Domů     Stabilní izotopy pomáhají objasnit, jak rostlina obnovuje svou „kůži“
Stabilní izotopy pomáhají objasnit, jak rostlina obnovuje svou „kůži“
16.3.2023

V popularizačním zápalu jsme si v názvu dovolili zjednodušení. Rostlina nemá kůži. To, co ji na povrchu chrání a zároveň umožňuje komunikovat s okolím, se nazývá kutikula. Tohle slovo ale normálním lidem moc neříká.

Kutikulu mají na povrchu i mechy. Zatímco zelené rostlinky snesou vyschnutí, tobolky by zahynuly. Proto mají na povrchu celkem silnou kutikulu a tak napodobují listy cévnatých rostlin (skoro vše velké, co nás obklopuje). Snímek je z fluorescenčního mikroskopu a červeně září chlorofyl. Tobolky jsou ho plné a tak je to důkaz, že jsou schopné fotosyntézy. Foto: JČU
Kutikulu mají na povrchu i mechy. Zatímco zelené rostlinky snesou vyschnutí, tobolky by zahynuly. Proto mají na povrchu celkem silnou kutikulu a tak napodobují listy cévnatých rostlin (skoro vše velké, co nás obklopuje). Snímek je z fluorescenčního mikroskopu a červeně září chlorofyl. Tobolky jsou ho plné a tak je to důkaz, že jsou schopné fotosyntézy. Foto: JČU

Kutikula je tenká blanka, u většiny rostlin ani ne tisícinu milimetru silná, kterou umíme z listu oddělit a zkoumat. Je to zjednodušeně řečeno síť „nasáklá“ (impregnovaná) vosky. A vosky jsou velmi nepropustné a odpuzují vodu.

A to je právě hlavní funkce kutikuly. Chrání list před vyschnutím, ale pro svou vodoodpudivou povahu, také před zaplavením, třeba během prudkých dešťů.

Kutikulu podobné funkce, ale jiného původu, má na povrchu těla také hmyz, pavouci a jiná drobná suchozemská žoužel.

Rostlinná kutikula rovněž chrání list před chorobami a škůdci. Drobné bakterie a houbová vlákna většinou nedokáží kutikulu prorazit ani chemicky rozložit. Proto musí hledat „kde nechal tesař díru“. Těmi mohou být drobná poranění, ale také průduchy.

Průduchy jsou přirozené otvůrky na listech a dalších nadzemních površích rostlin. Jsou důmyslným spoluhráčem kutikuly, protože se umí otevírat a zavírat. Když rostlina nemá dost vody, průduchy se zavřou a přes kutikulu se voda skoro nevypařuje.

Rostlina pak sice nevyschne, ale zároveň se do ní nedostane oxid uhličitý – hlavní potrava rostliny. Zjednodušeně řečeno, rostlina nepřirůstá.

Když je vody dostatek, průduchy se znovu otevřou, list vypařuje vodu a roste (protože „baští“ CO2 a ten přetváří na cukry a další organické látky).

Povrch listu studovaného druhu Clusia rosea pod skenovacím elektronovým mikroskopem. Uprostřed vidíte průduch, kterým rostlina reguluje výdej vody a příjem oxidu uhličitého. „Kry“ po celém povrchu jsou vosky na povrchu kutikuly složené zde hlavně z alkanů. Foto: JČU
Povrch listu studovaného druhu Clusia rosea pod skenovacím elektronovým mikroskopem. Uprostřed vidíte průduch, kterým rostlina reguluje výdej vody a příjem oxidu uhličitého. „Kry“ po celém povrchu jsou vosky na povrchu kutikuly složené zde hlavně z alkanů. Foto: JČU

O kutikule toho víme hodně a zkoumají jí po světě stovky vědců. To je ale třeba v porovnání s výzkumem rakoviny, samozřejmě méně. Mnohé ale stále nevíme.

Například zda se matrix (to je ta nosná síť, jak jsme to na začátku zjednodušili) a vosky obnovují po celý život listu nebo jen během jeho růstu. Svět ale není černobílý a i tady se ukazuje, že odpověď může být ano i ne, podle podmínek a druhu rostliny.

Například záleží na tom, zda list žije jednu sezónu nebo mnoho let. Taková kapusta nebo opadavý strom nemusí do ochrany listu tolik investovat. List žije nanejvýše několik měsíců a pak odpadne. Ale vezměme si takový břečťan, smrk či agáve.

