植物の根とは？定義・構造・種類・働きをわかりやすく解説
植物の根とは何か、基本の定義から内部構造・種類・働きまで図解でわかりやすく解説。栄養吸収・貯蔵・支持や菌根の役割も詳述。
植物の根は、通常は土の中に埋まっている部分です。根は通常、常に土の下にありますが、時には地面の上に根があることもあります。これは気根と呼ばれています。
また、茎が土の下にあることもあります（ジャガイモなど）。根っこには葉がなく、中の茎とは別物です。
植物は特に3つの理由で根を必要としています。それは、根が土から水と栄養分、つまり一種の食物を摂取することです。彼らはまた、しばしばこの食べ物を保存します。そして、植物を地面に固定します。
しかし、ほとんどの植物の根は、彼らが真菌からの助けを持っていない限り、彼らの最高の状態で動作しません。根と菌類との間の共生は、菌根として知られています。
根の定義と役割
根（根系）は、植物体の地下部（または一部が地上に出る場合もある）で、水や無機養分の吸収、養分の貯蔵、植物体の固定（支持）を主な役割とします。外見は茎や葉と異なり、通常は葉緑体を持たないため、光合成は行いません（例として、細胞に葉緑素がないことが理由です）。
根の構造（外部と内部）
- 外部構造：根冠（根の先端を保護する組織）、生長区（分裂組織）、吸収区（根毛が多く水とイオンを取り込む）、移行区、皮層、表皮など。
- 根毛：表皮細胞から伸びる毛状突起で、表面積を増やして効率よく水と養分を吸収します。
- 内部構造：中心柱には導管（木部、xylem）と師部（phloem）があり、導管が地中から吸収した水・無機塩を地上部へ、師部が光合成産物を根へ運びます。
根の主な働き
- 水と養分の吸収：根毛と表面積の大きさ、浸透圧や根圧、そして蒸散による引き上げで水分が吸収されます。
- 植物の固定（支持）：根が土中に入り込むことで植物体を安定させ、倒伏や流出から守ります（例として、木の根が石を押し広げる力を持つこともあります）。
- 養分の貯蔵：でんぷんや糖、タンパク質を貯めることで、休眠期や萌芽時の栄養源になります（ニンジンやビートなどの貯蔵根、ただしジャガイモは茎が変形した塊茎である点に注意）。
根系の種類
ルートシステムには2種類あります。
- 直根系（taproot system） — 主根（胚軸から発達した根）が太く深く伸びるタイプ。例：ニンジン、カブ、マメ科の多くの植物。
- ひげ根系（側根系・fibrous root system） — 多数の細い根が網目状に広がるタイプで、浅く広く土壌を覆います。例：イネ科の植物や多くの一年草。
根と微生物の共生・その他の相互作用
ほとんどの植物は単独では効率良く養分を得られないことが多く、根と微生物の共生が重要です。先に触れたように、根と菌類の共生は菌根（菌根）と呼ばれ、菌類が土壌中のリンや水分を効率よく根に供給し、植物は光合成産物を菌に与えます。
また、マメ科植物では根粒菌（Rhizobiumなど）と共生して大気の窒素を固定する根粒を作り、窒素栄養を得ることができます。
特殊な根の形態と機能
- 気根：空中で発達する根。気中の湿気を吸収したり、着生植物の支持に役立つ（最初の段落のように気根）。
- 支柱根（支え根）：高木が倒れないよう側面から出て支える根（例：バニヤン・フィグ）。
- 呼吸根（通気根）：湿地に生える植物が酸素を取り込むために地上に伸ばす根（紅樹林など）。
- 収縮根：球根や塊根を土中に引き下げる働きをする根。
- 寄生根（吸器）：寄生植物が宿主の組織に侵入して養分を吸収する特殊な根（例：ヤセウツボなど）。
根の成長と環境との関係
根は土壌の性質（水はけ、通気性、pH、塩分など）や温度、養分の分布に影響されて伸長方向や分岐様式を変えます。中には非常に深く伸びる種もあり、アメリカのアリゾナ州で発見されたある根は、地表から60m下にあったという報告もあります。これらは乾燥地帯で地下水を求める植物に見られます。
雑学：根の強さと色
根は機械的にも強く、成長過程で岩を押し広げたり、土を割る力を持つことがあります（前述のように石を破壊できる場合もあります）。また、通常根は光合成を行わないため緑色にならず、細胞に葉緑素が含まれないことが主な理由です。ただし、地上に露出する根や気根の一部は緑色を帯びることがあります（葉緑体を持つ例外的なケース）。
