جذر

في النباتات الوعائية ، تُعدّ الجذور أعضاءً مُعدّلة في النبات لتوفير التثبيت له وامتصاص الماء والمغذيات، مما يسمح للنباتات بالنمو بشكل أطول وأسرع. ^{[ 1 ]} غالباً ما تكون الجذور تحت سطح التربة ، ولكن يمكن أن تكون هوائية أو هوائية، أي تنمو فوق سطح الأرض أو فوق الماء تحديداً. ^{[ 2 ]}

تؤدي الجذور أدوارًا أساسية ومتخصصة متعددة تدعم نمو النبات وتطوره وبقائه. وتتمثل وظائفها الرئيسية في تثبيت النبات، وامتصاص الماء والمعادن الذائبة، ونقل هذه الموارد إلى الساق. إضافةً إلى ذلك، تؤدي الجذور مجموعة من الوظائف الثانوية والتكيفية الهامة ، مثل تخزين المواد الغذائية، وتخليق منظمات النمو، وتبادل الغازات في البيئات المشبعة بالماء، وتسهيل الحصول على العناصر الغذائية التكافلية، والتكاثر الخضري. ^{[ 3 ]}

تُنتج النباتات أنظمة جذرية متنوعة تختلف في منشئها وبنيتها ووظيفتها (التثبيت، والامتصاص، والتخزين، والتهوية، والتكاثر الخضري). وتُصنف هذه الأنظمة عادةً إلى فئتين رئيسيتين: الجذر الوتدي والجذر الليفي ، إلا أن هناك أنواعًا متخصصة أخرى - لا سيما الجذور العرضية ، والجذور الهوائية ، والجذور الداعمة ، والجذور المتسلقة/اللاصقة ، والجذور الدرنية (التخزينية)، والجذور الطافية - ذات أهمية بيولوجية وبيئية. ^{[ 15 ]}

ينقسم شكل الجذر إلى أربع مناطق: القلنسوة الجذرية ، والنسيج الإنشائي القمي ، ومنطقة الاستطالة، والشعيرات الجذرية. ^{[ 21 ]} تساعد القلنسوة الجذرية للجذور الجديدة على اختراق التربة. تتساقط هذه القلنسوات مع تعمق الجذر، مكونةً سطحًا لزجًا يوفر التزليق. ينتج النسيج الإنشائي القمي خلف القلنسوة الجذرية خلايا جذرية جديدة تستطيل. ثم تتكون الشعيرات الجذرية التي تمتص الماء والعناصر الغذائية المعدنية من التربة. ^{[ 22 ]} أول جذر في النباتات المنتجة للبذور هو الجذير ، الذي يتوسع من جنين النبات بعد إنبات البذرة .

عند تشريحها، يكون ترتيب الخلايا في الجذر كالتالي: شعيرة الجذر ، البشرة ، الطبقة الخارجية ، القشرة ، الطبقة الداخلية ، المحيط ، وأخيراً، النسيج الوعائي في مركز الجذر لنقل الماء الذي يمتصه الجذر إلى أماكن أخرى من النبات.

لعلّ أبرز ما يُميّز الجذور عن باقي أعضاء النبات، كالسيقان والفروع والأوراق، هو أن الجذور ذات منشأ داخلي ^{[ 23 ]} ، أي أنها تنشأ وتتطور من طبقة داخلية للمحور الأم، كالبريشيكل . [ ^{24 ] في} المقابل، فإن السيقان والفروع والأوراق ذات منشأ خارجي ، أي أنها تبدأ بالتطور من القشرة، وهي طبقة خارجية.

استجابةً لتركيز العناصر الغذائية، تُنتج الجذور أيضًا السيتوكينين ، الذي يعمل كإشارة لتحديد سرعة نمو البراعم. غالبًا ما تُسهم الجذور في تخزين الغذاء والعناصر الغذائية. تدخل جذور معظم أنواع النباتات الوعائية في علاقة تكافلية مع بعض الفطريات لتكوين الفطريات الجذرية ، كما ترتبط مجموعة واسعة من الكائنات الحية الأخرى، بما في ذلك البكتيريا، ارتباطًا وثيقًا بالجذور. ^{[ 25 ]}

يُعدّ النمو المبكر للجذر إحدى وظائف النسيج الإنشائي القمي الموجود قرب طرف الجذر. تنقسم خلايا هذا النسيج بشكل شبه مستمر، مُنتجةً المزيد من خلايا النسيج الإنشائي، وخلايا غطاء الجذر (التي تُضحّى بها لحماية النسيج الإنشائي)، وخلايا الجذر غير المتمايزة. تُصبح هذه الأخيرة الأنسجة الأولية للجذر، حيث تخضع أولًا لعملية الاستطالة، وهي عملية تدفع طرف الجذر للأمام في وسط النمو. ثم تتطور هذه الخلايا تدريجيًا وتنضج لتُصبح خلايا متخصصة في أنسجة الجذر. ^{[ 30 ]}

