-뿌리의 구조
무기이온이나 물이 어느 정도는 확산되거나 모세관현상에 의해 뿌리로 이동된다. 그러나 효과적인 방법으로 흡수하기 뒤하여 뿌리가 무기이온이나 물이 있는 곳을 향해 이동하여야 한다. 또 뿌리의 표면적을 증가시키기 위하여 원뿌리와 막뿌리는 곁뿌리를 더 많이 형성한다.
뿌리구조는 정단분열조직에서부터 형성된다. 정단분열조직은 세포분열을 하여 뿌리축과 뿌리골무를 생성한다. 뿌리골무는 조직을 보강하여 분열조직을 보호하는 역할을 한다. 뿌리골무가 흙 속을 뚫고 나가면서 뿌리세포들을 고통에서 벗어나게 해주기 때문에 뿌리골무는 끊임없이 만들어지며 재배열된다. 뿌리골무는 뿌리에서 분비되는 두꺼운 점액질층으로 덮여 있고 이 점앨질은 뿌리가 흙을 파고 들어가는 데 부드럽게 해준다. 또한 뿌리골무세포는 뿌리가 중력을 인지하여 일정한 방향으로 계속 자라게 한다. 뿌리를 형성하고 있는 세포 중에 신장대를 구성하고 있는 세포층은 세포가 신장하여 뿌리가 계속 흙을 뚫고 자랄 수 있게 한다. 이러한 뿌리의 신장으로 뿌리와 흙이 새로이 접할 수 있는 면적을 넓혀가며 오래된 뿌리는 새로 형성된 뿌리로 대체되어 오래된 뿌리는 죽거나 더 이상 기능을 하지 않게 된다. 뿌리의 신장대에서 물관부와 체관부가 발달하기 시작한다. 체관부는 세포분열을 계속하여 발달되고 식물이 생장하는데 필요한 당이나 아미노산을 이동시킬 수 있도록 하고 물관부는 발달하여 물을 흡수하여 이동시키는 기능을 하게 된다.
신장대 부근의 표피에서 뿌리털이 발달하기 시작한다. 뿌리털은 뿌리시스템의 표면적을 증가시키고 흙이 솟아올라 흙의 부피를 증가시킨다. 뿌리털은 매우 길어서 5mm까지 길어지기도 하여 뿌리털의 기원세포보다 50배 이상 길어질 수도 있다. 4개월 된 호밀의 뿌리시스템의 크기를 대량 측정해 보면 약 11,000km 정도 길게 자란 것을 볼수 있다. 이 뿌리의 길이에서 10,000km 는 뿌리털로 되어 있었다.
Dittmet는 약 13,815,672개의 뿌리 가지가 생겨 뿌리털을 형성했음을 확인하였다. 이처럼 뿌리털이
뿌리구조 형성에 기여하는 바는 매우 크다. 뿌리털은 흘 속에서 막대한 양의 물과 무기이온을 흡수한다.
뿌리털 세포는 큐티클이 없어 물이나 용액이 뿌리세포 내로 확산되는데 장벽이 없다. 뿌리털은 수명이 짧아
어림잡아 일주일 정도 살 수 있다. 이러한 뿌리털이 의미가 있는 것이 뿌리가 생장하면서 뿌리 주변의 물이나
무기이온은 다 흡수하여 토양의 영양분을 다 써버려 뿌리는 흙속의 다른새로운 곳을 찾아야 한다.
그렇기 때문에 식물이 살아 있는 한 뿌리는 계속 새로운 뿌리축과 뿌리털을 만들게 된다.
4개월 된 호밀을 보면 대략 1일에 5km씩 뿌리가 길어진다. 애기장대의 뿌리털 생장률은 채 2시간이 안 되어
뿌리털이 성숙하는 것을 볼 수 있다. 이와 같은 뿌리세포의 생장률은 모든 진핵세포 중에서 최고의 기록이다.
뿌리세포 생장률은 꽃가루관이 수정될 때 자라는 속도나 곰팡이의 균사가 자랄 때 속도와 거의 비슷하다.
이렇게 생장 속도가 빠른 것은 생장 구조가 매우 미세하게 조절되고 생장하는 데 필요한 재료가 매우
적게 요구되기 때문이다.
뿌리털이 말라죽기 시작하면 뿌리의 표피세포는 코르크화되기 시작한다. 이때 표피세포의 세포벽에 소수지질이
축적되기 때문이다. 코르크화된 뿌리는 더 이상의 물이나 영양분을 흡수할 수 없지만 곰팡이에 감염되거나
포식자에게 침입당하는 것을 막아준다. 이때부터 뿌리의 주요 기능은 뿌리 끝과 식물 전체에 전달자 역할을 하게 된다.
곰팡이의 균사는 새로 세포가 형성되면서 활발하게 자라게 된다.
뿌리가 시간이 흐름에 따라 어떤 뿌리는 생장을 멈춘다. 이러한 사실은 물관이 성숙함에 따라 정단 쪽으로
성숙해지고 뿌리골무는 코르크화되는 것으로 쉽게 확인할 수 있따. 1년생인 경우 식물의 생장기간이 짧기 때문에
그러한 불활성의 뿌리를 생성하지 않는다. 그러나 다년생 나무같은 것은 활성을 잃어 가는 뿌리가 계속 생기면서
새로운 뿌리가 자란다. 뿌리구조에 관해 우리가 알고 있는 대부분은 농작물에 기초를 두고 측정한 것이다.
예를 들어 대부분의 농작물은 각각의 뿌리가 1cm/day 속도로 길어지는 것을 볼 수 있다. 그러나 자연서식지에서
측정해보면 대부분의 뿌리가 최대 1 mm/ day 이하로 자라나는 속도가 느리다. 농작물이 빠르게 생장하는
1년생으로 뿌리는 몇 개월만 지탱할 수 있고, 반면에 자연서식지에서 자라는 식물은 1년생과 다년생이 섞여 있어
다년생 식물 뿌리는 아주 거친 뿌리를 형성하게 된다. 그래서 농작물에 근거한 뿌리 생장을 일반화하는 실험은 주의가 필요하다.