Tam listy vydrží mnoho let, u agáve třeba desetiletí. Kutikula tak musí odolávat nepřízni počasí – mrazu, vedru, ale také stále silnějším dávkám ultrafialového záření ze sluníčka. A stále musí být funkční. Jinak by list zemřel.

Proto je u stálezelených druhů kutikula mnohem tlustší (až setiny mm) než u opadavých (většinou méně než 1 µm, což je tisícina mm). Zároveň jsme zjistili, že vosky se doplňují i u dospělých listů, které dosáhly konečné velikosti a zdánlivě se tak nevyvíjejí.

Kutikula se obnovuje hlavně u těch dlouhověkých, kde se vosky vlivem větrné a vodní eroze ztrácí. U již jmenované kapusty je doplňování materiálu v kutikule dospělého listu minimální. Matrix, překvapivě, se tvoří jen během růstu listu. A jak jsme na to všechno přišli?

Nechali jsme rostlinky v těžkém (ale stabilním, nikoli radioaktivním!) oxidu uhličitém (13CO2). Ten v přírodě tvoří jen 1 %, zatímco normálního (12CO2) je 99 %. Vtip je v tom, že se oba chovají v živých tvorech prakticky stejně;

ani ten těžký neškodí a my ho můžeme sledovat a měřit s velkou přesností. Průduchy se dostane do vnitřku listu, kde probíhá fotosyntéza. Ta jej zabuduje do organických látek, podobně jako lehký uhlík. Z uhlíku rostlina buduje prakticky celé své tělo.

Nejprve se hromadí v cukrech (v cukrové řepě a třtině v enormním množství a tak ho člověk využívá). Postupně ale tvoří i strukturní součásti těla rostlin – buňičinu, dřevo, kutikulu a další.

Takže když se začne těžký uhlík objevovat ve voscích kutikuly dospělých listů, znamená to, že rostlina musela tyto vosky vytvořit až po té, co byla přemístěna do vzduchu, kde těžký izotop uhlíku převládá (protože byl uměle přidán). Toto, tedy jak je to s opravou „kůže rostlin“, se dosud nevědělo.

Rostliny jsou úžasné organismy, vděčíme jim za kyslík, stavební materiál i potravu. Jejich masa na Zemi je mnohonásobně vyšší, než hmota všech zvířat. Jsou proto zásadní pro stabilitu ekosystémů i přežití člověka.

Proto je má určitě smysl studovat a stabilní izotopy nám v tom mohou pomoci. Toto je jen jeden příklad.

RNDr. Jiří Kubásek, Ph.D.

