Sekundäres Dickenwachstum der Wurzel
Wie in der eudikotylen Wurzel ein ringförmiges Kambium entsteht, wo primäre und sekundäre Leitgewebe danach liegen und warum ein Periderm aus dem Perizykel die äußeren Gewebe abstößt.
Das Wichtigste in Kürze
- Das Wurzelkambium ist das ringförmige Bildungsgewebe, das zu Beginn des sekundären Dickenwachstums eudikotyler Wurzeln zwischen Xylem und Phloem entsteht.
- Es entsteht aus Prokambium innen an den Phloemsträngen und aus Perizykel über den Xylempolen, zuerst als gewelltes Band, dann als Ring.
- Das Kambium arbeitet bipolar: sekundäres Xylem nach innen, sekundäres Phloem nach außen. Primäres Xylem bleibt im Zentrum, primäres Phloem wird nach außen gedrängt.
- Sekundär verdickte Wurzeln haben einen zentralen Holzkörper ohne Mark mit weitlumigen Gefäßen in radialen Reihen. Holzfasern und Gefäße festigen, Holzparenchym speichert Assimilate.
- Das Phellogen der Wurzel entsteht in der Regel aus dem Perizykel. Rhizodermis, Rindenparenchym und Endodermis außerhalb des Korks sterben ab und werden abgestoßen.
Worum es geht
Auch Wurzeln eudikotyler Pflanzen können in die Dicke wachsen, ausgehend von einem anders gebauten primären Zustand als die Sprossachse. Viele Wurzeldrogen wie Süßholz- oder Eibischwurzel stammen aus solchen sekundär verdickten Organen. Wer ihren Querschnitt deuten will, muss wissen, wo die einzelnen Gewebe liegen und welche verschwunden sind.
Wurzelkambium
Die primäre Wurzel besitzt ein radiales Leitbündel. Das Xylem bildet einen Stern, die Phloemstränge liegen in den Buchten zwischen seinen Strahlen. Xylem und Phloem liegen also nebeneinander und nicht hintereinander wie im Spross. Bevor die Wurzel in die Dicke wachsen kann, muss deshalb erst ein durchgehendes Kambium zwischen beiden entstehen.
Das Wurzelkambium ist das ringförmige Bildungsgewebe sekundär verdickter Wurzeln. Es entsteht zu Beginn des sekundären Dickenwachstums zwischen Xylem und Phloem und bildet sekundäre Leitgewebe.
Vom gewellten Band zum Ring
Das Kambium entsteht in mehreren Schritten, weil es sich um den Xylemstern herumlegen muss.
- Start an den Phloemsträngen: Zellen des verbliebenen Prokambiums innen an den Phloemsträngen werden wieder teilungsaktiv. Sie liegen genau zwischen Xylem und Phloem.
- Schluss über den Xylempolen: Über den Spitzen des Xylemsterns teilen sich Zellen des Perizykels. Sie verbinden die Streifen zu einem gewellten Band.
- Auffüllen der Buchten: In den Buchten bildet das Kambium zuerst besonders viel Xylem. So wird es dort nach außen geschoben.
- Geschlossener Ring: Das Band ist nun kreisrund. Das Kambium arbeitet rundum gleichmäßig.
Bipolare Tätigkeit
Das Wurzelkambium arbeitet bipolar. Es gibt sekundäres Xylem nach innen und sekundäres Phloem nach außen ab. Das Kambium selbst bleibt als schmale Schicht erhalten. Auch die Leitgewebe, die es bildet, bleiben bestehen. In der verdickten Wurzel liegt das Kambium deshalb zwischen sekundärem Xylem und sekundärem Phloem.
Das primäre Xylem bleibt im Zentrum. Das sekundäre Xylem lagert sich ringsum an und umgibt den Xylemstern. Das primäre Phloem lag schon vorher außerhalb des Kambiums. Neues sekundäres Phloem schiebt sich von innen dagegen und drängt es nach außen. Primäres Phloem liegt daher außerhalb des sekundären Phloems und wird mit der Zeit zusammengedrückt.
Das Älteste liegt an den Rändern: ältestes Xylem ganz innen, ältestes Phloem ganz außen. Das Kambium als Jüngstes sitzt dazwischen.
Im schematischen Querschnitt erkennst du die Gewebe an ihrer Lage und ihrem Aussehen:
| Gewebe (von innen nach außen) | Herkunft | Erkennungsmerkmal |
|---|---|---|
| Primäres Xylem | Prokambium | kleiner Stern im Zentrum |
| Sekundäres Xylem | Kambium, nach innen | breiter Ring, weitlumige Gefäße in radialen Reihen |
| Kambium | Prokambium und Perizykel | schmale Zone flacher Zellen |
| Sekundäres Phloem | Kambium, nach außen | Ring direkt außen am Kambium |
| Primäres Phloem | Prokambium | zusammengedrückte Reste außen am sekundären Phloem |
| Periderm | Phellogen aus dem Perizykel | Korkmantel als äußerer Abschluss |
Die Reihenfolge primäres Xylem, sekundäres Xylem, Kambium, sekundäres Phloem, primäres Phloem, Periderm am Schema zuzuordnen, wird im Examen gerne gefragt. Achte darauf, dass die beiden primären Leitgewebe an entgegengesetzten Enden liegen: primäres Xylem im Zentrum, primäres Phloem außen.
