, na przykład w cebuli | Magazynowanie substancji zapasowych |
| Korzeń | Korzeń spichrzowy, na przykład u marchwi | Gromadzenie materiałów zapasowych |
Modyfikacji nie należy utożsamiać z organami generatywnymi. Bulwa, kłącze czy rozłóg nadal są przekształconymi organami wegetatywnymi. Mogą jednak uczestniczyć w rozmnażaniu wegetatywnym, podczas którego nowa roślina powstaje bez udziału gamet i zwykle zachowuje taki sam materiał genetyczny jak roślina macierzysta.
Korzeń, łodyga i liść tworzą funkcjonalną całość – korzeń pobiera zasoby z podłoża, łodyga rozprowadza je po organizmie, a liść wykorzystuje wodę i dwutlenek węgla do fotosyntezy. Różnice w ich budowie pozwalają rozpoznać przystosowanie rośliny do środowiska oraz odróżniać typowe cechy roślin jedno- i dwuliściennych.
