石斛气生根的兰科菌根根被细胞电镜扫描（图片来源：参考文献2）

气生根从生出到老化的过程中，外观也是不断变化的。以小叶榕为例，在下雨或潮湿天气会长出气生根，其尖端开始0-4cm处、呈白色或淡黄色的为新生部分，俗称嫩根；太阳照射、空气干燥和自身老化会使得气生根慢慢地成熟，外观变为黄色，此时称为成熟态；之后继续老化，当气生根表面变成褐色的、类似树皮的木质层便称为老化态，后两种形态都叫老根。老根部分根被较厚，外表粗糙，表面有微孔。又如下图中的锦屏藤，嫩根部分为红色，老根部分为绿色。

锦屏藤的老根与新根（图片来源：张莉俊拍摄）

气生根“空中喝水”的奥秘

科学家通过实验得出，不同状态的气生根，吸水方式也有所不同。

气生根的老根有两种方式吸收水分：一种是通过吸附作用使湿空气中的水蒸气转变成液态水，输送至根内，叫根被的吸附。另一种是通过微孔直接吸收凝结在空气灰粒上的水分，或储存并吸收下雨天时落在根表面的水分，将其输送至根内，叫做根被的吸收。

气生根的嫩根也有两种吸水方式：当气生根在流动的饱和空气中生长了一天后，表面会有密集的白色绒毛长出，绒毛起到凝结核的作用，使得空气中的水蒸气在其表面凝结，进而被输送到根内。这与地生根吸水原理相同，主要通过根毛来吸收空气中的水分。

另一种情况是，当气生根在接近饱和的空气中生长，表面没有白色绒毛长出时，气生根表面凝结水分主要通过浸润相变实现。浸润相变通常指液体在固体表面上发生的，从部分浸润状态到完全浸润状态的转化。发生浸润相变时，气生根周围空气接近饱和，且在气生根表面可以形成气-水分界面，且气生根表面温度略低于周围环境温度。因此，空气中的水蒸气会凝结在气生根表面，进而被输送至植物体内，称为根被的凝结机理。

气生根的生长，受到这三大因素的影响

1、环境影响

气生根的出现与生长环境密切相关。当环境温度高，植物的蒸腾作用大，仅仅依靠地生根不足以维持植物自身利用，植物就可以利用地上部分的茎叶或气生根吸收水分。例如榕树为了适应南方雨量多、高温高湿的环境，树干上长出许多条像绳子一样的气生根，起到辅助呼吸的作用。由于该类植物喜好温暖湿润的环境，多分布在热带和亚热带地区，以热带雨林地区的种类最多。在我国，多分布在长江以南地区。

榕树的气生根（图片来源：张莉俊拍摄）

或者当地下根系营养不足或者呼吸状态不理想时，植物也需要借助气生根吸收空气中的水分。例如火龙果在扦插种植期间，会有枝条冒出气生根，临时起到呼吸空气和吸收水分的作用。

火龙果的气生根（图片来源：中国植物图像库）

2、激素影响

植物激素在气生根的形成过程中扮演着复杂而重要的角色，既可以通过影响细胞的分裂和生长直接调控气生根的发育，又可以通过与其它分子互作来间接调控气生根的发育。研究发现，提高外源或者内源的生长素浓度均能够使植物生长出更多的气生根。例如，乙烯利会促进气生根的发生速度，而且乙烯利浓度增加，气生根的层数、条数和总重也会随之增加，但根却逐渐变细。

3、基因因素

除了外界因素之外，气生根的形成也受基因控制。科学家通过对玉米气生根发育过程的研究，发现生长素相关基因占据重要的比例。例如最先发现的突变体rt1是影响气生根发育的关键基因，具有这种突变体的植株地下根数量基本没有变化，而气生根全部缺失。此外组织学研究发现 RTCS 基因的突变也会影响到气生根的发育过程，从而使得突变体中只保留主根和侧根，而 RTCS 的同源基因 RTCL（RTCS-LIKE）也是生长素响应基因。

五花八门、功能各异的气生根，你见过哪些？

根据气生根的形态和作用不同，可以将其分为以下几类：

1、支持根

一些属于浅根系而植株又较高大的草本植物，如玉米、高粱等，在拔节后抽穗前，近地面的几个节上可环生几层气生的不定根，做向地性生长。入土后在土内产生侧根，有支持植株的特殊作用，称之为支持根，当支持根发育不良时，植株遇到大风易倒伏。此外，支持根也兼有吸收、输导等作用。