Holzkörper der Wurzel
In der Sprossachse umschließt der Holzring ein Mark. Die Wurzel hat dagegen keines, denn ihr primäres Xylem füllt schon das Zentrum aus. Sekundär verdickte Wurzeln besitzen deshalb einen zentralen Holzkörper ohne Mark.
Seine Elemente teilen sich die Aufgaben. Die weitlumigen Gefäße leiten Wasser. Zusammen mit den Holzfasern festigen sie die Wurzel, die die Pflanze im Boden verankert. Das Holzparenchym speichert Assimilate.
Eine sekundär verdickte Wurzel erkennst du auch im unbeschrifteten Mikrofoto an wenigen Merkmalen:
- Holz reicht bis in die Mitte, ein Mark fehlt.
- Weitlumige Gefäße liegen in radialen Reihen, die sternförmig vom Zentrum auseinanderlaufen.
- Im Zentrum ist oft noch der kleine primäre Xylemstern erkennbar.
- Außen folgen Phloemring und Korkmantel statt Rhizodermis und breiter Rinde.
Periderm und Gewebeverlust
Die neuen Leitgewebe dehnen den Zentralzylinder stark aus. Die äußeren primären Gewebe wachsen nicht mit. Die Wurzel braucht daher ein neues Abschlussgewebe, ein Periderm aus Kork. Periderm kommt in Sprossachsen und Wurzeln vor. Vor dem sekundären Dickenwachstum fehlt es der Wurzel noch, dann schließt sie die Rhizodermis ab.
Das Bildungsgewebe des Periderms, das Phellogen, entsteht in der Wurzel in der Regel aus dem Perizykel. Der Perizykel liefert also das Phellogen, und erst dieses bildet das Periderm. Weil der Perizykel direkt unter der Endodermis liegt, entsteht der Korkmantel tief im Inneren der Wurzel.
Anders als in der Sprossachse, wo das Phellogen meist weit außen entsteht, bildet es sich in der Wurzel innen aus dem Perizykel. Die Endodermis liegt zwar direkt darüber, liefert aber kein Periderm, sondern wird abgestoßen.
Was verloren geht
Kork ist für Wasser und gelöste Stoffe undurchlässig. Alles, was außerhalb liegt, wird von der Versorgung abgeschnitten. Diese Gewebe sterben ab, reißen bei weiterem Dickenwachstum auf und werden abgestoßen. Welche das sind, wird im Examen gerne gefragt: Rhizodermis, Rindenparenchym und Endodermis, also alles außerhalb des Perizykels. In sekundär verdickten Wurzelteilen ist die Endodermis deshalb nicht mehr intakt. Das Abschlussgewebe ist jetzt der Kork und nicht mehr die Rhizodermis.
Innerhalb des Periderms bleibt alles erhalten: Kambium, sekundäres Xylem und Phloem sowie die Reste der primären Leitgewebe. So lässt sich im Schema leicht entscheiden, welche Gewebe beim Dickenwachstum verschwinden.
Quiz
Aussage 1
In der sekundär verdickten Wurzel liegt das primäre Phloem direkt am Kambium, innerhalb des sekundären Phloems.
Das sekundäre Phloem drängt das primäre Phloem nach außen. Primäres Phloem liegt daher außerhalb des sekundären Phloems.
Aussage 2
Das Phellogen sekundär verdickter Wurzeln entsteht in der Regel aus der Endodermis.
Es entsteht in der Regel aus dem Perizykel. Die Endodermis liegt außerhalb des Korks und wird abgestoßen.
Aussage 3
Bei länger andauerndem Dickenwachstum gehen in der eudikotylen Wurzel Rhizodermis, Rindenparenchym und Endodermis verloren.
Diese Gewebe liegen außerhalb des Periderms, werden von der Versorgung abgeschnitten, sterben ab und werden abgestoßen.
Aussage 4
Über den Polen des Xylemsterns geht das Wurzelkambium aus Zellen des Perizykels hervor.
Innen an den Phloemsträngen stammt das Kambium aus Prokambium, über den Xylempolen aus dem Perizykel.
Aussage 5
Das Wurzelkambium bildet sekundäres Xylem zum Zentrum hin und sekundäres Phloem zur Peripherie hin.
Das Kambium ist bipolar tätig: Xylem nach innen, Phloem nach außen.
Aussage 6
Der Holzring einer sekundär verdickten Wurzel umschließt wie in der Sprossachse ein zentrales Mark.
Die Wurzel hat einen zentralen Holzkörper ohne Mark, weil das primäre Xylem schon das Zentrum ausfüllt.
Aussage 7
Im Holzparenchym sekundär verdickter Wurzeln werden Assimilate gespeichert.
Das Holzparenchym dient der Speicherung, Gefäße und Holzfasern dienen Leitung und Festigung.
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