Rhizodermis, Wurzelhaare und Exodermis
Die Rhizodermis ist das kurzlebige, dünnwandige Abschlussgewebe der jungen Wurzel: Mit ihren Wurzelhaaren nimmt sie Wasser und Nährsalze auf, und nach ihrem Absterben übernimmt die Exodermis den Abschluss.
Das Wichtigste in Kürze
- Die Rhizodermis ist die meist einschichtige, äußerste Zellschicht und das primäre Abschlussgewebe der jungen Wurzel; sie entsteht unter der Kalyptra.
- Rhizodermis gibt es nur an primären Wurzeln; sekundäre Wurzeln und Rhizome sind nicht von ihr bedeckt.
- Funktionell ist die Rhizodermis ein Absorptionsgewebe für Wasser und gelöste Nährsalze, kein Verdunstungsschutz.
- Rhizodermiszellen haben in der Regel keine Cuticula, eine dünne, unverholzte Primärwand, einen Zellkern und leben nur wenige Tage; Spaltöffnungen fehlen.
- Wurzelhaare sind einzellige, unverzweigte Ausstülpungen von Trichoblasten, entstehen ohne Zellteilung, wachsen unipolar an der Spitze und werden bis zu 8 mm lang.
- Die Exodermis ist eine eigene Rindenschicht, kann schwach verkorkt sein und ersetzt die abgestorbene Rhizodermis.
Worum es geht
Die äußerste Zellschicht der jungen Wurzel schützt nicht vor Verdunstung wie die Epidermis, sondern lässt Wasser herein. Ihr Bau mit dünnen Wänden und Wurzelhaaren folgt ganz dieser Aufgabe. Für die Pharmazie ist das Grundwissen der Histologie, das man auch beim Deuten von Wurzel- und Rhizomdrogen braucht.
Lage und Funktion
Die Rhizodermis ist die äußerste Zellschicht der jungen Wurzel. Sie ist deren erstes, primäres Abschlussgewebe. In der Lage entspricht sie der Epidermis des Sprosses. Meist ist sie einschichtig.
Gebildet wird sie an der Wurzelspitze. Dort liegt das Apikalmeristem geschützt unter der Wurzelhaube, der Kalyptra. Die junge Rhizodermis entsteht deshalb zunächst unter der Kalyptra. Hinter der Streckungszone liegt sie frei. In der anschließenden Wurzelhaarzone, der Differenzierungszone, bildet sie die Wurzelhaare.
Eine Rhizodermis gibt es nur an Wurzeln im primären Zustand. Wächst eine Wurzel in die Dicke, übernimmt ein Periderm den Abschluss (siehe sekundäres Dickenwachstum der Wurzel). Auch Rhizome tragen keine Rhizodermis. Sie sind unterirdische Sprosse und deshalb von einer Epidermis oder später von Kork bedeckt (siehe Rhizome). Diese Zuordnung wird im Examen gerne gefragt: Die Rhizodermis gehört allein zur primären Wurzel, sekundäre Wurzeln und Rhizome besitzen keine.
Ein Abschlussgewebe, das aufnimmt
Anatomisch ist die Rhizodermis ein Abschlussgewebe. Funktionell ist sie ein Absorptionsgewebe.
Ein Gewebe, dessen Hauptaufgabe die Aufnahme von Stoffen aus der Umgebung ist. Bei der Wurzel ist das die Rhizodermis mit ihren Wurzelhaaren.
Die Rhizodermis nimmt vor allem Wasser und darin gelöste Nährsalze aus dem Boden auf. Damit verfolgt sie das Gegenteil der Sprossepidermis. Diese begrenzt die Verdunstung, die Rhizodermis soll Wasser gerade einlassen. Verdunstungsschutz ist im feuchten Boden kaum nötig. Auch die mechanische Sicherung der darunterliegenden Hypodermis ist nicht ihre Aufgabe.
Das Wasser gelangt über die Zellwände und durch die lebenden Zellen nach innen. Ausgedehnte Interzellularen braucht es dafür nicht, denn die Zellen schließen lückenlos aneinander. Wie Wasser und Ionen Membranen passieren, erklären die Seiten zu Osmose und Permeabilität und zum aktiven Transport.
Rhizodermiszellen
Der Bau der Rhizodermiszellen folgt direkt aus ihrer Aufgabe. Eine wasserdichte Schicht würde die Aufnahme verhindern. Deshalb besitzen die Zellen in der Regel keine Cuticula, allenfalls einen sehr zarten Überzug. Ihre Wände sind nicht cutinisiert.
Die Zellwand ist eine dünne Primärwand. Sie ist unverholzt und nicht verdickt, auch nicht an der Außenseite. Lignin oder dicke Wandschichten würden den Wasserstrom bremsen. Lebende Rhizodermiszellen besitzen einen Zellkern und sind stoffwechselaktiv, denn die Aufnahme von Ionen kostet Energie.
Diese Zellen sind kurzlebig: In der Regel leben sie nur wenige Tage. Die Wurzel wächst an der Spitze ständig weiter und bildet neue Rhizodermis nach. Weiter oben sterben die alten Zellen ab. Die aufnahmefähige Zone wandert so wie ein schmaler Gürtel mit der Wurzelspitze durch den Boden.
Im Querschnitt liegt unter der dünnwandigen Rhizodermis die Hypodermis, die äußerste Schicht der Rinde. Aus ihr wird später die Exodermis. Der Vergleich mit der Sprossepidermis zeigt, worin sich die beiden äußersten Schichten unterscheiden.
