Die Wurzeln einer Pflanze spielen eine entscheidende Rolle bei der Fähigkeit, Wasser und essentielle Nährstoffe aus dem Boden aufzunehmen. Sie befinden sich typischerweise unter der Erde und dienen als Anker für die Pflanze, stabilisieren sie gegen Wind und Erosion. Ihre primäre Funktion geht jedoch über die bloße Verankerung hinaus; sie sind entscheidend für die Hydratation und Nährstoffaufnahme. Die Struktur der Wurzeln ist speziell angepasst, um die Oberfläche zur Wasseraufnahme zu maximieren. Wurzeln bestehen aus zahlreichen kleinen Wurzelhaaren, die die Oberfläche erheblich vergrößern und es der Pflanze ermöglichen, effizient Wasser aus dem umliegenden Boden aufzunehmen.
Wurzeln arbeiten durch einen Prozess, der als Osmose bekannt ist, bei dem Wasser von Bereichen mit hoher Konzentration im Boden zu Bereichen mit niedrigerer Konzentration innerhalb der Wurzeln wandert. Dieser Prozess wird in der Regel durch das Vorhandensein von gelösten Mineralien und Nährstoffen im Boden, die ebenfalls von den Wurzeln aufgenommen werden, erleichtert. Neben der Osmose können Wurzeln auch aktiv einige Nährstoffe und Mineralien transportieren, selbst gegen den Konzentrationsgradienten, wobei Energie in Form von ATP (Adenosintriphosphat) verwendet wird.
Wurzeln sind nicht nur wichtig für die Wasseraufnahme, sie spielen auch eine Schlüsselrolle in der Pflanzenernährung und der Bodengesundheit. Ein gut entwickeltes Wurzelsystem kann die Bodenstruktur verbessern, indem es hilft, Verdichtungen zu verhindern, und Wurzeln können auch organische Verbindungen freisetzen, die die mikrobielle Aktivität im Boden fördern. Darüber hinaus bilden einige Pflanzenwurzeln symbiotische Beziehungen zu Pilzen (Mykorrhiza), die die Wasser- und Nährstoffaufnahme unterstützen und die Pflanze noch effizienter im Umgang mit verfügbaren Ressourcen machen.
Wurzelsysteme können je nach Pflanzenart stark variieren, von faserigen Wurzeln in Gräsern bis hin zu Pfahlwurzeln, die für viele Dikotyledonen typisch sind (wie Karotten und Löwenzahn). Einige Pflanzen haben ihre Wurzeln an extreme Bedingungen angepasst, wie Wüstenpflanzen, die tiefe Wurzeln entwickeln, um Wasserquellen zu erreichen, während andere flache Wurzeln haben, die während des Regens effizient Oberflächenwasser sammeln.