שורש (בוטניקה)

שורש הוא איבר הקיים אצל צמחי זרע וחלק מהשרכים. השורש מתפתח לרוב מתחת לפני הקרקע ומשמש לעגינת הצמח בקרקע, וכן לספיגת מים וחומרים אי אורגניים. תפקידו של השורש בצמח לא מסתיים באספקת מזון מן הסביבה. בנוסף, השורש יכול לשמש לאגירת מזון, לאוורור, לרבייה אל-זוויגית, ובצמחים אפיפיטיים גם לתמיכה או לאחיזה. השורש נבדל מהגבעול ומשאר חלקי הצמח על ידי תכונות מבניות הייחודיות לו.

אפידרמיס

האֶפִידֶרְמִיס היא השכבה החיצונית ביותר של השורש. תפקידה הוא לספוג מים ומלחים מתוך הקרקע ולהגן על השורש הצעיר. תאי האפידרמיס של השורש הצעיר מצמיחים שערות יונקות, שהן תאים מיוחדים דמויי שערה המייעלים את תהליך ספיגת המים על ידי הגדלת שטח פני השורש.

מבנה השורש של הדו-פסיגיים

מבנה השורש של הדו-פסיגיים דומה באופן עקרוני לשורש של החד פסיגיים, אך גם שונה ממנו מעט. הסיבה העיקרית להבדלים השורש של הדו-פסיגיים לשורש של החד פסיגיים היא היכולת של השורש הדו־פסיגי לגדול לרוחב בתהליך של התעבות משנית.

האפידרמיס

האפידרמיס זהה במבנהו ובתפקידו בשורשים החד־פסיגיים והדו־פסיגיים כאחד. בדומה לקליפה, הוא נעלם כתוצאה מהתעבות משנית.

קליטת יסודות מינרליים

יסודות מינרליים נקלטים בצמח על יד מערכת השורשים כיונים המומסים בקרקע. שטח הפנים של מערכת השורשים קובע את קצב הקליטה של היסודות המינרליים. כאשר שטח הפנים גדול יותר כושר קליטת המינרלים יעיל יותר. על מנת לייעל את כושר הקליטה, הצמח מאריך ומסעף את שורשיו. אורכם של כל השורשים יחד, בצמחים מסוימים, עשוי להגיע למאות קילומטרים. כשיש לצמח קושי "למצוא" יסוד מינרלי הוא מרחיב את מערכת השורשים שלו וכך קל לו יותר לאתר את היסוד המינרלי הדרוש.
רק חלקו הצעיר של השורש קולט את המינרלים. את החלק הבוגר יותר מכסה שכבת שעם.

המעבר אל צינורות העצה

רוב היסודות המינרליים יכולים להיקלט בצמח רק כאשר הם מומסים בתוך תמיסת קרקע. יסודות אלה עוברים מהקרקע אל השורש יחד עם המים ומגיעים לצינורות העצה. שם, עם זרם המים עוברים היונים לחלקי הצמח השונים. כיוון זרם המים הוא מהשורשים למעלי הצמח.
יסודות מינרליים הנקלטים על ידי היונקות עוברים בתוך התאים וגם ביניהם. היונקות "אוחזות" בחלקיקי הקרקע ולמעשה יונקות מהם מים ואת היסודות שבתוכם. דרך קרום התא חודרים היסודות המינרליים אל תוך היונקות. הקרום הוא בררני ודרכו מתרחשים תהליכים שקובעים אלו יסודות מינרליים יעברו ואלו לאו. היסודות המינרליים שכן עברו דרך הקרום ממשיכים מתא לתא אל מרכז השורש עד שהם מגיעים לצינורות העצה. התנועה הבין-תאית מתקיימת בעזרת מעברים בין תאיים המקשרים בין ציטופלזמה של תאים סמוכים המכונים "גשרי ציטופלזמה".

קליטה פסיבית של יסודות מינרליים

קליטה פסיבית היא קליטה של מינרלים ללא צורך בהשקעת אנרגיה מצד הצמח. הקליטה בדרך זו מתבצעת בעיקר על ידי דיפוזיה. כלומר, מעבר של יסודות מינרליים כתוצאה ממפל ריכוזים בין שני צידי קרום התא. אם בצד אחד של התא קיים ריכוז גבוה ובצד האחר ריכוז נמוך, יתקיים מעבר עד שיהיה שוויון בין הריכוזים. 
מפל הריכוזים נקרא "המפל הכימי", הוא, ביחד עם "המפל האלקטרי" יוצר את "המפל האלקטרוכימי".
את רוב היסודות המינרליים השורש קולט כיונים, חלקיקים בעלי מטען חשמלי. קרום התא הטעון במטען שלילי משני צידיו מושך אליו את הקטיונים (יונים חיוביים) ודוחה את האניונים (יונים שליליים).
מולקולות המתמוססות בשומן נקלטות ביתר קלות על ידי השורשים באמצעות דיפוזיה. מולקולות אלה הן לרוב קטנות (חמצן למשל). בדרך כלל, הדיפוזיה מתרחשת בתעלות (מעברים מיוחדים וצרים) שעשויות מולקולות חלבון. תפקידן של תעלות אלה הוא למנוע מגע של היונים הנקלטים עם השכבה השומנית. אף על פי שהקליטה היא פסיבית, דרך כל אחת מהתעלות יכולים לעבור רק סוגים מסוימים של יונים. המעבר בתעלה נקבע על ידי גודל החלקיקים ומטענם החשמלי.
יונים גדולים מדי שאינם יכולים לעבור דרך התעלות, עוברים בעזרת "נשא". הנשא גם הוא חלבון של קרום התא והוא משנה את המבנה המרחבי שלו תכופות כך שרק יונים מסוימים יכולים להיקשר אליו. לאחר כל מעבר של יון, הנשא משנה את מבנהו המרחבי והוא מסתובב כל שהיון בצד החיצוני עובר לצד הפנימי. גם במקרה זה המעבר אינו דורש אנרגיה והוא מתבצע על ידי המפל האלקטרוכימי.

האבולוציה של השורש

הידע שלנו על ראשית ההתפתחות האבולוציונית של השורש אינו רב. אחת הסיבות לכך היא הקושי לזהות שורש בשרידים המאובנים של הצמחים הראשונים. המרכיבים האופייניים של השורש המודרני, כגון שערות יונקות וכיפת השורש, הם זעירים למדי, ולרוב לא נשמרו במאובנים. אף כשידוע שחלק מסוים של הצמח שכן מתחת לפני הקרקע, עדיין עשוי הוא היה להיות גבעול תת-קרקעי ולא שורש במובן המדויק.
השורשים האמיתיים הראשונים הופיעו לפני כ־400 מיליון שנה בדבון הראשון. הופעתן התרחשה כנראה, באופן בלתי תלוי בשתי קבוצות נפרדות של צמחים וסקולריים קדומים: בקבוצת בעלי קשקשים ובקבוצת חסרי קשקשים. במאובנים מאותה תקופה כבר ניתן לזהות מערכות בעלות דמיון ניכר למערכת שורשים. הגדולה שביניהן מגיעה לגודל של מספר סנטימטרים, ועובי השורשים נע בין 3 מילימטר בנקודת חיבורם לחלק העל־אדמתי לבין 0.7 מילימטר בקצה.
כעבור 25 מיליון שנה, במרחק של 375 מיליון שנה מאתנו, השורשים כבר היו יכולים להרחיק לכת כדי מטר שלם לתוך הקרקע.