Biologia vegetale - struttura e funzioni della radice

Struttura delle radici

Per svolgere queste attività la radice assume una struttura peculiare:

• Per assorbire molta acqua e sali deve avere una grande superficie (tipo le foglie);
• Deve penetrare nel terreno con facilità.

In base a tali esigenze esistono 2 differenti tipi generali di radici:

1. Tipo 1: Quelle costituite da una radice principale con numerose radichette secondarie laterali;
2. Tipo 2: Quelle in cui vi sono numerose piccole radici che penetrano in modo capillare nel terreno.

Avremo quindi:

Nella maggior parte delle piante (Gimnosperme, Magnoliidi ed Eudicotiledoni) una radice che si forma già nell'embrione e cresce verso il basso creando radici laterali che aumentano la superficie assorbente. Questo apparato radicale si dice a FITTONE. Le radici laterali più giovani si trovano verso l'apice e le più vecchie verso il colletto.

Nelle monocotiledoni, si ha invece una radice primaria che degenera e dal fusto si originano delle radici avventizie. Non vi è quindi...

DISTENSIONE CELLULARE- ZONA DI DIFFERENZIAMENTO

Prima di entrare nel dettaglio delle 3 zone va specificato che a proteggere apicalmente la radice vi è la cuffia radicale o caliptra: un cappuccio di cellule parenchimatiche vive che favorisce l'integrità e la penetrazione della radice nel terreno e protegge l'apice.

Le cellule della cuffia sono ripiene di mucigel (sostanza mucillaginosa di origine esternopolisaccaridica secreta dal Golgi in parete e quindi della cellula) dell'apice.

Man mano che la radice si accresce nel terreno, le cellule della cuffia si sfaldano e liberano mucigel che favorisce la penetrazione radicale.

La cuffia è importante anche per il gravitropismo, ovvero regola la crescita della radice in risposta alla gravità.

Si pensa che gli amiloplasti di un gruppo di cellule centrali della cuffia (dette columella) svolgano funzionalmente tale ruolo.

Riassumendo possiamo dire che la cuffia ha 3 funzioni:

1. Proteggere apicalmente la radice
2. Favorire la penetrazione radicale
3. Regolare la crescita della radice in risposta alla gravità

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permette la spintadella radice nel sottosuolo.

ZONA DI DIFFERENZIAMENTO O MATURAZIONE CELLULARE

In questa zona le cellule si specializzano e modificano la lorostruttura a secondo del ruolo che dovranno svolgere.

Questa zona della radice presenta anche i peli radicalistrutture assorbenti che aumentano enormemente lasuperficie di scambio tra radice ed il terreno e sono capaci dipenetrare nei piccoli pori del suolo.

I peli radicali si originano dalle cellule (TRICOBLASTI) delrizoderma. Tuttavia va precisato che il rizoderma avvolge il corpoprimario della radice solo per un breve tratto retrostante la zonaapicale (in genere pochi cm.)

Con la sua continua crescita la radice sposta la zona assorbente inavanti nel terreno, in zone ancora non sfruttate. Il rizoderma vienequindi presto sostituito da un tessuto con funzione di protezione e nondi assorbimento detto ESODERMA.

dell’esoderma

Si ricorda che le cellule hannouna parete secondaria spessa e suberinificatapertanto non sono idonee ad

Assorbire l'apice

Osservando radicale in sezione longitudinale si può notare come allontanandosi dalla zona di divisione si evidenzino via via i tre meristemi primari.

Questi meristemi:

• Protoderma - Meristema fondamentale - Procambio

Dall'embrione derivano e sono i precursori dei tessuti primari in particolare nella radice primaria:

• Protoderma - tessuti esterni (rizoderma, esoderma)
• Meristema fondamentale - tessuti fondamentali (parenchima)
• Procambio - fasci conduttori

STRUTTURA PRIMARIA DELLA RADICE

La sezione trasversale della radice primaria si presenta costituita da 3 strutture:

1. Epidermide: è la zona più esterna della radice e nella porzione subito sotto la zona di distensione è costituito da uno strato di cellule rivestite da peli (rizoderma).
2. L'epidermide sopra questa zona è costituita da esoderma, tessuto composto da cellule parzialmente o totalmente suberinificate con ruolo di protezione.
3. La Corteccia: nelle radici primarie la corteccia occupa una grossa porzione.

