探索生命《生物學》135
Vienna Philharmonic - New Year Concert 2012.
1.
在自然界，大部分植物的根，會因為菌根mycorrhizae而增加吸收能力。菌根，是植物的根和某種真菌之間的連接線，這種連結關係是高度特化的，特定種類的植物，只能與特定種類的真菌互相連結。
2.
線狀真菌能夠穿透植物的根，大幅提高植物根部吸收水分和養分的表面積，特別是吸收磷酸鹽的能力。另一方面，真菌可從根細胞獲得有機養分。真菌和植物的關係是互利共生mutualistic
symbiosis。
3.
下圖左為尚未長出菌根前的植物的根，圖右為長出菌根後，菌根與植物的根交纏的狀態：
4.
原本人們認為菌根應該是很少見的，研究顯示，幾乎所有的維管束植物的根，都有菌根。有許多種植物，沒有菌根是無法生存的。
5.
舉例來說，洋松Douglas
fir，會與特定種類的可食性洋菇，形成菌根連線；少了該種類的洋菇，洋松都無法生存，而這就是北美地區人們過度摘採洋菇的後果。
6.
當植物生長的環境是在貧瘠的土壤，菌根能幫助植物吸收。哪些土壤是貧瘠的土壤？舉例來說，熱帶土壤的磷與土壤顆粒緊密黏接、讓植物很難吸收，酸性土壤裡面只有稀少的硝酸鹽，或是礦渣堆和垃圾掩埋場這種地方，都是貧瘠的土壤。
7.
化石研究顯示，原始植物的根，常有菌根。菌根在協助植物到陸地棲息，應該有舉足輕重的影響，因為遠古時代的陸地土壤條件非常糟。
雙子葉植物與單子葉植物的根結構類似 Root Structure Is Similiar in Dicots and Monocots
8.
年輕雙子葉植物切面顯示，雙子葉植物的根由數種不同組織組成。最外層是表皮epidermis，只有一個細胞厚度。與接觸空氣的莖的表皮不同之處是，根的表皮沒有蠟質外皮。
9.
根的表皮作用是吸收水分，然而，接觸空氣的莖的表皮，是要防止水分經由對外擴散而流失。在根末端生長點之後的根條區域，部分表皮細胞生長成髮狀根毛。
10.
表皮之下是皮層cortex，皮層是很厚的區塊，由薄壁組織組成，裡面有許許多多的細胞間隙，大量的澱粉粒儲存在皮層細胞。對年輕的根來說，皮層十分重要，並且皮層所佔的比例最大。
11.
但是當根部變老，皮層的比例便會下降，甚至消失，這種老年的根條的皮層與表皮可能會被外皮periderm所取代。
12.
皮層之下是內皮endodermis，內皮層只有一個細胞厚，內皮層細胞的特徵是防水帶，稱為卡氏帶Casparian
strip，卡氏帶環繞細胞上下左右壁面包一圈。成熟的內皮細胞壁，因為積聚很多木質素，而十分地厚。
13.
根部有分化得很好的內皮層，內皮層形成根部中心軸的外皮，根的中心軸含有維管束圓柱，稱為中柱stele。
14.
內皮層通常「只有一個細胞厚」，內皮層之內是周鞘pericycle，周鞘細胞的細胞壁十分薄。周鞘的細胞能分生，沿著中柱生產新細胞給新生長的根。
15.
雙子葉植物的根的中心軸「中柱」，由二種維管束組織組成：木質部xylem和韌皮部phloem。木質部細胞是厚細胞壁，木質部細胞在根條中心形成十字架或星狀集合體；韌皮部細胞束，位於木質部細胞群的星狀/十字架手臂之間。
16.
在中柱，木質部細胞群與韌皮部細胞群是交替出現的，而不是像表皮epidermis、皮層cortex、內皮endodermis、周鞘pericycle那樣細胞連續不斷形成環圈。
17.
大型單子葉植物的根，通常有一個薄壁組織區域，稱為髓部pith，髓部位於中柱的中心；所以單子葉植物的根，不像雙子葉植物，在中央形成十字形/星狀的木質部細胞群，但是，單子葉植物的根仍舊是木質部與韌皮部交錯。
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翻譯編寫 Carol H. McFadden and William T. Keeton 《Biology》；圖片來源／appliedturf.com、sci.waikato.ac.nz、Biologyjunction.com、Studyblue.com