يُعرف النمو من القمم النامية بالنمو الأولي ، وهو يشمل جميع أشكال الاستطالة. أما النمو الثانوي فيشمل جميع أشكال النمو في القطر، وهو عنصر أساسي في أنسجة النباتات الخشبية والعديد من النباتات غير الخشبية. على سبيل المثال، جذور تخزين البطاطا الحلوة تُظهر نموًا ثانويًا، لكنها ليست خشبية. يحدث النمو الثانوي في القمم النامية الجانبية ، وتحديدًا الكامبيوم الوعائي والكامبيوم الفليني . يُشكّل الأول الخشب الثانوي واللحاء الثانوي ، بينما يُشكّل الثاني البشرة الخارجية .

في النباتات ذات النمو الثانوي، يشكل الكامبيوم الوعائي، الذي ينشأ بين الخشب واللحاء، أسطوانة نسيجية على طول الساق والجذر. ^{[ 31 ]} يُكوّن الكامبيوم الوعائي خلايا جديدة على جانبي أسطوانة الكامبيوم، حيث تُشكّل الخلايا الداخلية خلايا الخشب الثانوي، بينما تُشكّل الخلايا الخارجية خلايا اللحاء الثانوي. ومع تراكم الخشب الثانوي، يزداد محيط الساق والجذر (أبعادهما الجانبية). ونتيجةً لذلك، تميل الأنسجة الواقعة خارج اللحاء الثانوي، بما في ذلك البشرة والقشرة، في كثير من الحالات، إلى الانزياح نحو الخارج، ثم تُطرح في النهاية. ^{[ 32 ]}

في هذه المرحلة، يبدأ الكامبيوم الفليني بتكوين طبقة البريديرم، التي تتكون من خلايا فلينية واقية . تحتوي جدران هذه الخلايا على تثخنات من السوبرين ، وهو بوليمر حيوي معقد خارج خلوي. ^{[ 33 ]} تعمل تثخنات السوبرين على توفير حاجز فيزيائي، وحماية من مسببات الأمراض، ومنع فقدان الماء من الأنسجة المحيطة. بالإضافة إلى ذلك، فهي تساعد في عملية التئام الجروح في النباتات. ^{[ 34 ]} يُفترض أيضًا أن السوبرين قد يكون مكونًا من مكونات الحاجز اللاخلوي (الموجود في الطبقات الخلوية الخارجية للجذور) الذي يمنع المركبات السامة من دخول الجذر ويقلل من فقدان الأكسجين الشعاعي من النسيج الهوائي أثناء التشبع بالماء. ^{[ 35 ]} في الجذور، ينشأ الكامبيوم الفليني من المحيط الخارجي ، وهو أحد مكونات الأسطوانة الوعائية. ^{[ 35 ]}

يُنتج الكامبيوم الوعائي طبقات جديدة من الخشب الثانوي سنويًا. ^{[ 36 ]} تكون أوعية الخشب ميتة عند النضج (في بعض الأنواع)، لكنها مسؤولة عن معظم نقل الماء عبر الأنسجة الوعائية في السيقان والجذور.

تنمو جذور الأشجار عادةً إلى ثلاثة أضعاف قطر امتداد الأغصان، ويقع نصفها فقط أسفل الجذع والغطاء النباتي. وتُغذي الجذور من جانب واحد من الشجرة عادةً أوراق الشجر على نفس الجانب. مع ذلك، لا تُظهر بعض الفصائل النباتية، مثل فصيلة الصابونيات ( فصيلة القيقب )، أي ارتباط بين موقع الجذر ومكان تغذية النبات بالعناصر الغذائية. ^{[ 37 ]}

أنظمة

توجد علاقة بين استخدام الجذور لعملية الإدراك النباتي لاستشعار بيئتها الفيزيائية من أجل النمو، ^{[ 38 ]} بما في ذلك استشعار الضوء، ^{[ 39 ]} والعوائق المادية. كما تستشعر النباتات الجاذبية وتستجيب عبر مسارات الأوكسين، ^{[ 40 ]} مما يؤدي إلى الانتحاء الأرضي . مع مرور الوقت، يمكن للجذور أن تُحدث تشققات في الأساسات، وتُكسر أنابيب المياه، وترفع الأرصفة. وقد أظهرت الأبحاث أن للجذور القدرة على تمييز الجذور "الذاتية" عن الجذور "غير الذاتية" في نفس بيئة التربة. ^{[ 41 ]}

تُوجّه البيئة المناسبة من الهواء والعناصر المعدنية والماء جذور النباتات للنمو في أي اتجاه لتلبية احتياجاتها. وتتراجع الجذور أو تنكمش في التربة الجافة [ ^{42 ] أو} غيرها من ظروف التربة الرديئة.

