مقاله در مورد ریشه گیاه و ساختمان آن

بخشی از مقاله

نگاه کلی
ریشه اندامی از گیاه است که معمولا در خاک قرار دارد و موجب ثابت نگاه داشتن ساقه و اجزای آن می‌گردد. عمل مهم دیگر ریشه جذب آب و مواد غذایی اولیه نظیر آب و املاح مختلف از زمین بوده و همچنین ممکن است مواد غذایی مختلف درخود ذخیره کند. علاوه بر این اعمال اصلی ،

ریشه نظیر ساقه رشد می‌کند و محل عبور جریانهای شیره‌های غذایی است (شیره خام و شیره پرورده). با توجه به اعمال مشابه و غیرمشابهی که ریشه با ساقه دارد سبب می‌شود که در مواردی ساختمان متفاوتی نیز با آن داشته باشد.

اجزای مختلف ریشه
• کلاهک ریشه: قسمت کاملا انتهایی ریشه که کلاهک ریشه نامیده می‌شود. یاخته‌های کاملا راسی و خارجی کلاهک به تدریج و بطور دایم در اثر تماس با خاک و عوامل محیط زیست به صورت پوسته‌های نازکی می‌افتد و درعین حال بطور دائم نیز بوسیله یاخته‌های مریستمی راس ریشه ساخته شده به آن اضافه می‌شود.

• ناحیه نمو ریشه یا منطقه مریستمی: که در مقطع طولی آن را به نام مریستم نزدیک انتهایی ریشه‌ها می‌نامند. سلولهای حاصل از این منطقه ضمن تمایز یابی سلولهای مختلف ریشه را بوجود می‌آورند.
• منطقه طویل شدن: یاخته‌های حاصل از تقسیم یاخته‌های مریستم ریشه در این ناحیه طویل می‌شوند.
• منطقه تارهای کشنده: منطقه تارهای کشنده ، که بیشتر مواد غذایی از این منطقه جذب گیاه اولیه می‌شود. ضمنا یاخته‌های داخلی همین مطقه تغییر شکل و ساختمان داده و موجب تشکیل بافتهای مختلف در ریشه می‌گردد. لذا این منطقه را ناحیه تمایزیابی نیز می‌نامند.
ساختمان داخلی یک ریشه جوان از خارج به داخل در مقطع عرضی
اپیدرم یا بشره
اپیدرم یا بشره یک ردیف یاخته‌هایی است که از پروتودرم منشا می‌گیرد و تشکیل تارهای کشنده را نیز در بعضی از نقاط می‌دهد. در مواردی که محیط مرطوب باشد، تشکیل تار کشنده بیشتر و بهتر صورت می‌گیرد. تارهای کشنده یاخته‌های اپیدرمی هستند که در قسمتهای جانبی ریشه تشکیل می‌گردد. دیواره یاخته‌های تارهای کشنده نازک بوده و معمولا سلولز آن با مواد پکتیکی آغشته شده است. پروتوپلاسم یاخته‌های تار کشنده سرشار از آب بوده و دارای واکوئل بزرگ است. هسته معمولا در انتهای قسمت تار یا مویی یاخته می‌باشد.

کورتکس
داخلی‌ترین لایه کورتکس ، آندودرم نامیده می‌شود، که معمولا از مشخصات بارز ریشه‌ها است. آندودرم معمولا جدار نازک داشته به جز در قسمت دیواره‌های شعاعی و عرضی یاخته که ضخیم شده و از نوع کوتینی یا سوبرین درآمده و اصطلاحا نوار کاسپارین نامیده می‌شود که رشته یا نواری است که کوتین یا سوبرین که دور تا دور یاخته‌های آندودرمی را در جهت دیواره‌های شعاعی و عرضی یاخته فرا گرفته است.
دایره محیطیه
در مراحل اولیه از تکامل ریشه یک لایه مخصوص از یاخته‌های پارانشیمی از تغییر شکل لایه خارجی لایه زاینده استوانه مرکزی بوجود می‌آید. این لایه (دایره محیطیه) نسبتا به حالت غیر فعال مریستمی باقی می‌ماند. تا هنگام فعالیت ثانویه ریشه از آن پس ریشه‌های جانبی از این منطقه منشا می‌گیرند. یاخته‌های خارجی آن منتهی به تشکیل لایه زاینده آوندی می‌گردد و قسمتهای دیگر موجب تشکیل لایه زاینده چوب پنبه می‌شود.
استوانه مرکزی
این ناحیه از قسمتهای داخلی حاصل از پروکامبیوم تشکیل می‌شود. در این حالت هیچگونه پارانشیم داخلی و مغزی در ریشه گیاهان دولپه دیده نمی‌شود. فقط در مواردی م

