34.7: Merystemy i wzrost roślin

Rośliny rosną przez całe życie; nazywa się to wzrostem nieokreślonym i odróżnia rośliny od większości zwierząt. Chociaż niektóre części roślin przestają rosnąć (np. liście i kwiaty), inne rosną w sposób ciągły — podobnie jak korzenie i łodygi.

Nieokreślony wzrost roślin jest możliwy dzięki merystemom, tkankom zawierającym niezróżnicowane komórki—zwanym komórkami merystematycznymi. Kiedy komórki merystematyczne dzielą się, niektóre komórki potomne pozostają w merystemie, zapewniając stały dopływ niezróżnicowanych komórek. Inne komórki potomne wydłużają się i ostatecznie różnicują w dojrzałą tkankę.

Istnieją dwa główne typy wzrostu roślin: wzrost pierwotny i wzrost wtórny. Wzrost pierwotny zwiększa długość korzeni i pędów—oraz wytwarza liście. Wtórny wzrost zwiększa grubość korzeni i pędów, ale rzadko opuszcza — w regionach, w których zakończył się wzrost pierwotny.

Większość roślin rośnie w dwóch typach merystemów. Pierwotny wzrost następuje w merystemach wierzchołkowych, zlokalizowanych na końcach korzeni i pędów. Wzrost wtórny występuje w merystemach bocznych, które biegną wzdłuż korzeni i pędów.

Wszystkie rośliny naczyniowe przechodzą proces pierwotnego wzrostu, który umożliwia korzeniom eksplorację gleby, a pędom dostęp do większej ilości światła. Pierwotny wzrost rozpoczyna się od podziału niezróżnicowanych komórek w merystemie wierzchołkowym. Komórki potomne opuszczające merystem częściowo różnicują się w pierwotne komórki merystematyczne. Pierwotne komórki merystematyczne dzielą się i wydłużają, w pełni różnicując się w dojrzałe tkanki i przy tym wydłużając korzenie i pędy.

Korzenie i pędy roślin drzewiastych, oprócz wzrostu pierwotnego, podlegają wzrostowi wtórnemu. Wzrost wtórny umożliwiają dwa boczne merystemy — kambium naczyniowe i kambium korkowe.

Kambium naczyniowe rozwija się w tkankę naczyniową—w tym ksylem wtórny (drewno) i łyko wtórne. Kambium korkowe zastępuje naskórek mocniejszą perydermą. Dodatek tych komórek zwiększa szerokość korzeni i pędów.

W przeciwieństwie do większości zwierząt, rośliny mogą rosnąć przez całe życie. Wzrost roślin jest ułatwiony przez merystemy, tkanki zawierające niezróżnicowane komórki, które mogą się wiecznie dzielić - podobnie jak zwierzęce komórki macierzyste.  

Wszystkie rośliny naczyniowe przechodzą pierwotny wzrost, który wydłuża korzenie i pędy. 

Pierwotny wzrost rozpoczyna się w merystemach wierzchołkowych, znajdujących się na końcach łodyg i korzeni. Tutaj dzielą się niezróżnicowane komórki. Niektóre komórki potomne pozostają w merystemie i ponownie się dzielą. Inne częściowo różnicują się w merystemy pierwotne.

Merystemy pierwotne - protoderma, merystem mielony i prokambium - różnicują się w odrębne tkanki pierwotne.

Protoderma staje się tkanką skórną, ochronnymi warstwami zewnętrznymi. Merystem naziemny przekształca się w tkankę mieloną, która stanowi większość ciała młodej rośliny. Prokambium tworzy tkankę naczyniową, w tym ksylem i łyko.

Oprócz wzrostu pierwotnego rośliny drzewiaste przechodzą również wzrost wtórny. Wtórny wzrost poszerza korzenie i łodygi, ale rzadko pozostawia liście.

Dwa boczne merystemy przyczyniają się do wtórnego wzrostu: kambium korkowe i kambium naczyniowe.

Kambium korkowe wytwarza korek na zewnątrz i phellodermę do wewnątrz, tworząc perydermę. 

Kambium naczyniowe znajduje się między pierwotnym ksylemem a pierwotnym łykiem. Tutaj wtórny wzrost wytwarza łyko wtórne na zewnątrz i wtórny ksylem, znany również jako drewno, do wewnątrz.

U wielu drzew aktywność ta wytwarza roczne słoje, które naukowcy mogą wykorzystać do badania klimatu.

Drewno uprawiane wiosną zawiera komórki o większych średnicach i cieńszych ściankach niż drewno wyprodukowane w późniejszej części sezonu wegetacyjnego. Rok wzrostu objawia się zatem jako wyraźny pierścień.

Ponieważ drzewa dobrze rosną w ciepłym środowisku z dużą ilością wody, grube słoje wskazują na ciepłe, mokre lata, a cienkie słoje wskazują na zimne lub suche lata.

Ogólnie rzecz biorąc, wzrost pierwotny pozwala roślinom przedłużać pędy w poszukiwaniu światła, a korzenie gromadzić wilgoć i składniki odżywcze. Tymczasem wzrost wtórny zapewnia wsparcie strukturalne, aby dostosować się do wydłużania się roślin drzewiastych.