يوجه الانتحاء الأرضي الجذور للنمو نحو الأسفل عند الإنبات ، وهي آلية نمو النباتات التي تؤدي أيضًا إلى نمو الساق نحو الأعلى. ^{[ 43 ]} تحافظ أنواع الجذور المختلفة، مثل الجذور الأولية والجذرية الجانبية والجذرية التاجية، على زوايا انتحاء أرضي مختلفة، أي اتجاه نموها. تُظهر الأبحاث الحديثة أن زاوية الجذر في محاصيل الحبوب، مثل الشعير والقمح، تُنظم بواسطة جين جديد يُسمى الانتحاء الأرضي المُعزز 1 (EGT1). ^{[ 44 ]}

تشير الأبحاث إلى أن جذور النباتات التي تنمو بحثًا عن التغذية المنتجة يمكنها استشعار انضغاط التربة وتجنبه من خلال انتشار غاز الإيثيلين . ^{[ 45 ]}

لتجنب الظل، تستخدم النباتات آليةً خاصة. فعندما يكون النبات تحت غطاء نباتي كثيف، فإن وجود نباتات أخرى مجاورة يدفعه إلى تجنب النمو الجانبي، مما يؤدي إلى زيادة نمو الفروع العلوية والجذور السفلية. وللهروب من الظل، تُعدّل النباتات بنية جذورها، وخاصةً بتقليل طول وعدد الجذور الجانبية المتفرعة من الجذر الرئيسي. وقد أظهرت التجارب على طفرات نبات رشاد أذن الفأر ( Arabidopsis thaliana) أن النباتات تستشعر نسبة الضوء الأحمر إلى الضوء الأحمر البعيد الداخل إليها عبر مستقبلات ضوئية تُعرف باسم الفيتوكرومات . ^{[ 46 ]} تمتص أوراق النباتات المجاورة الضوء الأحمر وتعكس الضوء الأحمر البعيد، مما يؤدي إلى انخفاض نسبة الضوء الأحمر إلى الضوء الأحمر البعيد. يتواجد الفيتوكروم PhyA، المسؤول عن استشعار نسبة الضوء الأحمر إلى الضوء الأحمر البعيد، في كلٍ من نظام الجذر ونظام الساق في النباتات. ولكن من خلال تجارب الطفرات المُعطلة، تبيّن أن PhyA الموجود في الجذر لا يستشعر نسبة الضوء، سواءً بشكل مباشر أو محوري، التي تؤدي إلى تغييرات في بنية الجذور الجانبية. ^{[ 46 ]} وبدلاً من ذلك، وجدت الأبحاث أن PhyA الموجود في الساق هو الفيتوكروم المسؤول عن إحداث هذه التغييرات البنيوية في الجذور الجانبية. كما وجدت الأبحاث أن الفيتوكروم يُكمل هذه التغييرات البنيوية من خلال تنظيم توزيع الأوكسين في جذر النبات. ^{[ 46 ]} عندما يستشعر PhyA نسبة منخفضة كافية من الضوء الأحمر إلى الضوء الأحمر البعيد، يكون PhyA في الساق في الغالب في شكله النشط. ^{[ 47 ]} في هذا الشكل، يُثبّت PhyA عامل النسخ HY5، مما يمنع تحلله كما يحدث عندما يكون PhyA في شكله غير النشط. يستطيع عامل النسخ المُستقر هذا الانتقال إلى جذور النبات عبر اللحاء ، حيث يحفز نسخه الخاص لتضخيم إشارته. في جذور النبات، يعمل HY5 على تثبيط عامل استجابة الأوكسين المعروف باسم ARF19، وهو عامل مسؤول عن ترجمة PIN3 وLAX3، وهما بروتينان ناقلان للأوكسين معروفان . ^{[ 47 ]} وبالتالي، من خلال التلاعب بـ ARF19، يتم تثبيط مستوى ونشاط ناقلات الأوكسين PIN3 وLAX3. ^{[ 47 ]} بمجرد تثبيطها، تنخفض مستويات الأوكسين في المناطق التي يحدث فيها عادةً ظهور الجذور الجانبية، مما يؤدي إلى فشل النبات في إخراج برعم الجذر الجانبي من خلال محيط الجذر.بفضل هذه الآلية المعقدة لتنظيم نقل الأوكسين في الجذور، سيتم تثبيط ظهور الجذور الجانبية، وستستطيل الجذور بدلاً من ذلك إلى الأسفل، مما يعزز النمو الرأسي للنبات في محاولة لتجنب الظل. ^{[ 46 ] [ 47 ]}