مکن است در تک لپه‌ایها دیده شود (پارانشیم مغزی). بعضی اوقات مجموعه دایره محیطیه و استوانه آوندی را که مجموعا از پروکامبیوم منشا می‌گیرند، یک واحد به نام استل می‌نامند. در ریشه‌های اولیه معمولا حبابهای اولیه به صورت توده مرکزی که با چند بازوی منشعب دیده می‌شود، تشکیل و ظاهر می‌گردد که بین هر دو انشعاب آوند چوبی را یک دسته آوند آبکشی اشغال می‌کند. بین این دو دسته آوند (چوبی و آبکشی) یک یا چند لایه سلول به نام لایه زاینده چوب آبکشی تشکیل می‌گردد. در گیاهانی که ساختمان پسین ریشه دیده نمی‌شود. یاخته‌های باقی مانده بین چوب و آبکش به تدریج اسکلرانشیمی می‌گردد.

به هر حال در بسیاری از ریشه گیاهان دولپه ، پارانشیم مغزی دیده نمی‌شود. اما بیشتر تک لپه‌ایها و بعضی گیاهان علفی دولپه که دستجات آوند چوبی در مرکز به هم می‌رسند به صورت پارانشیمی باقی می‌ماند و یک مغز پارانشیمی کاذبی تشکیل می‌دهند که در واقع با پارانشیم مغزی که در ساقه‌ها دیده می‌شود، تفاوت کلی دارد. زیرا که پارانشیم مغزی در س

اقه از مریستم زمینه‌ای منشا می‌گیرد. حال آن که اگر پارانشیم مغزی در ریشه‌ای دیده شود، از پروکامبیوم آوندی منشا گرفته است. بطور کلی آوند چوبی اولیه‌ای که در ساقه دیده می‌شود در

ریشه‌ها نیز دیده می‌شود. با این تفاوت که آوندهای چوبی مارپیچی و حلقوی در ریشه‌ها نسبتا نادرند. در حالی که در ساقه بیشتر دیده می‌شوند. ولی آوندهای آبکش اولیه در ساقه و ریشه هر دو همانند و یکسان است و هر دو دارای جسمهای غربالی یاخته‌های همراه و پارانشیم می‌باشند.

منشا ریشه‌های جانبی
ریشه‌های جانبی و یا انشعابات ریشه بطور کلی در بازدانگان و نهاندانگان از یاخته‌های دایره محیطیه منشا می‌گیرند. غالبا انشعابات ریشه از نقطه مقابل دستجات آوند چوبی اولیه منشا

می‌گیرد. بنابراین می‌توان گفت که به ازای آوندهای چوبی اولیه انشعابات ریشه یا ریشه جانبی خواهیم داشت. مثلا در چغندر که دو دسته آوند چوبی دارد، دو ردیف عمومی انشعاب ریشه‌ای مشاهده می‌شود. سلولهای حاصل از فعالیت یاخته‌ای ، مولد ریشه فرعی که از پریسیکل منشا می‌گیرد، در بافت کورتکس نفوذ کرده تا به بشره می‌رسد. در ضمن عبور سرانجام کشیدگی ، پارگی بافتهای مسیر خود را که در اثر ریشه فرعی و فشار مکانیکی می‌باشد، می‌شود.
مورفولوژی ریشه
مورفولوژی یا ریخت شناسی یکی از شاخه‌های بیولوژی گیاهی است که به مطالعه ساختار بیرونی و ظاهری اندامها و اعضای گیاهان و نحوه نمو آنها می‌پردازد. مورفولوژی ریشه ، یعنی مطالعه ساختار بیرونی و ظاهری ریشه در گیاهان.

اطلاعات اولیه
ریشه عضوی از گیاه است که معمولا در داخل خاک قرار داشته، املاح محلول و آب را برای تغذیه گیاه از زمین جذب می‌کند. در تعریف ریشه و مقایسه با ساقه ، ریشه فاقد برگ است. فقدان برگ در ریشه البته ارزش اساسی نداشته و نبودن آن نمی‌تواند به ریشه اصالت عضو مستقلی ر ا بدهد. گر چه ریشه نهاندانگان بطور عادی فاقد برگ است، ولی با اثر دادن هورمونها و تغییر محیط کشت می‌تواند تحول یافته و برگدار شود.

