Wortels, xyleem en floëem

Alle drie de werkzones van een groeiende worteltop passen in ruwweg de eerste centimeter.

Wat wortels doen

Wortels verankeren de plant, nemen water en mineralen op en slaan voedsel op dat door fotosynthese is gemaakt. De meeste zitten onder de grond, maar sommige planten laten ook wortels groeien uit de scheut boven de grond. Er zijn twee hoofdsoorten wortelstelsels. Tweezaadlobbigen hebben meestal een penwortel: één hoofdwortel groeit recht omlaag en kleinere zijwortels vertakken zich eraf. Daarom breekt een paardenbloem af als je eraan trekt, en kan hij terugkomen uit het stuk dat blijft zitten. Eenzaadlobbigen zoals gazongrassen, tarwe, rijst en maïs hebben een vezelig wortelstelsel, een dichte mat dunne wortels dicht onder het oppervlak die ook de grond vasthoudt.

De top van een groeiende wortel wordt beschermd door een wortelmuts, die voortdurend wordt afgesleten en vervangen terwijl de wortel door de grond duwt. Erachter komen drie zones: een delingszone, een strekkingszone waar de nieuwe cellen langer worden en de wortel vooruit duwen, en een rijpingszone waar cellen hun uiteindelijke taken krijgen. OpenStax merkt op dat alle drie in ongeveer de eerste centimeter passen. In de rijpingszone laten de epidermiscellen wortelharen groeien, dunne uitgroeisels die het oppervlak voor het opnemen van water en mineralen enorm vergroten.

Water dat een wortel binnenkomt, moet een controlepost passeren voordat het het xyleem bereikt. De endodermis is een ring cellen rond het centrale vaatweefsel, en zijn wanden dragen een wasachtige band die de band van Caspary heet. Water en opgeloste mineralen kunnen niet tussen deze cellen door glippen; ze moeten door de celmembranen, waardoor de wortel kan regelen wat er binnenkomt en veel giftige stoffen buiten kan houden.

Twee leidingen

Een plant heeft twee transportsystemen die naast elkaar lopen. Xyleem voert water en mineralen in één richting: van grond naar wortel naar blad en de lucht in, getrokken door transpiratie zoals het vorige hoofdstuk liet zien. Floëem voert suiker en kan beide kanten op stromen. Delen van de plant die suiker maken of afgeven heten bronnen, meestal volgroeide bladeren. Delen die het gebruiken of opslaan zijn putten: wortels, jonge scheuten, zich ontwikkelende zaden en vruchten, knollen. De bovenste bladeren sturen suiker omhoog naar de groeiende scheuttop, de onderste bladeren sturen het omlaag naar de wortels en de middelste bladeren sturen het beide kanten op.

Bladeren laden met energie sacharose in de zeefbuizen van het floëem. Floëemsap kan tot 30 procent suiker bevatten. Al die suiker trekt door osmose water aan uit het nabije xyleem, waardoor de druk stijgt, en de druk duwt het sap naar de putten, waar de suiker wordt gebruikt of opgeslagen en het water weer vertrekt. Levende begeleidende cellen naast elke zeefbuis leveren de energie die daarvoor nodig is.

Partners in de grond

Wortels werken zelden alleen. De meeste landplanten vormen mycorrhiza's, samenwerkingen met schimmels waarvan de dunne draden ver voorbij de wortels reiken en in kleine poriën in de grond. De plant krijgt vooral fosfaat en andere mineralen; de schimmel kan tot 20 procent van de koolstof die de plant vastlegt, opnemen. OpenStax zegt dat endomycorrhiza's voorkomen in de wortels van meer dan 80 procent van de landplanten. Vlinderbloemigen zoals erwten, bonen, pinda's en sojabonen hebben een tweede partner: bodembacteriën die rhizobia heten, die in wortelknolletjes leven en stikstofgas uit de lucht omzetten in ammoniak die de plant kan gebruiken. Biologische processen leveren 65 procent van de stikstof die in de landbouw wordt gebruikt.