أدى البحث في نبات الرشاد (Arabidopsis) إلى اكتشاف آلية عمل استجابة الجذور بوساطة الأوكسين. في محاولة لاكتشاف دور الفيتوكروم في نمو الجذور الجانبية، عمل سالزبوري وآخرون (2007) على نبات الرشاد المزروع على أطباق أجار. استخدم سالزبوري وآخرون نباتات من النوع البري إلى جانب طفرات مختلفة من نبات الرشاد ناتجة عن تعطيل البروتينات والجينات، وذلك لمراقبة تأثير هذه الطفرات على بنية الجذر، ووجود البروتينات، والتعبير الجيني. ولتحقيق ذلك، استخدم سالزبوري وآخرون تألق البروتين الأخضر الفلوري (GFP) إلى جانب أشكال أخرى من التصوير المجهري والعياني لمراقبة أي تغييرات تُحدثها الطفرات المختلفة. من خلال هذا البحث، تمكن سالزبوري وآخرون من وضع نظرية مفادها أن الفيتوكرومات الموجودة في الساق تُغير مستويات الأوكسين في الجذور، مما يتحكم في نمو الجذور الجانبية وبنية الجذر بشكل عام. ^{[ 46 ]} في تجارب فان جيلدرين وآخرون. في دراسة أجريت عام 2018، سعى الباحثون إلى معرفة ما إذا كان نمو الجذور وبنيتها يتأثران بساق نبات الرشاد (Arabidopsis thaliana) وكيفية هذا التأثير. ولتحقيق ذلك، قاموا بزراعة نباتات  الرشاد في هلام الأغار ، وعرضوا الجذور والساق لمصادر ضوئية منفصلة. ومن ثم، قاموا بتغيير أطوال موجات الضوء التي تتلقاها الساق والجذر، وسجلوا كثافة الجذور الجانبية وعددها وبنيتها العامة. ولتحديد وظيفة مستقبلات ضوئية وبروتينات وجينات وهرمونات معينة، استخدموا طفرات حذف جينية مختلفة في نبات الرشاد، ولاحظوا التغيرات الناتجة في بنية الجذور الجانبية. ومن خلال ملاحظاتهم وتجاربهم المتنوعة، تمكن فان جيلدرين وزملاؤه من تطوير آلية لكيفية تأثير استشعار الجذور لنسبة الضوء الأحمر إلى الضوء الأحمر البعيد على نمو الجذور الجانبية. ^{[ 47 ]}

يتكون نظام الجذر الحقيقي من جذر رئيسي وجذور ثانوية (أو جذور جانبية ).

• نظام الجذر المنتشر: لا يكون الجذر الرئيسي هو السائد؛ فنظام الجذر بأكمله ليفي ويتفرع في جميع الاتجاهات. وهو أكثر شيوعًا في ذوات الفلقة الواحدة . وتتمثل الوظيفة الرئيسية للجذر الليفي في تثبيت النبات.

متخصص

لقد تخصصت جذور العديد من أنواع النباتات، أو أجزاء منها، لخدمة أغراض تكيفية إلى جانب الوظيفتين الأساسيتين الموصوفتين في المقدمة.