Foto: JČU
Související články
Věda a technika
Co oko nevidí – teď už uvidí!
Ve vlaku z Olomouce se náhodně potkají dva staří známí. A zatímco vagon kodrcá po hrbolatých kolejích, potřásají si rukou. Když si jeden z nich všimne článku v odborném časopise, brzy se téma stočí k složitějším otázkám, než „jak se má rodina, pane profesore?“ Je rok 1952 a článek pojednává o kontaktních čočkách vyrobených z ušlechtilých kovů. Kontaktní čočky nejsou […]
Věda a technika
Iracionální strach: Bubáci a ti další – co na ně říká náš mozek?
„Já ho vážně viděl! Měl drápy! A rudě svítily!“ Dítko šermuje rukama a ukazuje kamsi na noční zahradu. Strach krom jiného podporuje sugestibilitu. A to nejen u dětí. „Strach má velké oči,“ říká se – a je to přesně tak. Když se bojíme, náš mozek si pohrává s nastavením smyslů. Vše je jakoby jasnější, přiostřené. Zdá […]
Věda a technika
Proč se rostliny řídí čísly? Vědci rozplétají záhadu
Na počátku 20. století začínají botanici a matematici rozplétat mechanismus, kterým rostliny dodržují čísla Fibonacciho řady. Otázka nezní jen proč, ale také jak. Ukazuje se, že rozhodující roli hrají tzv. meristémy – růstová pletiva na špičkách rostlin. Právě tam vznikají nové listy nebo semena a právě tam dochází k „rozhodnutí“, kam bude nový prvek umístěn. […]
Věda a technika
Skrytá tajemství Tutanchamona: AI ukazuje, co Carter opominul
Když Howard Carter v roce 1922 odhalil téměř neporušenou hrobku faraona Tutanchamona, šlo o senzaci, která změnila dějiny archeologie. Přestože jeho tým strávil celé desetiletí podrobným průzkumem a vyklízením jednotlivých komor, moderní technologie dnes ukazují, že i nejpečlivějšímu badateli mohly uniknout zásadní detaily. Dnes, o více než sto let později, využívá věda digitální mumifikaci, pokročilé […]
reklama
lifestyle
Jak si oblékáním vylepšit náladu: Každá barva vás naladí jinak
Obleču si něco a hned je mi líp. Říkám si, proč ne? Dopaminové oblékání je o tom, že šatník není jen o stylu, ale i o náladě. Když přijdu k ránu k skříni a sáhnu po barvě, která ve mně rezonuje.  Oblečení, které mě rozveselí, se stává malou každodenní rituální dávkou radosti a sebepřijetí. „Dneska obleču […]
Dějiny pleteniny: Od jedné jehlice ke druhé a proč očka izolují před chladem
Vlněné oblečení prochází s námi dějinami už více než tisíciletí. S první pleteninou se potkáváme už v dobách hluboko před naším letopočtem. Tehdy šlo hlavně o její praktické vlastnosti a vzhled se moc neřešil, ovšem dnes zase naopak nejde jenom o módní výstřelek. Možnost zahřát se, když venku mrzne až praští, je totiž důležitá i […]
Drew Barrymoreová a Jeremy Thomas: Šlo ženichovi jen o zelenou kartu?
„Proč jsem si ji vzal? To je přeci jasné, byla to Drew Barrymoreová a byla setsakra rozkošná,“ vysvětlí tehdy 31letý majitel jednoho z úspěšných losangeleských barů Jeremy Thomas, proč si 20. března 1994 vezme teprve 19letou protřelou hereckou divu Drew Barrymoreovou. Odkud se znají? No přeci z Jeremyho baru, kde je mladá kráska často naložená. […]
Začátek adventu patří fialové
První adventní neděle patří mezi chvíle, kdy se tempo roku zvolna mění. Světla se rozsvěcují dřív než obvykle, domy provoní koření a lidé poprvé zapalují svíčku na věnci. Advent totiž není jen předvánoční shon. Advent je obdobím očekávání, ztišení a připomínky, že i moderní svět potřebuje okamžiky klidu. A právě první adventní neděle otevírá celé […]
historie
Konce expedicí do Arktidy i Antarktidy: Hroby v ledu i strastiplná pouť v rozbouřeném moři
Patří k nejodvážnějším britským námořníkům své doby. Právě proto Siru Johnu Franklinovi svěří Královské námořnictvo velký úkol: Najít a proplout severozápadní cestu, legendární mořskou trasu, která by spojila Atlantik s Pacifikem přes zmrzlé arktické vody. V roce 1845 vyplouvá John Franklin (1786–1847) z Anglie se dvěma špičkově vybavenými loděmi, Erebus a Terror, a s posádkou […]
Byl Nero krvelačný šílenec, který zapálil Řím?
Řím hoří, lidé umírají a jejich vládce stojí na věži paláce, drnká na kitharu a zpívá. Opěvuje zkázu města, které nechal sám zapálit. Tak praví dějepisci. Jenže opravdu to tak bylo? Opravdu byl císař Nero (37–68 n.l.) šílenec, který zapálil vlastní město? „Historie je něco, co se nikdy nestalo, sepsána lidmi, kteří u toho nebyli,“ […]
Tajemná smrt kontroverzního režiséra!
