Titel: Aufbau und Funktion einer Wurzel

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Aufbau und Funktion einer Wurzel

Der Bau der Wurzel
- verzweigte Wurzelsysteme verankern die Pflanze im Boden und
verhindern so ein Umstürzen
- sie nimmt ständig Wasser und die darin gelösten Mineralsalze auf
- manchmal dienen die Wurzeln auch als Speicherungs- oder Überwinterungsorgan
- die Wurzelsysteme sind bei den einzelnen Pflanzen unterschiedlich entwickelt
- bei den Einkeimblättrigen stirbt die Keimwurzel bald ab, aus das Basis der Sprossachse entspringen zahlreiche sproßbürtige Wurzeln (Maispflanze)
- bei den Zweikeimblättrigen und den Nadelhölzern entwickelt sich die Keimwurzel zur Hauptwurzel
- die Hauptwurzel ist im allgemeinen stärker als die Seitenwurzeln
- die Hauptwurzel kann auch zu einer Pfahlwurzel auswachsen (Löwenzahl, Kiefer)
- es können sich auch gleich mehrere Hauptwurzeln bilden (Buche)
- es gibt, wie ei der Fichte, auch Flachwurzeln, die vorwiegend flach streichende Seitenwurzeln bildet
- durch wiederholte Verzweigung kommt ein Wurzelsystem von erstaunlicher Gesamtlänge zustande ( bis zu 80km, Roggenpflanze)

- der Wachstum der Wurzel ist auf die Spitzen beschränkt
- dort liegt ein zartes Bildungsgewebe, das durch fortlaufende Teilung ständig neue Zellen erzeugt
- man nennt dies den WURZELVEGETATIONSPUNKT
- dieser ist von einer Hülle, der WURZELHAUBE schützend umgeben
- die äußeren Zellen der Wurzelhaube lösen sich unter Verschleimung ihrer Zellwände ab und erleichtern so das Vordringen der Wurzel im Boden
- aus dem Bildungsgewebe im Innern der Wurzelhaube werden in gleichem Maße neue Zellen gebildet, so dass sie sich ständig regeneriert
- unmittelbar hinter der Wurzelspitze erfolgt das Streckungswachstum der Wurzelzellen
- diese STRECKUNGSZONE ist nur wenige mm lang und im wesentlichen das Längenwachstum der Wurzel
- oberhalb der Streckungszone wachsen zahlreiche Zellen der Wurzelhaut zu schlauchartigen, dünnen WURZELHAAREN von 0,1 bis 8mm Länge aus
- die Lebensdauer der Wurzelhaare beträgt nur wenige Tage, sie werden gleichermaßen hinter der Wurzelspitze neu gebildet
- daher sind sie nur in einem begrenzten Abschnitt der jungen Wurzel, der Wurzelhaarzone zu finden
- mit dem Vordringen der Wurzelspitze rückt somit auch diese Haarzone im Boden vor
- erst hinter der Wurzelhaarzone werden die Seitenwurzeln gebildet
- an der Oberfläche wird die junge Wurzel von der Wurzelepidermis überzogen, die man auch RHIZODERMIS nennt
- ihr fehlen im Gegensatz zu der Epidermis die Spaltöffnungen
- ihre Zellwand ist außen auch nicht von einer wasserdurchlässigen CUTICULA umgeben
- die den Rhizodermiszellen entspringenden Wurzelhaaren schmiegen sich den Bodenteilchen eng an und kommen so in Berührung mit dem überziehenden Wasserfilm
- das Innengewebe ist gegliedert in die WURZELRINDE und den ZENTRALZYLINDER
- die Wurzelrinde besteht aus dünnwandigen Zellen mit kleinen Interzellularen
- die innerste Zellschicht der Wurzelrinde, die ENDODERMIS ist deutlich abgesetzt und differenziert
- die Endodermis bildet eine klare Grenze zwischen der Wurzelrinde und dem Zentralzylinder
- bei den Einkeimblättrigen ist die Zellwand der Endodermiszellen in älteren Wurzelteilen, mit Ausnahme der nach außen liegenden Wand, verdickt
- Zellen, die vor den Gefäßsträngen der Leitbündel liegen bleiben als die sogenannten Durchlasszellen unverdickt
- bei den Zweikeimblättrigen bleibt die Wand der Endodermiszellen unverdickt
- dort ist in die vier Radialwände ein durchlaufendes Band aus einer wasserundurchlässigen, kutinartigen Substanz, der CASPARYSCHE Streifen eingebunden
- im Zentralzylinder sine die Leitungsbahnen zusammengefasst
- sie bestehen aus den wasserleitenden Gefäßsträngen und den Siebsträngen, die die organischen Stoffe weiterleiten

