Индийские ботаники впервые детально описали, как корень растения меняет свою анатомию и функции по мере старения. Они исследовали лиану Vincetoxicum capparidifolium, которая растет в горах Западные Гаты, и проследили, как корневая система проходит путь от молодого отростка, поглощающего воду, до зрелого проводящего канала, защищенного твердой оболочкой.
Команда из Колледжа искусств и науки Кунада в Коимбатуре (штат Тамилнад) изучила корень на пяти последовательных стадиях развития. Оказалось, что его структура меняется строго запрограммировано. Самые молодые корни покрыты клетками с корневыми волосками – они всасывают воду и питательные вещества из почвы. Внутренняя сосудистая система у них устроена наиболее просто.
По мере взросления, на второй и третьей стадиях, сосудистая система усложняется, а в клетках коры накапливается крахмал. На этом этапе корень начинает формировать боковые ответвления и эффективнее всего проводит воду относительно своей площади.
Наиболее серьезные изменения происходят на четвертой и пятой стадиях. Внешние всасывающие клетки отмирают, на их месте образуется плотная защитная ткань, похожая на кору. Под ней формируется сплошное кольцо из твердых каменистых клеток, которое придает корню механическую прочность. Одновременно внутри нарастает вторичная древесина, образуя сплошной цилиндр, чтобы транспортировать воду на большие расстояния.
Как показали замеры, площадь поперечного сечения водопроводящих сосудов от первой к пятой стадии увеличивается в 23 раза, хотя общий диаметр корня растет не так сильно. Это позволяет растению эффективно снабжать водой надземную часть.
Такое разделение функций – поглощение, накопление и транспортировка – помогает лиане выживать. Каждый год она заново отращивает надземную часть, используя запасы и мощную транспортную сеть многолетней корневой системы. Результаты, опубликованные в журнале Discover Plants, станут основой для изучения адаптационных механизмов других вьющихся растений.