まとめ
根は植物にとって不可欠な器官であり、吸水・吸収・貯蔵・支持という基本機能に加え、微生物との共生やさまざまな形への適応を通じて幅広い環境で生育を可能にしています。根の構造や働きを理解することは、農業や園芸、森林保全、生態学の分野で重要です。
インドネシアの西バリ国立公園のマングローブ。気根に注目
コリアンダーの根
露出した根
ニュージーランド・オークランド、ウェリントン山、ポフツカワの若木の気根
根の成長
根は植物の一生を通じて成長します。彼らは、それぞれの根の先端に細胞を加えながら、先端から長く成長していきます。根は先端に細胞を加え、管状体の周りに細胞を加えることで太くなっていきます。
根の先端には、根頭と呼ばれる固くて死んだ細胞の小さなグループがあります。根頭は根の先端で最も丈夫な部分で、土の中を押して水分や養分を探し、植物を守るのが仕事です。
気根
根は通常地中にありますが、そうでない場合もあります。熱帯雨林では、空気が暖かく、湿度が高い（水分が多い）。熱帯雨林の植物の中には、木の上に生えているものもあります。彼らの根は空中に垂れ下がったり、木に生えている苔の中に入ったりしています。多くの空中の根は、霧、露、または湿った空気から直接水と栄養分の摂取を受けるために使用されています。
木の中には、地上にある根と地下にある根があるものがあります。マングローブの木には、空中に出てくる根があります。葉がそうであるように、マングローブは大気とガスを交換しています。これはマングローブ湿地帯の浸水した土壌の酸素不足に適応したものです。
ガジュマルの木は地下に根を張っていますが、枝から始まって地面に向かって伸びる根も持っています。これらの根は、土から水や養分を取り込むだけでなく、ガジュマルの長い枝を支えるのにも役立っています。ガジュマルの木の枝は、この余分なサポートのおかげで、本当に長く伸びることができるのです。マウイ島のラハイナにあるガジュマルの木は、1873年にウィリアム・オーウェン・スミスという人物によって植えられましたが、その枝はとても長く、一本の木が街の一区画を覆うほどです。
気根についての多くのことはまだ知られていません。
ルートシステム
根系には主に2つの種類があります：タップルート系と繊維状の根系です。穂根系は、植物の茎から太い主根が1本生えていて、そこから枝分かれした小さな副根がたくさん生えています。挿し根系は通常、幅よりも奥が深くなっています。私たちは、ニンジンやカブなどの根を食べることがよくあります。
繊維状の根系は、多方向にたくさんの根が生えています。主な根は一つではありません。繊維状の根系は通常、深さよりも幅が広い。
ルートポンピング
通常、通常の（空気を通さない）陸生の根では、養分は水と一緒に汲み上げられ、水は浸透圧によって根の中に汲み上げられていると考えられてきました。ジャイアントセコイアのような大木を対象とした最近の研究では、初期成長後、茎や葉の枝分かれした木質部の強力な毛細管現象に加えて、蒸散（葉からの水分蒸発）により、根からの水の汲み上げ力の多くが水理吸引によって受け取られていることが示されています。
質問と回答
Q: 植物の根とは何ですか?
A: 植物の根は、通常土の中に埋まっている部分です。
Q: 根は地上に出ることができますか?
A:はい、根は地上に出ることができ、これを気根と呼びます。
Q:植物はなぜ根を必要とするのですか?
A: 植物が根を必要とするのは、特に次の3つの理由からです: 1）土から水や栄養を取り込むため、2）食物を蓄えるため、3）植物を地面に固定するためです。
Q: 菌根とは何ですか?
A:菌根とは、根と菌類との共生のことで、ほとんどの植物の根がベストな状態で働けるようにするものです。
Q: 根には何種類あるのですか?
A:「タップルートシステム」と「ディフューズドルートシステム」の2種類です。
Q: 地面の奥まで届く根はありますか?
A:地中深くまで伸びるものもあり、アメリカ・アリゾナ州で発見された根は、地表から60mの深さにありました。
Q: なぜ根は緑色ではないのですか?
A: 根が緑色でないのは、細胞に葉緑素がないからです。
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