Wurzelstruktur: Aufbau, Wachstum und Gewebe

Wurzelspitze und Wurzelkappe

Wurzelkappe (Calyptra): Die Wurzelkappe schützt das Sprossmeristem der Wurzel, wenn die Wurzel in den Boden eindringt. Sie entsteht aus dem apikalen Meristem und stammt bei Monokotyledonen aus dem Calyptrogen, bei Dikotyledonen aus dem Calyptra-Dermatogen. Die Wurzelspitze scheidet Schleim aus, der den Ionenaustausch fördert und insbesondere die Bodenhaftung sowie die Aufnahme von Nährstoffen durch Chelatbildung unterstützt. Die Gravitropismus-Reaktion der Wurzel wird durch Calcium-Ionen (Ca²⁺) und das Hormon Indolessigsäure (IAA) gesteuert; Auxin hemmt dabei das Wachstum.

Seitenwurzeln und Adventivwurzeln

Seitenwurzeln: Sie entstehen im Perizykel in variablen Abständen. Ihre Bildung, Häufigkeit und Verteilung werden durch die Auxinbildung der Wurzel gesteuert, die endogen hemmend wirkt. Der Entstehungsort hängt von der Anordnung des Xylems ab:

• Diarch: zwei Xylemstränge, Anordnung zwischen Phloem und Xylem.
• Triarch: drei Xylemstränge, in entgegengesetzter Richtung zum Phloem.
• Polyarch: viele Xylemstränge, ebenfalls in entgegengesetzter Richtung zum Phloem.

Adventivwurzeln: Sie entstehen an Stellen, die keine embryonalen Wurzeln besitzen, also nicht aus der primären Wurzel. Ihr Ursprung liegt meist endogen in der Nähe vaskulärer Strukturen, etwa im Parenchym nahe dem interfaszikularen Kambium, in den Markstrahlen oder in Perizykel-Stammzellen. Bei Weiden (Salix) entstehen sie aus Blatt- oder Astzwischenräumen; manchmal auch exogen aus dem Rindengewebe. Bei Pteridophyten (Farnpflanzen) bilden Adventivwurzeln das gesamte Gefäßsystem.

Sekundäres Wachstum der Wurzel

Die Wurzeln von Gymnospermen und den meisten Dikotyledonen besitzen ein sekundäres Dickenwachstum. Es wird vom vaskulären Kambium und vom Korkkambium (Phellogen) gebildet, die zusammen das Periderm erzeugen.

Kambium: Das Kambium entsteht in Form von Bögen am Rand des Phloems aus undifferenzierten Procambium-Zellen zwischen Phloem und Xylem. Ein weiteres Kambium bildet sich aus dem Perizykel. Die Xylempole liegen dabei zentriert, und die Kambiumschicht umgibt den Zentralzylinder vollständig. Der Querschnitt kann oval, diarch, triarch oder polyarch sein. Das Kambium bildet sekundäres Phloem nach außen und sekundäres Xylem nach innen; breite Markstrahlen können dabei zwischen den Gefäßbündeln entstehen.

Sekundäres Xylem: Das sekundäre Xylem besteht aus Gefäßen unterschiedlicher Größe in ringförmiger Anordnung, enthält wenig Ballaststoffe und mehr Parenchymzellen. Das Holz des Spätholzes ist dichter und gleichmäßiger ausgebildet.

Periderm

Das Phellogen (Korkkambium) entsteht im äußeren Perizykel bzw. unter der Epidermis. Es bildet nach außen Kork und nach innen Phelloderm. Das Periderm ersetzt die Epidermis und schützt die Pflanze, indem es Rinde und Oberflächengewebe erhält. Dieser Vorgang tritt beispielsweise bei der Süßkartoffel (Ipomoea batatas) auf.

Anomales sekundäres Wachstum

Bei krautigen Dikotyledonen treten teils charakteristische Abweichungen vom normalen sekundären Wachstum auf, etwa bei Wurzeln von Karotten und Zuckerrüben. Dabei bilden sich neue Kambien aus dem Phloem-Parenchym, und es entstehen abwechselnd Xylem- und Parenchymringe. In der Speicherwurzel der Süßkartoffel (Ipomoea batatas) entstehen paratracheal innerhalb des Xylems zusätzliche Kambien rund um einzelne Gefäßgruppen aus Parenchymzellen. Diese Kambien produzieren überwiegend Parenchymzellen zur Speicherung von Stärke und Zucker (Saccharose) sowie einige Siebelemente. Sie bilden keine geschlossene Kruste und enthalten einfache, gegliederte Milchröhren.