ریشه اصلی در گیاهان دو لپه‌ای از رشد ریشه‌چه حاصل شده و بادوام است و تا آخر عمر گیاه باقی می‌ماند. در صورتی که در گیاهان تک لپه‌ای ریشه اصلی خیلی زود از بین رفته ، ریشه‌های نابجا جانشین آن می‌گردند. ساختمان گیاه متشکل از یک محور است با دو بخش یا دو سیستم ، سیستم Shoot که بخش هوایی محور گیاه را تشکیل می‌دهد. و سیستم Root که بخش زیرزمینی محور گیاه را تشکیل می دهد. Shoot متشکل از ساقه و برگ است.

Root یا ریشه به عنوان اندام جذب و تثبیت گیاه در خاک ، تخصص یافته است. علاوه بر

این ، ریشه‌ها در امر ذخیره و انتقال مواد هم مشارکت دارند. بخشی از مواد غذایی که در برگها ساخته می‌شود به ریشه انتقال یافته و در آنجا ذخیره می‌شود و در برخی گیاهان مثل هویج ریشه به عنوان اندام ذخیره تخصص یافته است. ریشه ، آب و کانیهای جذب شده را به بخشهای هوایی گیاه منتقل می‌کند و در گیاهان علفی و چوبی ، منبع هورمونهاست.
سیستمهای ریشه‌ای
سیستم ریشه‌ای راست
اولین ریشه که در جنین دانه ساخته می‌شود. ریشه‌چه ، رادیکال یا Rootlet گفته می‌شود. این ریشه ، ریشه اولیه یا اصلی در بازدانگان و اکثر دو لپه‌ایها می‌باشد. به این نوع ریشه که نسبت به ریشه‌های فرعی درشت‌تر است، سیستم ریشه راست یا Tap root گفته می‌شود. در این گیاهان ریشه اولیه در طول زندگی گیاه ، باقی می‌ماند و تولید ریشه‌های جانبی می‌کند. ریشه‌های درشت رشد ثانویه دارند و جذب مواد از خاک توسط ریشه‌های جوان صورت می‌گیرد. این ریشه‌ها تا عمق زیاد خاک ، نفوذ می‌کنند.
سیستم ریشه‌ای افشان
سیستم ریشه‌ای در گیاهان تک لپه‌ایها و نهانزادان آوندی از نوع نابجا Adventitious. Root می‌باشد. در این گیاهان ریشه اولیه مدت زمان کوتاهی فعالیت دارد، بلافاصله ریشه‌های نابجا از گرههای پایین ساقه ، تولید می‌شوند. این ریشه‌ها تقریبا یک سیستم یکنواخت ، تشکیل می‌دهند که این سیستم ، سیستم ریشه افشان fibrius root System می‌گویند. این ریشه‌ها رشد ثانویه ندارند و معمولا در لایه‌های سطحی زمین نفوذ می‌کنند. و تفاوتی از لحاظ ظاهری بین ریشه‌های اولیه و ثانویه وجود ندارد.

ریشه نابجا
اگر ریشه ظاهر شده در گیاه ، حاصل از رشد ریشه‌چه گیاهک نبوده ، یا روی اندامهای دیگر نظیر ساقه ، برگ ، لپه‌ها و حتی پوشش گل پیدا شود، آن را ریشه نابجا می‌گویند. ریشه‌های نابجا مانند ریشه‌های فرعی منشا درونی داشته ، یعنی از تقسیم سلولهای دایره محیطیه یا ریشه‌زا که در مقابل دسته‌های چوبی در استوانه مرکزی قرار دارند، حاصل می‌شوند. فقط در برخی از گیاهان مانند علف چشمه منشاء ریشه‌های نابجا ، خارجی است.
ریشه نابجا ممکن است، کار جذب مواد از زمین را به عهده نداشته باشد. مثلا سبب نگاهداری گیاه به درخت دیگر شده (مانند عشقه) و یا مانند برخی از جنسهای خرما به خار تبدیل شود. بدیهی است، گیاهانی که ریشه نابجا تولید می‌کنند به آسانی می‌توانند به قلمه زدن تکثیر پیدا کنند. عده کمتری از گیاهان استعداد تولید ریشه‌های نابجا را دارند، مثلا در مخروطیان ریشه نابجا بوجود می‌آید.
قسمتهای مختلف ریشه از لحاظ مورفولوژی
ریشه از لحاظ مورفولوژی در مقایسه با ساقه ، گره و میان گره ندارد و در نتیجه تولید برگ و جوانه نمی‌کند. در ریشه‌های جوان ، منطقه پر از تار دیده می‌شود که منطقه تارهای کشنده نامیده می‌شود، تارها تا نوک ریشه ، ادامه ندارند. انتهای بدون تار کشنده ریشه شامل منطقه نمو طولی ، منطقه تقسیم سلولی و منطقه کلاهک است.
کلاهک
رشد طولی ریشه مانند ساقه ، نزدیک به انتهاست. در حالیکه انتهای shoot توسط فلسهای جوانه و یا برگهای جوان ، محافظت می‌شوند، محاظت انتهای ریشه یک توده سلول پارانشیمی به نام کلاهک (root cap) انجام می‌شود. کلاهک محافظت مریستم انتهایی ریشه را بر عهده دارد. با رشد ریشه ، سلولهای پیکر کلاهک می‌ریزند و این سلولها تشکیل یک پوشش چسبنده در اطراف ریشه می‌دهند و به نفوذ ریشه در خاک کمک می‌کنند.