• تنشأ الجذور العرضية بشكل غير متسلسل عن التكوين الجذري المعتاد لفروع الجذر الرئيسي، وتنشأ بدلاً من ذلك من الساق أو الفروع أو الأوراق أو الجذور الخشبية القديمة. وهي شائعة في ذوات الفلقة الواحدة والسرخسيات، وكذلك في العديد من ذوات الفلقتين ، مثل البرسيم ( Trifolium ) واللبلاب ( Hedera ) والفراولة ( Fragaria ) والصفصاف ( Salix ). معظم الجذور الهوائية والجذور الداعمة هي جذور عرضية. في بعض الصنوبريات، قد تشكل الجذور العرضية الجزء الأكبر من نظام الجذر. يزداد تكوين الجذور العرضية في العديد من أنواع النباتات أثناء الغمر (الجزئي)، لزيادة تبادل الغازات وتخزينها، مثل الأكسجين. ^{[ 48 ]} يمكن تصنيف أنواع متميزة من الجذور العرضية، ويعتمد ذلك على شكلها وديناميكيات نموها ووظيفتها. ^{[ 49 ] [ 50 ]}
• الجذور الهوائية (أو الجذور الركبية أو الجذور التنفسية ): هي جذور ترتفع فوق سطح الأرض، وخاصة فوق الماء كما هو الحال في بعض أجناس أشجار المانغروف ( مثل الأفسينيا والسونيراتيا ). في بعض النباتات كالأفسينيا ، تحتوي الجذور المنتصبة على عدد كبير من المسام التنفسية لتبادل الغازات.
• الجذور الهوائية : هي جذور تنمو بالكامل فوق سطح الأرض، كما في نبات اللبلاب ( Hedera ) أو في الأوركيديات الهوائية . تُستخدم العديد من الجذور الهوائية للحصول على الماء والمغذيات مباشرةً من الهواء - من الضباب أو الندى أو الرطوبة. ^{[ 51 ]} يعتمد بعضها على أوراقها لجمع مياه الأمطار أو الرطوبة، بل وتخزينها في حراشف أو جيوب. بينما تُستخدم جذور هوائية أخرى، مثل جذور أشجار المانغروف ، للتهوية وليس لامتصاص الماء. وتُستخدم جذور هوائية أخرى بشكل أساسي في بناء الهيكل، حيث تعمل كجذور داعمة، كما في الذرة، أو كجذور تثبيت، أو كجذع في نبات التين الخانق . في بعض النباتات الهوائية - وهي نباتات تعيش فوق سطح الأرض على نباتات أخرى - تُستخدم الجذور الهوائية للوصول إلى مصادر المياه أو للوصول إلى السطح، ثم تعمل كجذور سطحية عادية. ^{[ 51 ]}
• جذور المظلة / الجذور الشجرية : هي الجذور التي تتشكل عندما تدعم أغصان الأشجار طبقات من النباتات الهوائية والفتات العضوي، والتي تحتفظ بالماء والمغذيات في المظلة. وتنمو هذه الجذور داخل هذه الطبقات، على الأرجح للاستفادة من المغذيات والرطوبة المتاحة. ^{[ 52 ]}
• الجذور الخشنة : هي جذور خضعت لعملية تغلظ ثانوية ولها بنية خشبية. تتمتع هذه الجذور بقدرة على امتصاص الماء والمغذيات، لكن وظيفتها الرئيسية هي النقل وتوفير بنية تربط الجذور الدقيقة ذات القطر الأصغر ببقية أجزاء النبات.
• الجذور المتقلصة : هي جذور تسحب أبصال أو كورمات النباتات أحادية الفلقة ، مثل الياقوتية والزنبق ، وبعض الجذور الوتدية ، مثل الهندباء ، إلى أعماق التربة من خلال التمدد شعاعيًا والتقلص طوليًا. ولها سطح مجعد. ^{[ 53 ]}
• الجذور المرجانية : تشبه العقد الجذرية، فهي تُزوّد ​​النبات بالنيتروجين. غالبًا ما تكون أكبر حجمًا من العقد الجذرية، ومتفرعة، وتقع على سطح التربة أو بالقرب منه، وتؤوي بكتيريا زرقاء مُثبّتة للنيتروجين . توجد هذه الجذور فقط في نباتات السيكاد .
• أنظمة جذرية ثنائية الشكل : جذور ذات شكلين مميزين لوظيفتين منفصلتين
• الجذور الدقيقة : هي عادةً جذور أولية يقل قطرها عن 2 مم، وتتمثل وظيفتها في امتصاص الماء والمغذيات. غالبًا ما تكون هذه الجذور متفرعة بكثافة وتدعم الفطريات الجذرية. قد تكون هذه الجذور قصيرة العمر، ولكن النبات يستبدلها في عملية تجدد جذري مستمرة.
• الجذور الماصة : جذور النباتات الطفيلية التي يمكنها امتصاص الماء والمغذيات من نبات آخر، كما هو الحال في نبات الدبق ( Viscum album ) ونبات الحامول .
• الجذور التكاثرية : هي الجذور التي تُكوّن براعم عرضية تتطور إلى فروع فوق سطح الأرض، تُسمى الفسائل ، والتي تُكوّن نباتات جديدة، كما هو الحال في نبات الصقلاب الشائع ( Asclepias syriaca ) ، ونبات الشوك الكندي ( Cirsium arvense ) ، والعديد من النباتات الأخرى. ^{[ 54 ]}
• الجذور الضوئية : هي جذور خضراء تقوم بعملية التمثيل الضوئي، مما يوفر السكر للنبات. وهي تشبه الفروع الورقية . تمتلكها العديد من أنواع الأوركيد، مثل Dendrophylax و Taeniophyllum .
• الجذور البروتينية أو الجذور العنقودية: عناقيد كثيفة من الجذور الصغيرة ذات النمو المحدود التي تتطور في ظلظروف نقص الفوسفات أو نقص الحديد في نباتات البروتياسيا وبعض النباتات من العائلات التالية: البتولاسيا ، والكازواريناسيا ، والإيلاياغناسيا ، والتوراسيا ، والبقوليات ،والميريكاسيا.
• العقد الجذرية : جذور تؤوي بكتيريا التربة المثبتة للنيتروجين. غالباً ما تكون هذه العقد قصيرة جداً ومستديرة. توجد العقد الجذرية في جميع البقوليات تقريباً .
• الجذور الداعمة : جذور داعمة عرضية، شائعة بين أشجار المانغروف . تنمو هذه الجذور من الفروع الجانبية، وتتفرع في التربة.
• الجذور التخزينية : هي جذور معدلة لتخزين الطعام أو الماء، مثل الجزر والبنجر . وتشمل بعض الجذور الوتدية والجذور الدرنية.
• الجذور الهيكلية : جذور كبيرة خضعت لتثخين ثانوي كبير وتوفر الدعم الميكانيكي للنباتات والأشجار الخشبية.
• الجذور السطحية : هي جذور تنتشر بكثافة تحت سطح التربة، مستغلةً الماء والمغذيات المتاحة بسهولة. عندما تكون الظروف قريبة من المثالية في الطبقات السطحية للتربة، يُشجع نمو الجذور السطحية، وغالبًا ما تصبح هي الجذور السائدة.
• الجذور الدرنية : جذور جانبية لحمية ومتضخمة لتخزين الغذاء أو الماء، مثل البطاطا الحلوة . وهي نوع من جذور التخزين يختلف عن الجذر الوتدي.

