האצות, שקדמו לצמחי היבשה חיו כשהן טבולות במים. הן יכלו לקלוט את המים והמינרלים הדרושים לקיומן מהמים שסביבן דרך כל החלקים שלהן. המעבר ליבשה התאפשר הודות לכך שבנוסף לעלים בהם מתבצעת הפוטוסינתיזה, שהיא התהליך המאפשר לצמחים לגדול, התפתחו השורשים החודרים לקרקע וקולטים משם את המים והמינרלים, שהצמחים לא יכולים לקלוט מהאוויר. המבנה של השורשים כולל צינורות, דרכם זורמת התמיסה שנקלטה מהקרקע לכוון הנוף של הצמח שמעל לפני הקרקע.
כשם שיכולתם של העלים לקלוט את אור השמש ואת CO2 מהאוויר תלויה במידה רבה בגודלו של שטח פניהם, כך גם יכולתם של השורשים שלקלוט מים ומינרלים תלויה בגודלו של שטח פניהם. המינרלים הנקלטים בשורשים ומועברים לעלים הם המקור למינרלים לכל היצורים החיים בבית הגידול. אוכלי הצמחים קולטים אותם בזמן שהם אוכלים את הצמח, ובכלל זה כמובן גם אנחנו בני האדם, ואל הטורפים מגיעים המינרלים גם-כן דרך מזונם. הצמחים, אם כן, הם לא רק ספקי החומרים האורגניים לכל בעלי החיים אל גם ספקי המינרלים החיוניים לקיומם.
את שטח הפנים של השורשים אנחנו מודדים בסמ"ר לכל גרם רקמת שורש. היות והשורשים בנויים כגלילים הרי ככל שהם דקים יותר כך נדרשת כמות קטנה יותר של רקמה לבנייה של כל סמ"ר שטח פנים. אבל לצורה זאת של שורשים דקים יש גם חסרון כי יכולת הזרימה של התמיסה בצינורות הדקים היא קטנה. על-מנת להוליך את התמיסה בקצב המתאים דרושים צינורות עבים דווקא. התוצאה היא שמערכת השורשים של כל צמח היא מערכת מסועפת מאוד הבנויה חלקה שורשים דקים, שהם אלה הקולטים את המים והמינרלים מהקרקע ובחלקה האחר שורשים עבים יותר המוליכים את התמיסה לכוון הנוף. היחס בין החלקים השונים של המערכת אופייני לכל מין.
בשורשים הגדלים אל תוך הקרקע, שהיא תערובת של חלקיקים זעירים וביניהם חללים שחלקם מלאים אוויר ובחלקם יש תמיסה מימית ובה מומסים מינרלים שונים, התפתח מנגנון המכוון אותם ראשית לצמוח כלפי מטה. מנגנון זה מבוסס על תחושה של כוח הכבידה המושך כל דבר לכוון מרכז כדור-הארץ ועל היכולת של השורש לכוון את צמיחתו בהתאם לכך. אבל לו כל השורשים היו צומחים באותו כוון הרי המבנה לא היה יעיל, מבחינת ניצול המשאבים שבכל נפח הקרקע. יעילותה של מערכת השורשים נקבעת, אפוא, לפי היכולת שלה לשלוח שורשים בזוויות שונות ולאו דווקא כלפי מטה ומידת ההסתעפות שלה. הזוויות שבין השורש הראשי לשורשים הצדדיים וצפיפות ההסתעפויות גם הן אופייניות לכל מין של צמח והן חלק מתכונות המבטאות את התאמתו לבית הגידול בו הוא חי.
בקרקע חולית המחלחלת מאוד חלק ממי הקרקע נמצאים קרוב לפני השטח, מיד לאחר הגשמים, אך רובם מחלחלים לעומק רב. אנו אכן מוצאים בין צמחי החולות כאלה שחלק ממערכת שורשים שטחי מאוד וחלק אחר מגיע לעומק רב. בקרקעות אחרות בהן פיזור המשאבים המים אחיד יותר אנחנו מוצאים מערכת מסועפת בצורה אחרת. בנוסף להשפעת פיזור המים על כווני צמיחת השורשים הם מושפעים גם מגורמים אחרים. אחד החשובים ביותר הוא החמצן הנמצא באוויר שבין חלקיקי הקרקע. אם הקרקע מוצפת במים ואין אוויר בין החלקיקים שלה, לא יוכלו השורשים לצמוח אליה בגלל חוסר החמצן. אבל לצמחי הביצה, ששורשיהם טבולים בבוץ, יש מבנה מיוחד המאפשר להם להעביר חמצן לשורשים. גורם חשוב אחר המשפיע על צמיחת השורשים היא הטמפרטורה בכל מקום בקרקע. הטמפרטורה מושפעת מכך שפני הקרקע, מתחממים באור השמש או מהאוויר החם שמעליהם. מבנה הקרקע ומידת הרטיבות שלה הם הקובעים כיצד חום זה יועבר לשכבות העמוקות יותר. כתוצאה מכך הטמפרטורה בכל מקום בקרקע משתנה במשך הזמן, היממה והשנה, בהתאם לשינויים בקרינת השמש וטמפרטורת האוויר.
מבנה הקרקע, גודל החלקיקים המרכיבים אותה, אם היא מכילה אבנים או סלעים וכד' משפיע גם הוא על צמיחת השורשים. כתוצאה מכל אלה אנו מוצאים בקרקע מערכות שורשים שונות, המסתעפות בצורות מיוחדות ומגיעות לעומקים שונים. השילוב של מערכות שורשים השונות זו מזו הוא חלק מהיכולת של צמחים שונים לצמוח זה ליד זה בבית-הגידול, כשכל אחד מהם מנצל חלק אחר של נפח הקרקע העומד לרשותם.
בגלריה מוצגות תמונות של מערכות שורשים של צמחים שונים. התמונה הראשונה היא מפרסום אמריקאי מלפני 100 שנה. שאר התמונות מתוך אטלס של צמחי מרכז אירופה שכיום ניתן למצוא אותו סרוק ברשת האינטרנט:
"Root Atlas of Central European Field Weeds and Cultivated Plants."
By Lore Kutschera and Erwin Lichtenegger