عمر سلولهای کلاهک کوتاه است (حدود 5 - 9 روز)، سلولهای پیر می‌ریزند و سلولهای جوان توسط مریستم انتهایی ریشه ساخته می‌شوند. سلولهای کلاهک معمولا نظم خاصی ندارند، ولی در برخی گیاهان ، سلولهای مرکزی یا میانی کلاهک ساختار منظم موسوم به Columena را تشکیل می‌دهد. سلولهای کلاهک ماده چسبنده و آبدار موسوم به موسیژل ترشح می‌کنند که احتمالا وظیفه دیکتیوزومهای دستگاه گلژی این سلولها است.

ماده از پلاسما لک خارج شده و یک محیط کشت خوبی برای باکتریهای خاک ایجاد می‌کند که با ریشه ارتباط دارند و در امر جذب مواد و املاح به ریشه کمک می‌کنند. کلاهک مرکز دریافت جاذبه زمین است. اگر کلاهک را حذف کنیم، رشد ریشه به طرف پایین نخواهد بود. در مورد کلاهک ، ساختارهای دریافت کننده اثر جاذبه، دانه‌های نشاسته هستند که به دلیل نقش آنها در دریافت جاذبه ، استاتولیت نام دارند. سلولهای حاوی دانه‌های نشاسته ، استاتوسیت نام دارند، که در قسمت مرکزی کلاهک قرار دارند.

منطقه تقسیم سلولی
این منطقه متشکل از پرومریستم و مریستم اولیه است. که در بالای کلاهک قرار دارد. در این منطقه سلولها ، تقسیم می‌شوند. مریستم انتهایی ریشه هم وظیفه تولید سلولهای کلاهک را دارد و هم سلولهای جدید را به پیکر گیاه اضافه می‌کند. مریستم انتهایی ریشه منطقه‌ای به نام منطقه آرام یا خاموش دارد. تعدادی از سلولها در قسمت مرکزی آن ، تقسیم میتوزی کمتری دارند و غیر فعال هستند، این منطقه را منطقه راکد یا quiescent center نام دارد. این سلولها به عنوان سلولهای ذخیره هستند.

منطقه نمو طولی
پس از منطقه تقسیم سلولی ، منطقه نمو طولی قرار دارد. در این منطقه ، سلولها سریعا رشد می‌کنند. طول آنها افزایش می‌یابد و گاهی ده برابر اولیه می‌شود. طول این منطقه در حدود 1 - 10 میلیمتر است. رشد طولی ریشه‌ها به علت رشد طولی سلولهای موجود در این منطقه است. به این منطقه ، منطقه تمایز هم گفته می‌شود.
منطقه بلوغ

بالای منطقه طولی ، منطقه بلوغ قرار دارد که به منطقه تارهای کشنده موسوم است. در این منطقه برخی از بافتها ، بالغ شده‌اند. از جمله اپیدرم یا بشره ریشه که تولید تارهای کشنده را کرده است.
منطقه بافتهای اولیه
بالای منطقه تارهای کشنده ، منطقه بافتهای اولیه است. که همه بافتها در این منطقه بالغ شده‌اند. ریشه‌های ثانویه فرعی در این منطقه از لایه ریشه‌زا ، تشکیل می‌شوند و در ریشه‌های دارای رشد ثانویه ، مریستمهای جانبی در بین بافتهای اولیه ، تشکیل می‌شوند.
ریشه‌ها ، متناسب با اعمال و کاری که انجام می‌دهند، ممکن است تغییراتی حاصل کنند که به برخی از آنها اشاره می‌کنیم.