يعتمد توزيع جذور النباتات الوعائية في التربة على شكل النبات، وتوافر الماء والمغذيات مكانيًا وزمنيًا، والخصائص الفيزيائية للتربة. توجد أعمق الجذور عمومًا في الصحاري والغابات الصنوبرية المعتدلة، بينما توجد أقلها عمقًا في التندرا والغابات الشمالية والمراعي المعتدلة. وقد رُصد أعمق جذر حي، على عمق 60 مترًا (200 قدم) على الأقل تحت سطح الأرض، أثناء أعمال حفر منجم مكشوف في ولاية أريزونا الأمريكية. يمكن لبعض الجذور أن تنمو بعمق يساوي ارتفاع الشجرة. مع ذلك، توجد غالبية جذور معظم النباتات بالقرب من السطح حيث يكون توافر المغذيات والتهوية أفضل لنموها. قد يكون عمق الجذور محدودًا بفعل الصخور أو التربة المتراصة القريبة من السطح، أو بسبب ظروف التربة اللاهوائية. 

سجلات

صِنف	موقع	أقصى عمق للتجذير (م)	المراجع [ 55 ] [ 56 ]
Boscia albitrunca	صحراء كالاهاري	68	جينينغز (1974)
العرعر أحادي البذور	هضبة كولورادو	61	كانون (1960)
Eucalyptus sp.	غابة أسترالية	61	جينينغز (1971)
أكاسيا إريولوبا	صحراء كالاهاري	60	جينينغز (1974)
بروسوبيس جوليفلورا	صحراء أريزونا	53.3	فيليبس (1963)

يمتد السجل الأحفوري للجذور - أو بالأحرى، الفراغات المملوءة حيث تعفنت الجذور بعد موتها - إلى أواخر العصر السيلوري ،  قبل حوالي 430 مليون سنة. ^{[ 57 ]} يصعب تحديدها، لأن قوالبها ونماذجها تشبه إلى حد كبير جحور الحيوانات. ويمكن تمييزها باستخدام مجموعة من الخصائص. ^{[ 58 ]} من المرجح أن التطور التطوري للجذور قد حدث من خلال تعديل الريزومات الضحلة (سيقان أفقية معدلة) التي كانت تثبت النباتات الوعائية البدائية، بالإضافة إلى نمو نتوءات خيطية (تسمى أشباه الجذور ) التي كانت تثبت النباتات وتنقل الماء إليها من التربة. ^{[ 59 ]}

ثبت أن للضوء تأثيرًا على الجذور، لكن هذا التأثير لم يُدرس بالقدر الكافي مقارنةً بتأثيره على أنظمة نباتية أخرى. أظهرت أبحاث مبكرة في ثلاثينيات القرن العشرين أن الضوء يُقلل من فعالية حمض الإندول-3-أسيتيك في بدء تكوين الجذور العرضية. وأظهرت دراسات أُجريت على نبات البازلاء في خمسينيات القرن العشرين أن الضوء يُثبط تكوين الجذور الجانبية، وفي أوائل ستينيات القرن العشرين، وجد الباحثون أن الضوء قد يُحفز استجابات جاذبية إيجابية في بعض الحالات. دُرست تأثيرات الضوء على استطالة الجذور في النباتات أحادية الفلقة وثنائية الفلقة ، حيث وجدت غالبية الدراسات أن الضوء يُثبط استطالة الجذور، سواء كان نابضًا أو مستمرًا. وأظهرت دراسات أُجريت على نبات الرشاد في تسعينيات القرن العشرين انتحاءً ضوئيًا سلبيًا وتثبيطًا لاستطالة الشعيرات الجذرية في الضوء الذي يستشعره مستقبل الضوء phyB . ^{[ 60 ]}