- Cuticula vorhanden
- Spaltöffnungen
- Außenwand oft verdickt
- lange lebensfähig
- Funktion: Verdunstungsschutz
- in der Regel keine Cuticula
- keine Spaltöffnungen
- dünne, unverholzte Primärwand
- nur wenige Tage lebensfähig
- Funktion: Absorption
Spaltöffnungen fehlen, weil im Boden kein Gasaustausch über Stomata nötig ist. Auch Durchlasszellen besitzt die Rhizodermis nicht. Diese gehören zur Endodermis tief in der Wurzelrinde.
Diese Merkmale solltest du sicher können: keine ausgeprägte Cuticula, dünne unverholzte Primärwand, Zellkern, Lebensdauer nur wenige Tage. Achte darauf, der Rhizodermis keine nach außen verdickten, lignifizierten Wände und keine Spaltöffnungen zuzuschreiben.
Wurzelhaare
Wurzelhaare sind schlauchförmige Ausstülpungen einzelner Rhizodermiszellen. Sie sind damit Trichome der primären Rhizodermis. In der Regel sind sie einzellig und unverzweigt. Sie kommen bei Eudikotylen ebenso vor wie bei Monokotylen (Liliopsida).
Nicht jede Rhizodermiszelle bildet ein Haar. Die Zellen, die dazu bestimmt sind, heißen Trichoblasten. Ein Trichoblast teilt sich dafür nicht, sondern wächst selbst aus. Die Bildung läuft in festen Schritten ab.
- Festlegung: In der Differenzierungszone, nach Ende der Streckung, wird eine Rhizodermiszelle zum Trichoblasten.
- Vorwölbung: Die Außenwand wölbt sich an einer Stelle nach außen. Eine Zellteilung findet nicht statt.
- Spitzenwachstum: Der Schlauch wächst unipolar nur an seiner Spitze, dort wird neues Wandmaterial eingebaut. Der Zellkern wandert nach.
- Fertiges Haar: Das Haar erreicht eine Länge von bis zu 8 mm und stirbt mit seiner Zelle nach kurzer Zeit ab.
Der Nutzen ist die Oberflächenvergrößerung. Unzählige Haare durchziehen die Bodenporen wie ein feiner Filz und erreichen Wasser zwischen den Bodenteilchen. Über ihre dünne Wand nehmen sie Wasser und gelöste Nährsalze auf. Anders als Drüsenhaare lagern sie keine Exkrete oder Sekrete ab. Sie sind reine Aufnahmeorgane.
Ein Wurzelhaar ist eine einzige Zelle. Es entsteht durch Auswachsen eines Trichoblasten der Rhizodermis, nie durch Zellteilung.
Exodermis
Stirbt die Rhizodermis nach wenigen Tagen ab, fehlt der Wurzel ihre äußere Hülle. Den Abschluss übernimmt dann die Exodermis. Sie ist die äußerste Schicht der Wurzelrinde, also die Hypodermis direkt unter der Rhizodermis. Ihre Zellwände können schwach verkorkt sein und dichten die Wurzel nach außen ab.
Die Rhizodermis wandelt sich nicht in die Exodermis um. Die Exodermis ist eine eigene, tiefer liegende Zellschicht, die nach dem Absterben der Rhizodermis deren Platz als Abschluss einnimmt.
Wurzelhaare bildet die Exodermis nicht, sie stammen allein aus Trichoblasten der Rhizodermis. Die Exodermis gehört zur Wurzel. Das primäre Abschlussgewebe der Sprossachse ist dagegen die Epidermis.
Quiz
Aussage 1
Rhizome sind als unterirdische Organe von einer Rhizodermis überzogen.
Rhizome sind Sprosse. Sie tragen eine Epidermis oder später Kork. Eine Rhizodermis kommt nur an Wurzeln im primären Zustand vor.
Aussage 2
Rhizodermiszellen bleiben über mehrere Vegetationsperioden hinweg lebensfähig.
Rhizodermiszellen sind kurzlebig und in der Regel nur wenige Tage lebensfähig.
Aussage 3
Lebende Rhizodermiszellen besitzen eine dünne, unverholzte Primärwand und einen Zellkern.
Die dünne, unverholzte Wand lässt Wasser durch; als lebende, stoffwechselaktive Zellen sind sie kernhaltig.
Aussage 4
Wurzelhaare wachsen unipolar an ihrer Spitze und können bis zu 8 mm lang werden.
Neues Wandmaterial wird nur an der Spitze eingebaut, der Kern wandert nach; die Haare erreichen bis zu 8 mm.
Aussage 5
Die Exodermis entsteht, indem sich die Rhizodermis in eine verkorkte Schicht umwandelt.
Die Exodermis ist eine eigene, darunterliegende Rindenschicht. Sie ersetzt die abgestorbene Rhizodermis und kann schwach verkorkt sein.
Aussage 6
Funktionell ist die Rhizodermis ein Absorptionsgewebe, das vor allem Wasser und darin gelöste Nährsalze aufnimmt.
Anatomisch ist sie ein Abschlussgewebe, ihre Hauptaufgabe ist aber die Aufnahme von Wasser und Nährsalzen.
Aussage 7
Ein Wurzelhaar entsteht, indem sich eine Rhizodermiszelle antiklin teilt.
Wurzelhaare entstehen ohne Zellteilung: Ein Trichoblast stülpt seine Außenwand aus und wächst zu einem einzelligen Schlauch aus.
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