ریشه غده‌ای
ریشه غده‌ای
در این ریشه‌ها ، ریشه اصلی و فرعی ، پس از آنکه رشد معمولی خود را تمام کردند. رشد راسی آنها متوقف شده ، در بافتهای آنها مواد ذخیره‌ای ، متراکم و انباشته می‌گردد. ریشه‌های غده‌ای از ساقه‌های غده‌ای مانند غده سیب زمینی ، به علت نداشتن جوانه به خوبی متمایز هستند. شکل کلی ریشه‌های غده‌ای تقریبا دوک مانند است، ولی ممکن است کروی یا تخم مرغی شکل نیز بشوند. بهترین نمونه مورد مثال در غده‌های ریشه‌ای ، غده کوکب است.
مورفولوژی غده کوکب
چون غده‌های کوکب از ریشه‌های نابجا بوجود می‌آیند، بنابراین غده‌ها به صورت دسته‌ای در بخش پایین پایه هوایی گیاه ، در خاک قرار می‌گیرند. هر کوکب دارای بخش فوقانی متورم و بخش پایینی نازک و باریک است. از لحاظ مواد ذخیره‌ای ، مواد اندوخته‌ای غده کوکب از جنس پلی ساکاریدی به نام اینولین است. این ماده در فصل تابستان در ریشه‌های فرعی کوکب متراکم شده ، سبب تورم و غده‌ای شدن آن می‌گردد. در اواخر پاییز و اوایل زمستان برگهای بخش فوقانی ساقه خشکیده ، از بین می‌روند.
ساقه در بن چسبیده به غده‌ها هستند، باقی مانده ، در بهار آینده از همین قسمتهای ساقه ، جوانه‌های نابجا آغاز به رشد کرده ، با صرف مواد اندوخته‌ای غده ، ساقه برگدار جدیدی و گیاه جدیدی را بوجود می‌آورند. وقتی ساقه‌های کوچک بخوبی رشد کردند و غده‌های مربوط به آنها ،

اندوخته‌های خود را از دست داده و تو خالی پلاسیده شدند. از بین می‌روند. از این پس ریشه‌های نابجای جدیدی در بن ساقه‌های تازه ، ظاهر شده ، در طول تابستان با اندوختن اینولین متورم و غده‌ای شده ، به نوبه خود در بهار دیگر ، رویش جوانه‌های تازه و تشکیل گیاه جدید را تضمین می‌کنند.

پیاز

ریشه‌های مرکب
مانند ریشه ثعلبها که غده‌ای ساده یا پنجه‌ای شکل هستند. هر غده در این ریشه‌ها از الحاق چندین ریشه فرعی بوجود می‌آید. چنانچه از این ریشه‌ها ، برش عرضی بگیریم، چندین استوانه آوندی پراکنده در یک پارانشیم عمومی دیده می‌شود.
ریشه‌هایی که وظیفه مکانیکی دارند
مانند ریشه‌های خار مانند بعضی از نخلها و یا ریشه‌های هوایی لور (Ficus bengalensis) و ریشه زانیشلیا (Zannichellia)، از این دسته به شمار می‌روند.
ریشه‌های مکنده
گیاهانی مانند سس ، دارواش (Viscum album) و گل جالیز دارای ریشه‌های مکنده‌ای هستند که وارد تنه گیاه میزبان می‌کنند و شیره غذایی آنها را جذب می‌کنند.

ریزوم
ریشه‌های برگی شکل
ریشه بعضی از ثعلبهای نواحی حاره که در سطح خاک یا در هوا قرار دارند مانند برگ یا ساقه‌های جوان دارای کلروپلاست فراوان بوده و عمل تثبیت کربن را انجام می‌دهند. به این ریشه‌ها ، ریشه‌های برگی گفته می‌شود، گیاه تراپاناتانس (Trape natans) که یک گیاه آبزی است، در محل بندها ساقه دارای ریشه‌های نابجای سبز رنگ با کلروفیل فراوان است. این ریشه‌های نابجای

ساقه وقتی بر اثر رشد ساقه در عمق بیشتر آب فرو می‌روند، به تدریج کلروپلاست خود را از دست داده رنگ تیره به خود می‌گیرند.