تُكوّن بعض النباتات، وتحديداً الفصيلة البقولية ، عُقيدات جذرية لتكوين علاقة تكافلية مع بكتيريا مُثبِّتة للنيتروجين تُسمى الريزوبيا . ونظراً للطاقة العالية اللازمة لتثبيت النيتروجين من الغلاف الجوي، فإن البكتيريا تأخذ مركبات الكربون من النبات لتغذية هذه العملية. وفي المقابل، يأخذ النبات مركبات النيتروجين التي تُنتجها البكتيريا من الأمونيا. ^{[ 61 ]}

تُعدّ درجة حرارة التربة عاملاً مؤثراً في بدء نمو الجذور وطولها. وعادةً ما يتأثر طول الجذر بدرجة الحرارة بشكلٍ أكبر من تأثره بكتلته الكلية، حيث تميل درجات الحرارة المنخفضة إلى زيادة النمو الجانبي لأن امتداده إلى الأسفل محدودٌ بسبب انخفاض درجات الحرارة في الطبقات تحت السطحية للتربة. وتختلف احتياجات النباتات باختلاف أنواعها، ولكن في المناطق المعتدلة، قد تحدّ درجات الحرارة المنخفضة من نمو الجذور. وتنمو الأنواع التي تُفضّل درجات الحرارة المنخفضة، مثل الشوفان واللفت والجاودار والقمح ، بشكلٍ أفضل في درجات الحرارة المنخفضة مقارنةً بالنباتات الحولية الصيفية مثل الذرة والقطن . وقد وجد الباحثون أن نباتات مثل القطن تُطوّر جذوراً وتدية أعرض وأقصر في درجات الحرارة المنخفضة. وعادةً ما يكون قطر الجذر الأول الناشئ من البذرة أكبر من قطر فروع الجذر، لذا يُتوقع أن تكون أقطار الجذور أصغر إذا زادت درجات الحرارة من بدء نمو الجذور. كما يقل قطر الجذر أيضاً عندما يطول. ^{[ 62 ]}

تتفاعل النباتات فيما بينها في بيئتها عبر جذورها. وقد أظهرت الدراسات أن هذا التفاعل يحدث بين الجذور عبر التربة كوسيط. اختبر الباحثون ما إذا كانت النباتات النامية في الظروف المحيطة ستغير سلوكها إذا تعرض نبات مجاور لظروف الجفاف. ^{[ 63 ]} ولأن النباتات المجاورة لم تُظهر أي تغييرات في فتحات الثغور ، يعتقد الباحثون أن إشارة الجفاف انتشرت عبر الجذور والتربة، وليس عبر الهواء كإشارة كيميائية متطايرة. ^{[ 64 ]}

تستطيع الكائنات الحية الدقيقة في التربة كبح الأمراض ودعم الكائنات التكافلية المفيدة للجذور (تسهل الفطريات الجذرية التكوّن في التربة المعقمة). ويمكن أن يؤدي تلقيح التربة بالبكتيريا إلى زيادة استطالة السلاميات، والمحصول، وتسريع الإزهار. وتختلف هجرة البكتيريا على طول الجذر باختلاف ظروف التربة الطبيعية. فعلى سبيل المثال، وجدت الأبحاث أن جذور بذور القمح الملقحة ببكتيريا الأزوتوباكتر أظهرت كثافة أعلى في التربة الملائمة لنمو هذه البكتيريا . وقد فشلت بعض الدراسات في زيادة مستويات بعض الميكروبات (مثل بكتيريا  الزائفة المتألقة ) في التربة الطبيعية دون تعقيم مسبق. ^{[ 65 ]}

تُعدّ أنظمة جذور الأعشاب مفيدة في الحدّ من تآكل التربة من خلال تثبيتها. وتساهم الأعشاب المعمرة التي تنمو بريًا في المراعي في زيادة المواد العضوية في التربة عندما تتحلل جذورها القديمة بعد تعرضها لهجمات الفطريات المفيدة ، والبروتوزوا ، والبكتيريا، والحشرات، والديدان التي تطلق العناصر الغذائية. ^{[ 22 ]}

لاحظ العلماء تنوعًا كبيرًا في الغطاء الميكروبي للجذور، حيث بلغت نسبة التغطية حوالي 10% في أجزاء الجذور التي يبلغ عمرها ثلاثة أسابيع. وكانت التغطية أقل في الجذور الأصغر سنًا، بينما لم تتجاوز 37% في الجذور التي يبلغ عمرها ثلاثة أشهر. قبل سبعينيات القرن الماضي، كان العلماء يعتقدون أن معظم سطح الجذر مغطى بالكائنات الدقيقة. ^{[ 22 ]}