Die Aufnahme von Wasser und Ionen

- die Wurzel nimmt das Wasser und die darin enthaltenen Mineralsalze durch den Boden auf
- insbesondere muss das Wasser und die Ionen in den Zentralzylinder zum Weitertransport kommen
- eine Wasseraufnahme findet nur statt, wenn die Saugkraft der Wurzelzellen größer als die des Bodens sind
- in unmittelbarem Kontakt mit dem Wasser stehen die Rhizodermiszellen
- das Wasser wird zuerst in die Kapillarräume der Außenwände der Rhizodermis aufgenommen
- nun gibt es 2 Weg zum Zentralzylinder zu gelangen:
weiter auf kapillarem Weg durch das Zellwandsystem Wasser wird osmotisch in die Rhizodermiszellen aufgenommen
die wasserundurchlässigen Casparysche Streifen und die verdickten Zellwände sind eine Barriere die Saugkraft der Rindenzellen steigt von außen nach innen in der Rinde an, es besteht also ein radikaler Saugkraftanstieg
der weitere Weg ist nur durch die Protoplasten der Endodermiszellen möglich der Wassertransport erfolgt von Zelle zu Zelle, da diese durch Plasmabrücken alle in Verbindung sind
- beide Wege treffen also an der Endodermis zusammen
- das gesamte Wasser mit den gespeicherten Ionen muss nun durch die Protoplasten der Endodermiszellen hindurchkommen
- dies ist eine Art Kontrollstelle
- das radikal ansteigende osmotische Potential fällt an der Endodermis abrupt ab
- auf osmotische Weise kann somit das Wasser aus der Rinde nicht in den Zentralzylinder übertreten
- dabei spielt wahrscheinlich der in den Wasserleitungsbahnen herrschende Unterdruck eine Rolle
- das Wasser aber wird auch aktiv durch Energieverbrauch in die Wasserleitungsbahnen gepresst
- dies nennt man WURZELDRUCK
- er ist auch ei dem aufschneiden eines Sprosses zu beobachten, wenn an der Schnittfläche eine Flüssigkeit austritt
- setzt man auf den Stumpf ein mit Quecksilber gefülltes Manometerrohr, kann man diesen Wurzeldruck messen, der meist bis zu 100kPa beträgt
- der Wurzeldruck ist auch verantwortlich für die Blutung einer Pflanze

·Mineralsalze
- sie können nur in gelöstem Zustand aufgenommen werden
- deshalb ist es denkbar, dass sie mit dem Wasser durch Diffusion in die Wurzelzellen gelangen
- in erster Linie sind aber aktive Vorgänge anzunehmen
- darauf weisen mehrere Tatsachen hin:
1. die Zellen müssen ein größeres osmotisches Potential als das Bodenwasser
haben, damit das Wasser in die Zellen aufgenommen wird
Die mit dem Wasser aufgenommenen Ionen werden also gegen ein
Konzentrationsgefälle transportiert
2. Die Wurzel nimmt die Ionen aus der Bodenlösung nicht in äquivalenten
Mengen auf, sondern besitzt ein Selektionsvermögen für Ionen

- die Ionen diffundieren mit dem Wasser in den Kapillarräumen der Zellwände an die Protoplasten, sogar bis in diejenigen der Endodermiszellen
- durch das Plasmalemma erfolgt dann eine aktive Ionenaufnahme in das Innere der Zellen
- diese werden durch Trägermoleküle in die Membran, die Carrier, vermittelt



Quelle: Internet