Korzenie powietrzne figowców z czasem przekształcają się w potężne korzenie podporowe. Korzenie powietrzne figowców z czasem przekształcają się w potężne korzenie podporowe. Shutterstock
Galerie

Podziemny mózg roślin

Rośliny często postrzegamy przez pryzmat ich nadziemnych części – pięknych kwiatów, okazałych koron i zdobnych liści – zapominając o tym, co dla ludzkich oczu często pozostaje ukryte.

W ciągu milionów lat ewolucji budowa korzeni uległa znacznym modyfikacjom, dzięki czemu mogły one lepiej dostosować się do środowiska. I tak u niektórych gatunków przekształciły się w magazyn substancji pokarmowych, m.in. skrobi, białek czy cukrów, przybierając formę bulw. Przykładem są bulwy manioku i ziemniaków, które dziś stanowią podstawę diety milionów ludzi na świecie. A fani potraw azjatyckich pewnie znają smak kłączy lotosu. Mają one w środku komory powietrzne, dzięki czemu plasterki wyglądają bardzo malowniczo.

Rośliny pnące, takie jak liany czy bluszcz, wykształciły korzenie ułatwiające im wspinanie się i oplatanie różnorakich podpór. Ich włośniki wydzielają substancje białkowe i cukrowe, które po zaschnięciu niczym klej przymocowują roślinę do podłoża. U roślin stref bagiennych i tropikalnych tworzących namorzyny korzenie oddechowe wyrastają pionowo do góry (na wysokość nawet 1,5 m) i dostarczają roślinie tlenu, którego ilość w bagnistym podłożu jest znacznie ograniczona. Z kolei u storczyków i figowców występują korzenie powietrzne, pozwalające na pobieranie wody z opadów i pary wodnej z powietrza. Często pokrywa je specjalna warstwa (welamen), która oprócz chłonięcia wody zapobiega też jej parowaniu w trakcie suszy. Korzenie storczyków wykazują także zdolność do przeprowadzania fotosyntezy (tzw. korzenie asymilacyjne).

Brodawka korzeniowa widziana w skaningowym mikroskopie elektronowym. Kolor niebieski – bakterie Rhizobium.IndigoBrodawka korzeniowa widziana w skaningowym mikroskopie elektronowym. Kolor niebieski – bakterie Rhizobium.

Daleko posuniętą modyfikację przeszły korzenie roślin pasożytniczych (np. jemioła, kanianka i łuskiewnik), które przekształciły się w tzw. ssawki (haustoria). Wrastają bezpośrednio do korzeni i pędów gospodarza, umożliwiając pobieranie substancji odżywczych z jego organizmu. Całkiem niedawno opisano także korzenie proteoidowe. Wytwarzane są one w odpowiedzi na niedobór azotu, fosforu i żelaza. Stwierdzono je m.in. u roślin z rodzin brzozowatych, rokitnikowatych i bobowatych. Dzięki nim powierzchnia chłonna korzenia wzrasta nawet 300 razy.

Wewnątrz korzenia lotosu widać owalne tunele (tzw. kanały powietrzne).ShutterstockWewnątrz korzenia lotosu widać owalne tunele (tzw. kanały powietrzne).

Są też korzenie, które dzięki zmianom długości umożliwiają zakotwiczenie pędu rozwijającego się pod powierzchnią gruntu na odpowiedniej wysokości. Z tego powodu nazywa się je korzeniami kurczliwymi. Dzięki nim kłącze szparagów zawsze znajduje się na tej samej głębokości w glebie. Nie ma znaczenia, czy wsadzimy roślinę za głęboko, czy za płytko – korzenie i tak umieszczą kłącze w odpowiednim miejscu.

Podziemna współpraca

Korzenie wydzielają do gleby szereg związków, z których korzysta otaczająca je społeczność mikroorganizmów. Relacje pomiędzy mikrobami a korzeniami potrafią być bardzo zażyłe. I tak rośliny motylkowe (m.in. groch, fasola czy bób) żyją w ścisłej symbiozie z bakteriami azotowymi z rodzaju Rhisobium. Mikroby te wytwarzają tzw. czynnik nod, pobudzający komórki korzeni do podziału i utworzenia brodawki, w której to bakterie rezydują.

