У вийшли па сушу рослин повинні були виробитися при-пристосувань, що дозволяють їм зберегти насиченість клітин по-дою, заповнити її втрату, викликану випаровуванням. Це було до-стігнуто різними шляхами. Такі рослини, як лишайники, з-зберігали здатність всмоктувати воду всією своєю поверхнею, а при нестачі вологи впадати в стан анабіозу. У вищих рослин в процесі еволюції виробилися спеціальні пристосування до поглинання води.
4. Коренева система як орган поглинання води
Основним джерелом вологи є вода, що знаходиться в поч-ве, і основним органом поглинання води - коренева система. Роль цього органу насамперед полягає в тому, що завдяки огром-ний поверхні забезпечується надходження води в рослину з мож-ли більшого обсягу грунту. Сформована коренева систе-ма являє собою складний орган з добре диференційованої зовнішньої і внутрішньої структурою.
Зростання кореня, його розгалуження тривають протягом усього життя рослинного організму, т. Е. Практично він не обмежений. Мері-стеми - освітні тканини - розташовані на верхівці каж-дого корп. Частка мерістематіческнх клітин порівняно велика (10% по масі проти 1% у стебла). Виявилося, що загальна поверхня коренів зазвичай перевищуючи-ет поверхню надземних органів в 140-150 разів. Підраховано, що число коренів у однорічних сіянців яблуні досягає 45 тис. Кор-невие системи навіть однорічних хлібних злаків проникають в грунт на глибину 1,5-2 м. При вирощуванні одиночного рослини жита було встановлено, що загальна довжина його коренів досягає 600 км, при цьому на них утворюються 15 млрд. кореневих волосків. Ці дані говорять про величезну потенційну здатність до зростання кореневих систем. Однак ця здатність не завжди проявляється. При зростанні рослин у фітоценозах, з досить великою густотою їх стояння, розміри кореневих систем помітно зменшуються.
Зростання коренів відрізняється великою швидкістю. Вважається, що одна рослина рису в сприятливих умовах може утворити до 5 км нових коренів на добу. За рахунок цього приросту кореневої системи в рослину може додатково надійти 1,5 л води. Тільки благо-даруючи такому інтенсивному росту кореневі системи рослини можуть використовувати бідно розсіяну в грунті воду. Важливе значення име-ет явище гідротропізма, при якому в міру зростання коренева сис-тема як би йде з більш спалених шарів грунту до більш вологим.
З фізіологічної точки зору коренева система неоднорідна. Далеко не вся поверхня кореня бере участь в поглинанні води. У кожному корені розрізняють кілька зон. Правда, не завжди все зони виражені однаково чітко. Закінчення кореня зовні захищене кореневих чехликом, що нагадує округлий ковпачок, що складається з живих тонкостінних довгастих клітин. Кореневої чохлик служить захистом для точки зростання. Клітини кореневого чохлика слущиваются, що зменшує тертя і сприяє проникненню корп в глиб грунту. Під кореневим чехликом розташована меристематичних зона. Меристема складається з численних дрібних, усі-повільно діляться щільно упакованих клітин, майже цілком заповнених протоплазми. Наступна зона - зона розтягування. Тут клітини збільшуються в обсязі (розтягуються). Одновремен-но в цій зоні з'являються диференційовані сітовідние трубки, потім слід зона кореневих волосків. При подальшому збільшенні віку клітин, а також відстані від кінчика кореня кореневі волоски зникають, починається кутілізація і обкоркування клітинних оболонок. Поглинання води відбувається головним чином кліть-ками зони розтягування і зони кореневих волосків.
Поверхня кореня в цій зоні покрита ризодерма. Це одношарова тканина з двома видами клітин, що формують і не формують кореневі волоски. В даний час показано, що клітини, що формують кореневі волоски, відрізняються особливим типом обміну речовин. У більшості рослин клітки ризодерма облада-ють тонкими стінками. Слідом за ризодерма до перициклу йдуть кліть-ки кори. Кора складається з декількох шарів паренхімних клітин. Важливою особливістю кори є розвиток системи великих межклетников. На кордоні кори і центрального циліндра розвиваю-ється один шар щільно прилягають один до одного клітин - ендодер-ма, для якої характерна наявність пасків Каспарі. Цитоплазма в клітинах ендодерми щільно прилягає до клітинних оболонок. У міру старіння вся внутрішня поверхня клітин ендодерми, за винятком пропускних клітин, покривається суберином. При даль-нейшем старінні зверху можуть накладатися ще шари. Як і види-мому, саме клітини ендодерми служать основним фізіологічним бар'єром для пересування як води, так і поживних речовин. У центральному циліндрі розташовані провідні тканини кореня. При розгляді структури кореня в поздовжньому напрямку важ-но зазначити, що початок зростання кореневих волосків, поява пояс-ков Каспарі в стінках ендодерми і диференціація судин ксиліт-ми відбуваються на одному і тому ж відстані від апікальної мери-стеми. Саме ця зона є основною зоною постачання рослин поживними речовинами. Зазвичай поглинає зона со-ставлять 5-10 см в довжину. Величина її залежить від швидкості росту кореня в цілому. Чим повільніше росте корінь, тим зона поглинання коротше.
Треба відзначити, що в цілому кореневі системи значно менш різноманітні в порівнянні з надземними органами, в зв'язку з тим що середовище їхнього життя більш однорідна. Добре показано вплив температури на формування кореневих систем. Як правило, оптимальна температура для росту кореневих систем трохи нижче в порівнянні з ростом надземних органів того ж рослини. Все ж сильне зниження температури помітно гальмує ріст коренів і сприяє утворенню товстих, м'ясистих, мало розгалужених кореневих систем.
Велике значення для формування кореневих систем має вологість грунту. Розподіл коренів по горизонтах грунту часто визначається розподілом води в грунті. Зазвичай в перший пери-од життя рослинного організму коренева система росте надзвичай-чайно інтенсивно і, як наслідок, швидше за досягає більш вологих шарів грунту. Деякі рослини розвивають поверхневу корені-ву систему. Розташовуючись близько до поверхні, сильно розгалужені коріння перехоплюють атмосферні опади. У посушливих районах часто глибоко і дрібно вкорінюються види рослин ростуть поруч. Перші забезпечують себе вологою за рахунок глибоких шарів грунту, вто-які за рахунок засвоєння опадів, що випадають.
Важливе значення для розвитку кореневих систем має аерація. Саме брак кисню є причиною поганого розвитку кореневих систем на заболочених грунтах. Рослини, пристосований-ні до зростання на погано аерованих грунтах, мають в коренях систему межклетников, які разом з межклетниками в стеблах і листках складають єдину вентиляційну систему. Велике значення мають умови харчування. Показано, що внесення фосфорних добрив сприяє поглибленню кореневих сис-тем, а внесення азотних добрив - їх посиленого розгалуження.