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뿌리의 1차 기능은 식물체를 고정하고 물과 물 속에 녹아 있는 무기염류를 흡수하며 양분을 저장하는 것이다.

실제로 많은 식물은 줄기가 분화하여 뿌리처럼 보이는 지하기관(예를 들면 비늘줄기·덩이줄기)으로 발달한다.

뿌리가 지하기관과 다른 점은 뿌리에는 뿌리골무가 있으며 눈이 아닌 내부 조직에서 가지가 나오고, 잎이 달린 흔적인 엽흔(葉痕)과 눈을 갖지 않는 것이다. 1차뿌리 또는 어린뿌리는 씨에서 싹이 나올 때 맨 처음 나오는 기관으로 땅속으로 자라 어린 나무를 고정시킨다. 겉씨식물과 쌍떡잎식물에서는 어린뿌리가 자라 원뿌리[主根]로 되며 여기에서 곁뿌리인 2차뿌리가 생긴다.

이러한 뿌리체계를 원뿌리계라 한다. 홍당무나 순무와 같은 식물에서 원뿌리는 영양소를 흡수하고 부풀어올라 양분을 저장하는 기관으로 된다. 벼과 식물이나 그밖의 외떡잎식물은 굵기가 거의 같은 뿌리들의 다발인 수염뿌리계로 되어 있다.

이러한 뿌리망[根罔]은 원뿌리에서 가지쳐나오지 않고 줄기 기부에서 나온 수많은 뿌리로 이루어진다.

뿌리의 길이생장은 뿌리 끝 부분에서만 일어난다. 뿌리의 맨 끝은 골무처럼 생긴 뿌리골무로 덮여 보호되고 있다. 뿌리골무 바로 위에는 정단분열조직이라는 세포분열이 매우 활발한 조직이 있다.

여기서 만들어지는 세포의 일부는 뿌리골무로 되나 대부분은 분열 부위 바로 위에 길이생장을 하는 신장부위에 놓여져 길게 자란다. 신장대 윗부분에 성숙부위가 있는데, 이 부위에서 뿌리의 1차조직이 모두 만들어지며, 분열조직 위에서부터 시작된 세포분화 과정이 끝난다.

뿌리의 1차조직은 가장 바깥에서부터 가장 안쪽으로 표피·피층·관다발의 순으로 이루어져 있다.

표피는 얇은 세포벽이 있는 세포로 이루어져 있으며 대개 하나의 세포층으로 되어 있다. 물과 무기염류의 흡수는 표피를 통해 일어나며 땅 위에 사는 대부분의 식물들에는 뿌리털이 발달해 물과 물에 녹아 있는 무기염류의 흡수를 훨씬 더 효율적으로 수행한다. 이러한 뿌리털은 표피 세포벽이 가느다란 원통처럼 길게 늘어난 성숙부위에만 나타난다.

뿌리에서 물의 흡수는 주로 삼투현상에 의해 일어나는데, 삼투현상은 ① 여러 가지 염류, 당류, 그밖에 물에 녹아 있는 유기물질을 함유하는 표피세포의 안보다 토양 속의 물의 활동도가 더 높고, ② 표피세포의 막이 물은 통과시키나 세포 내에 녹아 있는 대부분의 물질들은 통과시키지 않으므로 일어난다.

이런 조건에서 삼투압 기울기가 만들어져 물이 표피세포 안으로 들어오게 된다. 이렇게 물이 들어오면서 생기는 힘을 근압(뿌리압)이라 하고 이 힘은 뿌리에서 식물 전체로 물을 운반하는 데 쓰인다. 또한 근압은 식물체에서 물이 올라가는 데 부분적으로 도움이 되지만 근압만으로 키가 큰 나무의 꼭대기까지 물이 운반되는 것은 아니다. 물과 용해된 무기염류는 뿌리를 가로질러 표피에서 관다발로 이동되어 식물의 다른 부분으로 운반된다.

피층은 관다발조직을 따라 잎에서 운반되어 내려온 양분을 저장하기도 한다.

피층의 가장 안쪽에는 내피(內皮)라고 부르는 세포들이 빽빽이 쌓인 세포충이 있는데, 이 층에서 피층과 관다발조직 사이의 물질이동이 조절된다. 관다발은 내피 안쪽에 있으며, 곁뿌리가 만들어져 나오는 세포층인 내초(內鞘)로 둘러싸여 있다.

관다발을 이루고 있는 조직 가운데 물과 양분을 옮겨주는 통도조직들은 별 모양을 이루어 배열되어 있다. 물과 물에 녹아 있는 무기염류를 운반하는 물관부 조직은 별 모양의 통도조직에서 중심부에 위치하며, 양분을 이동시키는 체관부 조직은 별 모양의 끝과 끝 사이의 바깥쪽으로 조금씩 몰려 있다(유관속).

나무의 오래된 뿌리에는 2차조직들이 발달하여 지름이 더 커진다.

이러한 2차조직들은 관다발 부름켜와 코르크 부름켜에 의해 만들어진다. 이것이 발달하면서 관다발 부름켜는 1차 관다발 둘레에 둥그런 형태를 이룬다. 관다발 부름켜에서 세포분열이 일어나면서 2차 물관부는 이러한 원 형태의 안쪽에 생기고 바깥쪽에는 2차 체관부가 만들어진다. 2차 관다발조직들은 자라면서 내초를 바깥쪽으로 밀어내고 피층과 표피를 떨구어 낸다. 내초는 코르크 부름켜가 되어 피층과 표피를 대신할 코르크 세포들을 만든다.

부정근(不定根)은 뿌리가 아닌 줄기나 잎에서 나온 것으로 특히 땅속줄기에 많다. 부정근이 만들어지므로 꺾꽂이로 줄기나 잎을 영양번식시킬 수 있다. 뿌리가 항상 땅속에만 있는 것은 아니다. 줄기에서 나와 흙에 닿을 때까지 길게 자라거나 그냥 공중에 매달리기도 하는데 이것을 공기뿌리라고 한다.

공기뿌리는 식물체를 지지하는 역할을 하는데, 옥수수, 판다누스 보니넨시스(Pandanus boninensis), 벵갈보리수 등에서 볼 수 있다.