Wurzelwachstum und Anatomie
Das Wurzelwachstum beginnt mit der Keimung der Samen. Wenn der Pflanzenembryo aus dem Samen austritt, bildet die Keimwurzel des Embryos das Wurzelsystem. Die Wurzelspitze wird durch die Wurzelkappe geschützt, eine Struktur, die es nur bei Wurzeln gibt und die sich von allen anderen Pflanzenstrukturen unterscheidet. Die Wurzelkappe wird ständig ersetzt, da sie leicht beschädigt wird, wenn sich die Wurzel durch den Boden schiebt. Die Wurzelspitze kann in drei Zonen unterteilt werden: eine Zone der Zellteilung, eine Zone der Streckung und eine Zone der Reifung und Differenzierung (Abbildung). Die Zone der Zellteilung liegt der Wurzelspitze am nächsten; sie besteht aus den sich aktiv teilenden Zellen des Wurzelmeristems. Die Zone der Dehnung ist der Bereich, in dem die neu gebildeten Zellen in die Länge wachsen und so die Wurzel verlängern. Ab dem ersten Wurzelhaar befindet sich die Zone der Zellreifung, in der die Wurzelzellen beginnen, sich in spezielle Zelltypen zu differenzieren. Alle drei Zonen befinden sich im ersten Zentimeter der Wurzelspitze.
Die Wurzel hat eine äußere Schicht von Zellen, die Epidermis genannt wird und Bereiche von Grundgewebe und Gefäßgewebe umgibt. Die Epidermis bietet Schutz und hilft bei der Absorption. Wurzelhaare, die Verlängerungen der epidermalen Zellen der Wurzel sind, vergrößern die Oberfläche der Wurzel und tragen so wesentlich zur Aufnahme von Wasser und Mineralien bei.
Im Inneren der Wurzel bildet das Grundgewebe zwei Regionen: den Kortex und das Mark (Abbildung \(\PageIndex{3}\)). Im Vergleich zu Stämmen haben Wurzeln viel Kortex und wenig Mark. Beide Regionen enthalten Zellen, die photosynthetische Produkte speichern. Die Rinde befindet sich zwischen der Epidermis und dem Gefäßgewebe, während das Mark zwischen dem Gefäßgewebe und dem Zentrum der Wurzel liegt.
Das Gefäßgewebe in der Wurzel ist im inneren Teil der Wurzel angeordnet, der als Stele bezeichnet wird (Abbildung \(\PageIndex{4}\)). Eine Zellschicht, die als Endodermis bezeichnet wird, trennt die Stele vom Grundgewebe im äußeren Teil der Wurzel. Die Endodermis ist exklusiv für Wurzeln und dient als Kontrollpunkt für Materialien, die in das Gefäßsystem der Wurzel gelangen. An den Wänden der Endodermiszellen befindet sich eine wachsartige Substanz namens Suberin. Dieser wachsartige Bereich, der als Caspar’scher Streifen bekannt ist, zwingt Wasser und gelöste Stoffe, die Plasmamembranen der endodermalen Zellen zu durchqueren, anstatt zwischen die Zellen zu schlüpfen. Dadurch wird sichergestellt, dass nur Stoffe, die von der Wurzel benötigt werden, die Endodermis passieren, während toxische Substanzen und Krankheitserreger in der Regel ausgeschlossen werden. Die äußerste Zellschicht des Gefäßgewebes der Wurzel ist der Perizykel, ein Bereich, aus dem Seitenwurzeln entstehen können. Bei zweikeimblättrigen Wurzeln sind Xylem und Phloem des Stiels abwechselnd X-förmig angeordnet, während bei einkeimblättrigen Wurzeln das Gefäßgewebe ringförmig um das Mark angeordnet ist.
