Morphologie der Wurzel (2)
Wurzelsysteme

Als Wurzelsystem wird die Gesamtheit der Wurzeln des Pflanzenkörpers bezeichnet. Bereits beim Embryo kann man grundlegende Unterschiede feststellen. Bei den Samenpflanzen (Spermatophyten) kann man im Gegensatz zu den Farnpflanzen eine entgegengesetzte räumliche Anordnung der Zellen erkennen, die sich später zu Sproß und Wurzel entwickeln (s. Abb. 2). Dem Sproßpol des Embryos steht diametral entgegen der Wurzelpol (Radikula). Man spricht von einem bipolaren Aufbau des Embryos. Weil die Wurzel aus den äußeren Zellen des Wurzelpols gebildet wird, spricht man von exogener Wurzelbildung.

Abb1: Wurzel vom roten Mangold

Bei Farnpflanzen (Pteridophyten) ist der Embryo unipolar aufgebaut, der Wurzelpol fehlt hier. Die Zellen, aus denen sich die Wurzel bildet (Wurzelprimordien), befinden sich innerhalb des Embryos (man spricht deshalb auch von endogener Anlage der Wurzeln) und damit bilden sich diese Wurzeln seitlich an der Sproßachse. Sie werden daher als sproßbürtig bezeichnet.

Bei den bipolaren Samenpflanzen bildet sich immer zuerst eine Primär- oder Hauptwurzel, die sich meist noch weiter verzweigen kann. Bei der Verzweigung bilden sich später auch Seitenwurzeln. Diese Art der Anordnung der Wurzeln (Radikation) wird Allorhizie genannt.
 

Abb2: Pflanzenembryonen im Längsschnitt (n. Weber, 1953)

Die unipolaren Farnpflanzen bilden von vornherein seitlich angeordnete sproßbürtige Wurzeln, was als Homorhizie bezeichnet wird. Da viele Samenpflanzen - vor allem einkeimblättrige - später ebenfalls solche Wurzelformen ausbilden, spricht man dort von sekundärer Homorhizie, bei Pteridophyten von primärer Homorhizie. Auch bei sekundär homorhizen Pflanzen bildet sich zuerst eine Primärwurzel, die aber schon früh abstirbt. In späteren Stadien sind dann nur noch die Seitenwurzeln vorzufinden.

Die Verzweigung der Wurzeln verläuft im Prinzip ähnlich wie bei der Sproßachse. In beiden Fällen unterscheidet man zunächst in gabeliger und seitlicher Verzweigung.

Abb. 3: gabelige Verzweigung

Die Gabelung oder Dichotomie entsteht dadurch, dass die Wurzelspitze sich aufteilt und dann zwei Wurzelvegetationspunkte in neue Richtungen weiter wachsen. Wie bei der Sproßachse gibt es auch bei der Wurzel zwei Formen der Dichotomie. Bei der Isotomie (Abb.3, 1) wachsen die neuen Wurzeläste gleich stark weiter, während bei der Anisotomie (Abb. 3, 2) immer einer der neuen Wurzeläste viel stärker als der andere wächst. Die Abbildung stellt diesen Umstand natürlich stark schematisiert dar. In der Natur findet sich nur selten eine so strenge Regelmäßigkeit im Wuchs. Die Dichotomie der Wurzel kommt wie auch die der Sproßachse im wesentlichen bei den Bärlappgewächsen vor. Bei den Samenpflanzen ist sie selten zu beobachten, z.B. bei einigen Orchideenarten.
 

Typisch für Samenpflanzen ist hingegen die seitliche Verzweigung. Der ursprüngliche Wurzelvegetationspunkt bleibt bestehen und wächst weiter. In einiger Entfernung von ihm werden in der Endodermis bzw. dem Perizykel neue Wurzelstränge mit eigenem Vegetationspunkt gebildet, die ihren Weg durch das Rindengewebe nach außen nehmen (Abb. 4). Die Verzweigungsmechanismen der Wurzel bilden die anatomische Grundlage für das Wurzelsystem.

Abb. 4: Anlagen der Seitenwurzeln

Das Wurzelsystem in seiner Gesamtheit kann viele unterschiedliche Formen annehmen. Ganz allgemein werden diese Formen in drei Hauptsysteme eingeteilt (Abb. 5):
 

1. Pfahlwurzler: Die stark ausgeprägte und dominierende Hauptwurzel dringt senkrecht in die Tiefe des Bodens vor und kann so auch an tieferliegendes Grundwasser heranreichen. Diese Form findet man nur unter den allorhizen Wurzeltypen. Pfahlwurzeln findet man vor allem in trockenen und durchlässigen Böden. Von diesem Wurzelsystem leiten sich auch die Rübenwurzeln (z.B. Zaunrübe, Alraune, Mohrrübe) ab. Unter den einheimischen Baumarten sind z.B. Eiche, Kiefer und Tanne durch ein solches Wurzelsystem gekennzeichnet.

2. Flachwurzler: Bei diesem Wurzelsystem ist die Primärwurzel kaum oder gar nicht entwickelt, die Seitenwurzeln sind hingegen stark ausgebildet. Diese Form ist typisch für homorhize Wurzeln. Vor allem in festen, dichten und undurchlässigen Böden finden sich Flachwurzler. Beispiele hierfür sind die Fichte, Kakteen und einkeimblättrige Pflanzen.

3. Herzwurzler: Viele kräftige Seitenwurzeln, die zum großen Teil an der Basis der Primärwurzel entspringen und ihrerseits stark weiter verzweigen, bilden das Herzwurzelsystem. Die Seitenwurzeln ist oft genauso stark ausgebildet wie die Primärwurzel. Beispiele hierfür sind Robinie, Buche, Birke oder Erle.

Die Ausbildung der Wurzelsysteme ist von vielen Faktoren abhängig, die einerseits durch die Pflanze selbst, andererseits durch äußere Bedingungen (Bodenverhältnisse, Wasser- und Nährstoffangebot, Klima usw.) bestimmt werden. Daraus ergibt sich eine faszinierende Vielgestaltigkeit, die im folgenden Teil behandelt wird.

Abb. 6: Wurzel vom Mangold
(normale Kulturform)

Alle Fotos und Abbildungen: Marco Kluge.