Korzenie mogą też współpracować z grzybami. Mykoryza zaczęła się kształtować ok. 400 mln lat temu. W tej formie symbiozy żyje ok. 80% roślin lądowych. Zaopatrują one grzyby w związki organiczne, a te w zamian dostarczają im np. związków mineralnych, hormonów stymulujących wzrost roślin oraz substancji podobnych do antybiotyków, zwiększających odporność roślin na warunki stresowe, wirusy i nicienie. Drzewa rozpoznają korzenie osobników należących do tego samego gatunku i za pośrednictwem mykoryzowej sieci dzielą się z nimi substancjami odżywczymi. Takimi „przewodami” za pośrednictwem sygnałów chemicznych przekazywane są też informacje ostrzegające sąsiadów o pojawieniu się inwazyjnego patogenu czy o postępującej wycince.

Korzyści dla ludzi

Wyjątkową wartość korzeni doceniali już nasi przodkowie, upatrując w nich właściwości magicznych i leczniczych. Przykładem jest mandragora lekarska, której charakterystyczny korzeń (alrauna), przypominający wyglądem człowieka, miał w trakcie wyrywania wydawać krzyk zabijający każdego, kto go usłyszał. Dlatego często „zaszczyt” jego wydobycia z ziemi przypadał psom. Najpierw należało jednak miejsce wokół korzenia polać kobiecym moczem bądź krwią menstruacyjną. Według legend alrauna wzrastała pod szubienicą, karmiona przez resztki ciała wisielca. Czarownice miały traktować mandragorę jak magiczny atrybut, który poiły mlekiem i winem o ściśle określonych porach. Korzeń używany był też jako afrodyzjak, lek na niepłodność oraz środek wspomagający leczenie najcięższych ran. Współczesne badania wyjaśniły, że za magiczną moc mandragory odpowiadają w rzeczywistości alkaloidy tropanowe, związki o właściwościach narkotycznych, których przedawkowanie może nawet grozić śmiercią. Człowieka przypomina też kształtem korzeń żeń-szenia, czemu zresztą zawdzięcza swoją nazwę. W krajach azjatyckich znany jest już od 4 tys. lat, a w Chinach przywilej jego spożywania przynależał początkowo jedynie cesarzowi i jego rodzinie. Wierzono, że korzeń to remedium zesłane przez bogów, a za jego kradzież groziła kara śmierci. Teraz wiadomo, że korzeń żeń-szenia zwiększa odporność i koncentrację dzięki saponinom triterpenowym.

Figurka wykonana z korzenia mandragory.ShutterstockFigurka wykonana z korzenia mandragory.

Współcześnie korzenie są szeroko wykorzystywane przez człowieka nie tylko jako pożywienie, ale również jako surowce w różnych gałęziach przemysłu. Na przykład korzeń lukrecji stosuje się do produkcji słodyczy oraz wybranych gatunków piwa. Korzenie pandana służą do tworzenia plecionek o wyjątkowej trwałości, mniszka kok-sagiz stanowią źródło kauczuku, a sasafrasu lekarskiego – aromatycznego olejku eterycznego, stosowanego w produkcji kosmetyków. Zdolność do akumulacji substancji toksycznych przez korzenie wykorzystuje się w procesie fitoremediacji. W ten sposób można oczyścić glebę skażoną odpadami radioaktywnymi czy metalami ciężkimi. Korzenie gatunków takich jak trzcina pospolita i pałka szerokolistna pomagają w oczyszczaniu ścieków i przyspieszają rozkład zawartych w nich zanieczyszczeń.