La corteccia è costituita da cellule parenchimatiche con numerosi spazi intercellulari e ricche di amiloplasti, che svolgono la funzione di riserva. Le cellule sono interconnesse tra loro da plasmodesmi.

Oltre alla funzione di riserva, la corteccia svolge anche il ruolo di trasportare acqua e sali al cilindro centrale, dove si trovano i fasci vascolari. L'acqua e i sali possono raggiungere i vasi attraverso tre vie essenziali:

1. Apoplastica: il passaggio avviene attraverso le pareti delle cellule.
2. Simplastica: l'acqua e i sali passano da protoplasto a protoplasto attraverso i plasmodesmi.
3. Transcellulare: l'acqua e i sali passano da cellula a cellula attraversando il vacuolo.

Tutte e tre le vie sono egualmente percorribili nel primo tratto della corteccia, ma ad un certo punto in prossimità del cilindro centrale si trova una zona di cellule a stretto contatto tra loro. Questo strato è detto endoderma.

L'endoderma è uno strato monocellulare privo di spazi intercellulari (a differenza del resto della corteccia) le cui cellule delle pareti radiali...

E trasversali hanno pareti impregnate di suberina e a volte lignina e vanno a costituire una banda impermeabile detta banda del Caspary.

La banda del Caspary è impermeabile all'acqua ed ai sali, pertanto a questo livello la via APOPLASTICA è bloccata: acqua e sali devono passare attraverso le cellule attraverso i plasmodesmi (via Simplastica).

Mediante questo sistema la radice trasferisce nei tessuti vascolari solo i soluti che seleziona secondo le esigenze della pianta, quindi una sorta di filtro di entrata!

Ecco quindi cosa succede nella zona di assorbimento della radice. Allontanandosi dalla zona assorbente della radice viene meno la necessità di controllo del flusso di soluti da parte dell'endoderma.

Le cellule ispessiscono la parete anche nei punti di permeazione e sulla parete l'endoderma tangenziali esterne e diventa un tessuto con prevalenti funzioni meccaniche, ovvero conferire alla radice resistenza agli sforzi di trazione.

Il cilindro centrale è la porzione più interna della radice ed è composto da fasci vascolari primari (Xilema e Floema) e da uno o pochi strati di celle parenchimatiche. Questo strato di cellule è detto PERICICLO. Il Periciclo prende origine dal procambio come i tessuti vascolari ed ha diverse funzioni. Prima tra tutte è il responsabile delle radici secondarie: un gruppo di cellule del periciclo può infatti riprendere a moltiplicarsi sino a spuntare dalla corteccia all'esterno.

Sviluppo di radici laterali

Dentro al cilindro centrale si trovano i fasci conduttori ovvero xilema e floema. Lo xilema occupa la porzione centrale e tra le sue arcate si alterna il floema. Il cilindro centrale della radice è detto "actinostele" (da aktis, raggio). Xilema e floema sono separati e alternati alla periferia del cilindro centrale, a formare "arche legnose" "archele e

“I primi elementi xilematici che si differenziano dal procambio sono vasi con un lume minore e con pareti più elastiche e costituiscono il protoxilema. Quando la fase di distensione è terminata si originano gli elementi del metaxilema che hanno invece pareti rigide e lumi maggiori. Nella radice il protoxilema è arco ovvero è nella zona più esterna rispetto al metaxilema. Nel fusto è al contrario! Nelle Monocotiledoni le arcate xilematiche e floematiche sono frequentemente disposte alternate intorno ad una zona In Gimnosperme e Dicotiledoni manca il centrale detta midollo, costituita da cellule midollo e la parte centrale del cilindro é parenchimatiche con parete lignificata. occupata dal metaxilema delle varie arche, saldate fra loro al centro.

Radice di mais Radice di ranuncolo all’interno Il numero delle arche è variabile anche della stessa pianta: generalmente è basso (2-6) nelle Gimnosperme ed Eudicotiledoni

mentre è più elevato (10 o più) nelle Monocotiledoni.

Radice di Mais

CRESCITA SECONDARIA DELLE RADICI

Nelle Monocotiledoni ed in molte piante erbacee in genere, la radice non presenta modifiche rispetto alla sua struttura primaria. In molte Eudicotiledoni e nelle Gimnosperme la radice può subire un accrescimento secondario che modifica la sua anatomia e la sua funzione.