植物的根及其共生關(guān)系
曉易郎
根:
根是植物長期演化過程中適應(yīng)陸生生活的產(chǎn)物,是種子植物和大多數(shù)蕨類植物特有的營養(yǎng)器官。除少數(shù)氣生根外,根一般生長在土壤中,它的頂端能無限向下生長,并能發(fā)生側(cè)向的支根(側(cè)根),以形成龐大的根系,有利于植物體的固著、吸收等作用,這也使植物體的地上部分能完善地生長,達(dá)到枝葉繁茂、花果累累。根系能控制泥沙的移動(dòng),因此,具有固定流沙、保護(hù)堤岸和防止水土流失的作用。根上不生長葉和花,它雖然和莖一樣有分枝,但分枝(側(cè)根)來源不同。藻類和苔蘚植物沒有根,蕨類植物中最原始的松葉蕨、梅西蕨和古代最早的陸生化石萊尼蕨也沒有真正的根,只在地下的根狀莖上有具吸收功能的假根;大多數(shù)現(xiàn)存的蕨類植物、裸子植物和被子植物才有真正根的結(jié)構(gòu)。
變態(tài)根:
樹也舍長出許多特別的變態(tài)根:在熱帶樹基處,表面根通常垂直向上延伸,形成木質(zhì)的、厚板一樣的三角形牢牢地支撐住樹干;露兜樹(露兜樹屬)以及某些紅樹林露在土壤上方的根向下扎進(jìn)土壤,形成支柱或腳柱;榕樹(榕屬)出現(xiàn)類似的氣生根,它們不全是深入土壤,而是有的懸掛在樹枝下面作為呼吸空氣的根;有些樹種地面下的樹根也有呼吸功能,例如濕地柏。
根系:
根系的兩大主要功能就是吸收和固定。
植物生長最初時(shí)根系結(jié)構(gòu)很簡單,徑直向土壤中生長(向地性),但很快從無數(shù)的側(cè)根變成分枝,這些分枝出現(xiàn)在母根組織中的深處,恰好在頂點(diǎn)的后面。很快也在頂點(diǎn)后面,大多數(shù)根長出微細(xì)的小根毛,也就是根吸收水分的主要部位。
我們不僅僅把樹的根系當(dāng)做一個(gè)整體來考慮,而是要考慮它的一般特征——深度以及在土壤中伸展擴(kuò)散的程度,不同的樹種特征差異很大。例如,許多針葉樹種的根相對(duì)比較淺,因此很容易被狂風(fēng)暴雨連根拔起,然而我們要知道被撥起的只是它們?nèi)扛档囊恍〔糠郑麄€(gè)根系側(cè)面鋪展開來的部分要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于它們的樹冠。計(jì)算組成整個(gè)根系各種分枝根長度的總和可揭示樹的大體l特征。樹下面和樹周圍所擁有的“空間”在某種意義上說就是被它的根系所“占據(jù)”的,而森林土壤中,根系之間的競爭也是激烈無情的。
共生關(guān)系:
毫乏疑問,樹的根系、周圍的土壤以及微觀菌群之間的關(guān)系是很復(fù)雜的,需要考慮到許多因素——物理的、化學(xué)的和生物的。然而人們已經(jīng)很清楚地認(rèn)識(shí)到樹根和土壤微生物之間的關(guān)系不僅復(fù)雜而且重要;從某種程度上說,對(duì)相鄰的樹也是如此。
人們對(duì)這些共生關(guān)系研究最清楚、了解最全面的是樹根和菌根之間的關(guān)系——土壤真菌在落葉層上、土壤和樹根之間扮演交互作用的角色。這種關(guān)系以菌絲套或菌絲的形式體現(xiàn),菌絲積聚起來形成菌絲體并包住許多幼嫩的小根,侵襲根的皮層系統(tǒng)的細(xì)胞間隙。小根受到真菌侵襲的刺激而分枝,變成珊瑚狀。蘇格蘭松和歐洲山毛櫸樹是最有名的例子.三是這種現(xiàn)象在樹根系中是非常普遍的。真菌和宿主樹似乎都從這種共生關(guān)系中獲益,后者通過增加的容量吸收菌根傳遞的一定量的營養(yǎng)物質(zhì)。