Wzrost korzeni nie jest uzależniony od gleby, dlatego w ostatnich latach obserwuje się rozwój bezglebowej uprawy roślin – hydroponiki. Substancje odżywcze czerpane są z pożywki rozpuszczonej w wodzie. Zamiast wydatkować energię na rozbudowę systemu korzeniowego, roślina przeznacza ją na produkcję części jadalnych, takich jak owoce czy liście, dzięki czemu plony są o wiele większe. Na rynku dostępne są już odpowiednie donice i pożywki umożliwiające hydroponiczną uprawę roślin w domowym zaciszu. Firma Plant Advanced Technologies opracowała sposób „dojenia” roślin (ang. plant milking) uprawianych tą właśnie techniką. Rośliny karmione są pożywką, która stymuluje wzrost korzeni przy jednoczesnej redukcji wzrostu części nadziemnych. Następnie korzenie zanurza się w specjalnym rozpuszczalniku, by wydzielały zakumulowane związki bioaktywne na zewnątrz, do roztworu wodnego. Dzięki temu ich struktura pozostaje nienaruszona, a cenne substancje można pozyskać z nich jeszcze wiele razy. Właściciele chwalą się, że podczas takiego „udoju” zbieranych jest więcej substancji bioaktywnych w porównaniu do klasycznej techniki bazującej na uprawie roślin w glebie. W ten sposób udało się pozyskać cenne związki nawet z rzadkich i chronionych gatunków roślin, które mają właściwości przeciwzapalne, przeciwnowotworowe oraz chronią przed osteoporozą.

Nierozerwalna relacja łącząca nasze życie z korzeniami w ciekawy sposób przejawia się też w wyglądzie świątyni Angkor Wat (Kambodża). Tamtejsze mury koegzystują z przeplatającymi je potężnymi korzeniami drzew – figowców i bananowców.

Wyrastające nad ziemię korzenie oddechowe Sonneratia caseolaris, gatunku tworzącego namorzyny.ShutterstockWyrastające nad ziemię korzenie oddechowe Sonneratia caseolaris, gatunku tworzącego namorzyny.

Korzenie podporowe stabilizują rośliny w podmokłym podłożu.IndigoKorzenie podporowe stabilizują rośliny w podmokłym podłożu.

Hydroponika umożliwia nieinwazyjne pozyskiwanie cennych substancji z korzeni.IndigoHydroponika umożliwia nieinwazyjne pozyskiwanie cennych substancji z korzeni.

Ogród otaczający świątynię Wat Saket (Bangkok, Tajlandia). Nad złotą figurką Buddy widoczne są fantazyjne korzenie powietrzne pobliskiego drzewa.IndigoOgród otaczający świątynię Wat Saket (Bangkok, Tajlandia). Nad złotą figurką Buddy widoczne są fantazyjne korzenie powietrzne pobliskiego drzewa.

Wierzchołek korzenia widziany w mikroskopie fluorescencyjnym (zielone – jądra komórek, czerwone – ściana komórkowa).IndigoWierzchołek korzenia widziany w mikroskopie fluorescencyjnym (zielone – jądra komórek, czerwone – ściana komórkowa).

Na lokalnym targu w Hoi An (Wietnam) można znaleźć m.in. rzeźby wykonane z korzeni bambusa.ShutterstockNa lokalnym targu w Hoi An (Wietnam) można znaleźć m.in. rzeźby wykonane z korzeni bambusa.

Smok wyrzeźbiony z korzeni tradycyjną chińską techniką.ShutterstockSmok wyrzeźbiony z korzeni tradycyjną chińską techniką.

Przekrój przez korzeń powietrzny storczyka z rodzaju Dendrobium, widziany w skaningowym mikroskopie elektronowym.EAST NEWSPrzekrój przez korzeń powietrzny storczyka z rodzaju Dendrobium, widziany w skaningowym mikroskopie elektronowym.

Czerwone ­korzenie powietrzne palmy z ­rodziny Euterpe (Ekwador).IndigoCzerwone ­korzenie powietrzne palmy z ­rodziny Euterpe (Ekwador).

Ruiny ­świątyni Angkor Wat (Kambodża) przerastają potężne korzenie drzew.ShutterstockRuiny ­świątyni Angkor Wat (Kambodża) przerastają potężne korzenie drzew.

Wiedza i Życie 2/2021 (1034) z dnia 01.02.2021; Inne spojrzenie; s. 12
Reklama

Reklama

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną