Как растительные корешки пробиваются через твёрдую почву
Как растительные корешки пробиваются через твёрдую почву
6 февраля 2021
Проходить через твёрдую землю корням помогает особенный «проходческий щит», делающий их прочнее и гибче.
(Иллюстрация: ifong / Depositphotos)
Срез корней с мультислойной склеренхимой (MCS) и без неё. (Фото: Hannah Schneider / Penn State)
‹
›
Открыть в полном размере
Растениям тяжело расти на плотной почве: в верхних слоях не хватает воды и воздуха, а пробиться в нижние слои, где вода есть, корешки не могут. Но некие растения с данной неувязкой управляются – благодаря особенному строению корней.
Как понятно, растительные клеточки окружены клеточной стеной, один из основных компонент которой – это лигнин, непростой полимер, добавляющий клеточной стене прочности. Можно представить, что в корнях растений, которые отлично вырастают на твёрдой почве, содержится больше лигнина. Сотрудники Института штата Пенсильвания экспериментировали с несколькими сортами пшеницы и кукурузы: по геному видов было видно, у кого лигнина синтезируется больше, а у кого меньше. Растения выращивали на почвах разной плотности, в одном случае опыт ставили на природе, а в другом случае – в теплице.
Пшеница и кукуруза росли на плотных и рыхловатых почвах больше месяца, опосля чего же у их определяли длину корней и общую биомассу. Не считая того, строение корней изучали при помощи специальной лазерной томографии. Всё это сопоставляли с растительными генами. Оказалось, что у наиболее «пробивных» разновидностей пшеницы и кукурузы на корнях есть особенная структура – MCS, multiseriate cortical sclerenchyma, что можно перевести как «мультислойная кортикальная склеренхима».
Склеренхимой именуют механическую ткань, которая образована клеточками с весьма толстой одревесневшей оболочкой, причём живое содержимое клеток нередко отмирает. Она служит опорой растению, и отыскать её можно в стеблях, корнях, черешках листьев и т. д. То, что отыскали в корнях пшеницы и кукурузы – особенная разновидность склеренхимы, которая смотрится как плотно упакованные слои маленьких клеток, располагающиеся прямо под поверхностью корня. Частично это можно сопоставить с проходческим щитом, который употребляют для копания подземных тоннелей.
Одетые в MCS корешки вправду содержат больше лигнина, они прочнее и сразу эластичнее, чем корешки без MCS. Потому прорастают они поглубже, дотягиваясь до воды в наиболее глубочайших слоях земли, и поэтому растения с таковыми корнями лучше вырастают. В статье в PNAS
говорится, что кукурузные корешки с данной склеренхимой прорастают в плотную почву на 22% поглубже, а само растение увеличивает на 39% больше биомассы.
Способность сформировывать склеренхимный «проходческий щит» на собственных корнях есть лишь у 30–50% видов кукурузы, пшеницы и ячменя. Полностью может быть, что таковая способность есть не только лишь у злаков, да и у остальных культурных растений. И разумеется, что эту изюминка необходимо учесть, когда выбираешь, какой сорт посеять на той либо другой почве.
По материалам Phys.org
Источник: