Kada mladi koren prolazi kroz zemljište, njegov vrh ne bira pravac nasumičnim skretanjem. Rast korena usmeravaju unutrašnji mehanizmi koji registruju gravitaciju, vlagu, prepreke i druga svojstva sredine. Posebno je važna sposobnost vrha korena da pretvori informacije iz okoline u promenu brzine rasta na različitim stranama. Tako nastaje usmeren rast koji korenu omogućava da se širi kroz zemljište i pronalazi vodu i mineralne materije.
Vrh korena stalno procenjuje okolinu
Najvažniji deo za usmeravanje rasta nalazi se blizu samog vrha korena. Korenov vrh zaštićen je korenovom kapom, odnosno kaliptrom, koja pomaže mladom tkivu da prolazi kroz čestice zemljišta. U tom području nalaze se ćelije koje mogu da registruju mehaničke i hemijske promene u neposrednoj okolini.
Koren ne mora da ima jednu posebnu ćeliju koja donosi odluku o pravcu. Informacije se obrađuju kroz mrežu ćelija i signalnih molekula, a zatim se menja način na koji različite strane korena rastu. Ako jedna strana počne da se izdužuje sporije od druge, vrh se postepeno savija.
Ovaj princip je važan zato što koren može da reaguje dok se kreće kroz veoma neujednačeno zemljište. Jedan deo može naići na tvrđu česticu, drugi na više vlage, a treći na drugačiju koncentraciju minerala. Rast se zato stalno prilagođava lokalnim uslovima, umesto da se odvija po unapred zadatoj pravoj liniji.
Gravitacija daje korenu osnovni smer
Jedan od najpoznatijih uticaja je gravitacija. Kod većine biljaka koren pokazuje pozitivan gravitropizam, što znači da njegov rast uglavnom prati smer gravitacionog polja, odnosno ide naniže. To je korisno jer koren tako prirodno prodire u zemljište, gde može da obezbedi biljci vodu i mineralne materije.
Ćelije u korenovoj kapi sadrže sitne strukture koje mogu da se pomeraju pod dejstvom gravitacije. Te strukture, poznate kao statoliti, pomažu biljci da registruje položaj u prostoru. Signal se zatim povezuje sa preraspodelom hormona auksina, koji ima ključnu ulogu u regulaciji rasta biljnih ćelija.
Voda može da promeni pravac rasta
Pored gravitacije, koren može da reaguje i na raspodelu vode u zemljištu. Ova pojava naziva se hidrotropizam. Kada različiti delovi korena dobijaju različite informacije o dostupnosti vode, rast može biti usmeren prema vlažnijem području. Takva reakcija ne znači da koren jednostavno „oseća vodu“ na velikoj udaljenosti, već da registruje lokalne razlike u vlažnosti i menja rast u skladu sa njima.
U regulaciji ovog procesa učestvuju hormoni i promena osetljivosti pojedinih delova korena. Biljka istovremeno mora da uskladi odgovor na vodu sa odgovorom na gravitaciju, jer se ta dva signala mogu međusobno razlikovati. Zbog toga koren u stvarnom zemljištu često ne raste potpuno vertikalno.
Kada naiđe na deo zemljišta sa povoljnijim uslovima, bočni korenovi mogu dodatno da se razviju i prošire mrežu ispod površine. Tako biljka povećava područje iz kojeg može da preuzima vodu i mineralne materije. Oblik korenovog sistema zato nastaje kombinacijom osnovnog rasta i brojnih lokalnih reakcija.
Kod korena povećana koncentracija auksina na donjoj strani može usporiti izduživanje ćelija na toj strani. Gornja strana tada raste relativno brže, pa se koren savija naniže. Na taj način gravitacija ne povlači koren direktno kao konopac, već menja unutrašnju raspodelu signala koja utiče na brzinu rasta.
Auksin raspoređuje rast između dve strane
Auksin je jedan od ključnih hormona koji povezuju informacije iz okoline sa promenama u rastu. Njegovo dejstvo zavisi od koncentracije, mesta na kojem se nalazi i vrste tkiva koje na njega reaguje. Kod korena mala promena u njegovoj raspodeli može biti dovoljna da jedna strana raste drugačijom brzinom od druge.
Ovaj sistem omogućava precizno savijanje. Umesto da se ceo koren odjednom pomeri u novom smeru, ćelije na različitim stranama menjaju brzinu izduživanja, pa se zakrivljenje gradi postepeno dok vrh napreduje kroz zemljište.
Rast korena je zato istovremeno hemijski, ćelijski i fizički proces. Hormonski signal menja ponašanje ćelija, ćelije menjaju dužinu i raspored tkiva, a rezultat je vidljiv kao promena pravca čitavog organa. Isti princip omogućava biljci da reaguje na promene sredine bez nervnog sistema kakav imaju životinje.
Kada se svi signali saberu, koren dobija karakterističan oblik koji je rezultat stalnog prilagođavanja. Gravitacija daje osnovnu orijentaciju, voda i sastav zemljišta menjaju lokalne uslove, a hormonski sistemi pretvaraju te informacije u različite brzine rasta. Zato koren ne mora da „zna“ gde se nalazi najbolji put unapred. Dovoljno je da njegov vrh neprekidno registruje okolinu i da rast prilagođava onome što se nalazi neposredno ispred i oko njega.
Koren istovremeno traži resurse i izbegava prepreke
U zemljištu koren nailazi na kamenčiće, zbijene slojeve, različite koncentracije soli i druge prepreke. Zbog toga njegov rast nije samo potraga za jednim idealnim smerom. Vrh može promeniti putanju kada fizički naiđe na prepreku, dok bočni korenovi popunjavaju prostor koji glavni koren nije zauzeo.
Na oblik korenovog sistema utiču i dostupnost kiseonika, temperatura, sastav zemljišta i prisustvo drugih organizama. Neki od tih uticaja deluju direktno na rast, a neki menjaju uslove u kojima koren može da funkcioniše.
