Wurzel

Morphologie und Wachstum

Wurzeln wachsen nur an ihren Enden in die Länge. Die Wurzelspitze wird von einer fingerhutförmigen Wurzelkappe bedeckt, die die wachsende Spitze auf ihrem Weg durch den Boden schützt. Unmittelbar hinter der Wurzelkappe liegt das Apikalmeristem, ein Gewebe aus sich aktiv teilenden Zellen. Einige der vom apikalen Meristem produzierten Zellen werden der Wurzelkappe hinzugefügt, die meisten jedoch der Streckungsregion, die direkt über der meristematischen Region liegt. In der Streckungszone findet das Längenwachstum statt. Oberhalb dieser Streckungszone liegt die Reifungszone, in der die primären Gewebe der Wurzel reifen und den Prozess der Zelldifferenzierung abschließen, der eigentlich im oberen Teil der Meristemregion beginnt.

Die primären Gewebe der Wurzel sind, von außen nach innen, die Epidermis, der Kortex und der Gefäßzylinder. Die Epidermis besteht aus dünnwandigen Zellen und ist meist nur eine Zellschicht dick. Die Aufnahme von Wasser und gelösten Mineralien erfolgt durch die Epidermis, ein Prozess, der bei den meisten Landpflanzen durch das Vorhandensein von Wurzelhaaren – schlanke, röhrenförmige Erweiterungen der epidermalen Zellwand, die nur in der Reifungsregion zu finden sind – stark gefördert wird. Die Wasseraufnahme erfolgt hauptsächlich durch Osmose, weil (1) Wasser im Boden in höheren Konzentrationen vorhanden ist als in den Epidermiszellen (wo es Salze, Zucker und andere gelöste organische Produkte enthält) und (2) die Membran der Epidermiszellen für Wasser durchlässig ist, nicht aber für viele der in der inneren Flüssigkeit gelösten Stoffe. Diese Bedingungen schaffen ein osmotisches Gefälle, durch das Wasser in die Epidermiszellen fließt. Dieser Fluss übt eine Kraft aus, die als Wurzeldruck bezeichnet wird und dazu beiträgt, das Wasser durch die Wurzeln zu treiben. Der Wurzeldruck ist teilweise für das Aufsteigen des Wassers in den Pflanzen verantwortlich, kann aber nicht allein für den Wassertransport in die Wipfel hoher Bäume verantwortlich sein.

Die Rinde leitet Wasser und gelöste Mineralien durch die Wurzel von der Epidermis zum Gefäßzylinder, von wo aus sie zum Rest der Pflanze transportiert werden. Die Rinde speichert auch Nahrung, die von den Blättern durch das Gefäßgewebe nach unten transportiert wird. Die innerste Schicht der Rinde besteht in der Regel aus einer dicht gepackten Zellschicht, der so genannten Endodermis, die den Materialfluss zwischen der Rinde und den Gefäßgeweben reguliert.

Der Gefäßzylinder befindet sich im Inneren der Endodermis und ist vom Perizykel umgeben, einer Zellschicht, aus der sich die Verzweigungswurzeln bilden. Die leitenden Gewebe des Gefäßzylinders sind meist sternförmig angeordnet. Das Xylemgewebe, das Wasser und gelöste Mineralien transportiert, bildet den Kern des Sterns; das Phloemgewebe, das Nahrung transportiert, befindet sich in kleinen Gruppen zwischen den Spitzen des Sterns.

Die älteren Wurzeln verholzter Pflanzen bilden Sekundärgewebe, die zu einer Umfangsvermehrung führen. Diese Sekundärgewebe werden durch das Gefäßkambium und das Korkkambium gebildet. Ersteres entsteht aus meristematischen Zellen, die zwischen dem primären Xylem und Phloem liegen. Im Laufe seiner Entwicklung bildet das Gefäßkambium einen Ring um den primären Gefäßzylinder. Durch Zellteilungen im vaskulären Kambium entsteht sekundäres Xylem (Holz) im Inneren des Rings und sekundäres Phloem an der Außenseite. Das Wachstum dieser sekundären Gefäßgewebe drückt den Perizykel nach außen und spaltet die Rinde und die Epidermis. Der Perizykel wird zum Korkkambium und produziert Korkzellen (äußere Rinde), die den Kortex und die Epidermis ersetzen.

Die Herausgeber der Encyclopaedia Britannica