وجد الباحثون الذين درسوا بادرات الذرة أن امتصاص الكالسيوم كان أعلى ما يكون في الجزء العلوي من الجذر، بينما كان امتصاص البوتاسيوم أعلى ما يكون في قاعدة الجذر. وكان الامتصاص متقاربًا في باقي أجزاء الجذر. ينتقل البوتاسيوم الممتص إلى قمة الجذر، وبدرجة أقل إلى أجزاء أخرى من الجذر، ثم إلى الساق والحبوب. أما انتقال الكالسيوم من الجزء العلوي من الجذر فكان أبطأ، حيث ينتقل معظمه إلى الأعلى ويتراكم في الساق والبراعم. ^{[ 66 ]}

وجد الباحثون أن النقص الجزئي في البوتاسيوم أو الفوسفور لم يُغير تركيبة الأحماض الدهنية للفوسفاتيديل كولين في نباتات اللفت (Brassica napus L.) . في المقابل، أدى نقص الكالسيوم إلى انخفاض ملحوظ في المركبات غير المشبعة ، وهو ما يُتوقع أن يكون له آثار سلبية على سلامة غشاء النبات ، مما قد يؤثر على بعض خصائصه مثل نفاذيته، وهو ضروري لامتصاص الأيونات في أغشية الجذور. ^{[ 67 ]}

يشير مصطلح المحاصيل الجذرية إلى أي جزء نباتي صالح للأكل تحت الأرض، ولكن العديد من المحاصيل الجذرية هي في الواقع سيقان، مثل درنات البطاطا . تشمل الجذور الصالحة للأكل الكسافا ، والبطاطا الحلوة ، والبنجر ، والجزر ، واللفت السويدي ، واللفت الأبيض ، والجزر الأبيض، والفجل ، واليام ، والفجل الحار . أما التوابل المستخرجة من الجذور فتشمل الساسافراس ، والأنغليكا ، والسارسبريلا ، والعرقسوس .

يُعدّ بنجر السكر مصدرًا هامًا للسكر. وجذور اليام مصدر لمركبات الإستروجين المستخدمة في حبوب منع الحمل . ويُستخلص سمّ الأسماك ومبيد الحشرات الروتينون من جذور نباتات اللونشوكاربوس . ومن الأدوية الهامة المستخلصة من الجذور: الجنسنغ ، والأكونيت ، والإيبكاك ، والجنطيانا ، والريزيربين . وتُستخدم العديد من البقوليات ذات العُقيدات الجذرية المثبتة للنيتروجين كسماد أخضر، حيث تُوفّر سمادًا نيتروجينيًا للمحاصيل الأخرى عند حرثها. وتُباع جذور السرو الأصلع المتخصصة، والتي تُسمى " الركب"، كتذكارات وقواعد للمصابيح، وتُنحت في الفنون الشعبية. واستخدم الأمريكيون الأصليون جذور شجرة التنوب الأبيض المرنة في صناعة السلال.

يمكن لجذور الأشجار أن تتسبب في ارتفاع وتدمير الأرصفة الخرسانية وسحق أو انسداد الأنابيب المدفونة. ^{[ 68 ]} وقد ألحقت الجذور الهوائية لشجرة التين الخانق أضرارًا بمعابد المايا القديمة في أمريكا الوسطى ومعبد أنغكور وات في كمبوديا .

تعمل الأشجار على تثبيت التربة على المنحدرات المعرضة للانهيارات الأرضية . تعمل الشعيرات الجذرية كمرساة في التربة.

يعتمد التكاثر الخضري للنباتات عن طريق العُقل على تكوين الجذور العرضية. ويتم إكثار مئات الملايين من النباتات سنوياً عن طريق العُقل ، بما في ذلك الأقحوان ، ونبات البونسيتيا، والقرنفل ، والشجيرات الزينة ، والعديد من نباتات الزينة المنزلية .

كما يمكن للجذور أن تحمي البيئة من خلال تثبيت التربة والحد من انجرافها. وهذا أمر بالغ الأهمية في مناطق مثل الكثبان الرملية .

• امتصاص الماء
• ركبة السرو
• تكوين الجذور في الجفاف
• نظام جذري ليفي
• الفطريات الجذرية - التكافل الجذري الذي تستعمر فيه الخيوط الفطرية الفردية الممتدة من غزل الفطر جذور النبات المضيف.
• شبكة الفطريات الجذرية
• فسيولوجيا النبات
• منطقة الجذور - منطقة التربة المحيطة بالجذر والتي تتأثر بإفرازات الجذور والكائنات الحية الدقيقة الموجودة فيها
• عقلة جذرية
• مسحوق التجذير
• ستولون
• تأثير تانادا
• الجذر الرئيسي

• علم النبات – جامعة أركنساس في ليتل روك
• تصوير بتقنية الفاصل الزمني لنمو الجذور على يوتيوب