根毛

根毛の概要

根毛（こんもう、英: root hair）は、維管束植物の根に特有の細長い突起であり、主に水と無機栄養分を効果的に吸収する役割を果たしています。根毛は根の表皮細胞から生まれ、直径は約10マイクロメートル、さまざまな長さで形成されています。この構造は、根の表面積を増大させ、植物の成長に重要な役割を持っています。

形態的特徴

根毛は主に表皮細胞から成り、細長く伸びた形状を有します。根の先端から少し離れた成熟帯から形成されるため、根の最も成長し続ける部分には存在しません。先端部分はドームのように成形されており、通常、分岐することはありません。根毛の長さは数十マイクロメートルから1ミリメートル以上と多様ですが、直径は比較的一様であり数マイクロメートルから十数マイクロメートルの範囲にあります。

根毛内部の基部には大きな液胞が存在し、核は先端近くに位置します。根毛の細胞壁は通常薄く、時にはリグニンやスベリンという物質が蓄積し厚くなることもあります。

根毛の寿命

根毛は一般的に短命で、数日から数週間で消失します。ただし、特定の植物種では宿存根毛と呼ばれる長期間残存する根毛が形成されることもあります。この宿存根毛は数年にわたって存在することがありますし、一部の植物では根毛が形成されない場合も見られます。

発生過程

根毛は根の成熟帯から生じ、表皮細胞の一部が伸長することで形成されます。根毛形成に関与する細胞を根毛形成細胞（trichoblast）、根毛を形成しない細胞を根毛非形成細胞（atrichoblast）と呼びます。植物によって根毛形成細胞の配置や分化程度は異なり、以下の3つの型（I型、II型、III型）があります。

• - I型: 根全体の表皮細胞が根毛になる能力を持つ。
• - II型: 不等分裂により根毛形成細胞と根毛非形成細胞が異なる形で配置される。
• - III型: 根毛形成細胞と根毛非形成細胞が縦列で配置される。この型はモデル植物であるシロイヌナズナにも見られます。

シロイヌナズナの根毛形成は、特定の転写因子により調整されています。これらの因子が根毛形成細胞の分化を促進し、形成過程において重要な役割を果たしています。

機能

根毛は、その細さと大量の数によって根の表面積を拡大し、土壌から水や無機栄養分を効率的に吸収することが主な機能です。発芽から4ヶ月目のライムギでは、根毛の数が約140億本に達し、その長さを合計すると1万キロメートルにもなると言われています。

また、根毛は根を土壌粒子に固定する役割もあり、これにより植物が倒れにくくなる効果があります。特に、水や栄養素の吸収に最適化された根毛が発達した植物も存在しますが、根毛がなくても生存可能な植物も多々あります。水生植物や寄生植物の一部は、根毛を欠いている場合があります。

まとめ

根毛は植物において水分と栄養分を効率的に吸収するために不可欠な構造ですが、全ての植物種に必ず存在するわけではありません。その多様性や役割についての研究は進行中であり、植物の生態理解に寄与しています。根毛の形成や機能に関するこれらの知見は、農業や生物学の分野で非常に重要な情報となります。

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