Jako každé ráno kráčí podél pobřeží a poslouchá šum mořských vln. Ranní pohodu rozvíří vyděšený výkřik. Kousek od ní leží znetvořené tělo, málo kdo by v něm hledal jedno z velkých jmen italské kinematografie. Filmař, homosexuál a marxista – všechna tato slova vystihují italského režiséra Piera Paola Pasoliniho (1922–1975). Jeho povaha vyhledávající skandály ho však jednou doběhne. […]
Nejstarší vánoční trhy v Evropě: Vídeňané doplňovali zásoby na zimu
Píše se rok 1296 a ve Vídni se poprvé otevírá „prosincový trh“ skromný, ale významný, jak si Vídeňané hned uvědomují. Uličky u katedrály ožívají vůní koření, čerstvého chleba a dokonce třeba i drobných, třeba jednoduchých dřevěných hraček, které udělají radost dětem. Tenhle středověký trh je dávným předchůdcem dnešních slavnostních adventních tržišť a nese v sobě ducha […]
Nenechte si ujít další zajímavé články
Dulce: Dobrota, které neodoláte
panidomu.cz
Dulce: Dobrota, které neodoláte
Ta dobrota se jmenuje dulce de leche a možná už jste ji objevili v obchodech. Ale nepochybujte o tom, že doma připravená bude ještě lepší. Název je španělský a znamená jednoduše „mléčná sladkost“. Původ ovšem není úplně jednoznačný, o autorství této receptury se pře hned několik latinskoamerických zemí a k tomu Francie, kde se traduje,
Ferdinand I. zatrhl šizení na tržištích
historyplus.cz
Ferdinand I. zatrhl šizení na tržištích
„Prvotřídní kvalita, dovoz z Itálie,“ přesvědčuje kupec s látkami bohatou pražskou měšťanku. Žena pečlivě osahává štůček mušelínu. „Vezmu si pět loket,“ prohlásí. Kupec rychle naměří požadovanou délku. Pořádný kus mu přitom zůstane za prsty…   „Na šaty ho bude málo, milostpaní. Stačí jenom na sukni,“ zhodnotí švadlena množství růžového mušelínu. „Ošidili vás, podívejte.“ Vezme do ruky dřevěnou
Kouzlení s vodou z potoků a studánek
nejsemsama.cz
Kouzlení s vodou z potoků a studánek
Voda má v magii zvláštní místo. Má jedinečné vlastnosti, které pro vás mohou být nejen zdrojem osvěžení, ale i duchovní síly a léčení. Voda z potoků a studánek má moc přinést do vašeho života pozitivní změny a obnovit vaši energii. Využitím těchto přírodních zdrojů v magii můžete obohatit své rituály a přinést do svého života větší harmonii a klid. Je důležité
Ten můj chlap je prostě báječný
skutecnepribehy.cz
Ten můj chlap je prostě báječný
Jsem holka Štěstěny, tvrdila moje máma, když jsem doma představila Mirka. Mohla na něm oči nechat. To nadšení ji neopustilo nikdy. Myslím, že mi trochu záviděla, ale nikdy jsem jí to neřekla. Tátu měla ráda, ale co si pamatuji, tak jsme s Mirkem byli zamilovaní mnohem víc. Jsme spolu moc rádi Tehdy byla jiná doba, když
Září Svobodová díky nové lásce?
nasehvezdy.cz
Září Svobodová díky nové lásce?
Přestože jí osud připravil až příliš kruté momenty, nikdy nepřestala věřit, že bude znovu šťastná. Sympatická herečka ze seriálu Ulice Ilona Svobodová (64) se má už několik týdnů potkávat se stejně
Hříbková omáčka
tisicereceptu.cz
Hříbková omáčka
Královskou houbou českých lesů je pravý hřib. Suroviny 400 g houby 1 větší cibule 2 lžíce másla 200 ml šlehačky 100 ml zakysané smetana 1 bobkový list 5 kuliček nového koření petrželka ne
Krvavé maltské podzemí a tajemná Petra
enigmaplus.cz
Krvavé maltské podzemí a tajemná Petra
V oblasti Paola na předměstí hlavního města La Valetta na Maltě se v roce 1902 dostala skupina dělníků do problémů. S několika se při rozbíjení skal propadla zem. „Dostaňte nás odsud, něco tady je,“ z
Historické Boskovice: Procházka od hradu k zámku
epochanacestach.cz
Historické Boskovice: Procházka od hradu k zámku
Návštěvou jednoho města si snadno zajistíme program třeba na celý víkend. Boskovice totiž nabízejí hned dvě významné architektonické památky, vzdálené od sebe jen půl kilometru. A tak se vydejme za hradem i za zámkem do krásné jihomoravské krajiny. Trhová osada Boskovice na okraji Drahanské vrchoviny vznikla někdy ve13. století, a už v roce 1313 kronikáři zaznamenali
Pátrání po nacistickém zlatě: Je ukryté pod hladinou německého jezera?
epochalnisvet.cz
Pátrání po nacistickém zlatě: Je ukryté pod hladinou německého jezera?
Nad vodou se převalují chuchvalce mlhy, ze kterých se náhle vynoří siluety několika člunů. Mají velmi podivnou posádku. Dobře živení, po zuby ozbrojení muži v černých uniformách a na straně druhé: zubožená těla oblečená v chatrných vězeňských hadrech. Co tato přízračná scéna znamená?   Je jaro roku 1945, druhá světová válka se chýlí ke konci. Jezero Stolpsee
Stinná stránka rozvinutějších mozků: rychleji stárnou
21stoleti.cz
Stinná stránka rozvinutějších mozků: rychleji stárnou
Lidský mozek, více než jakýkoliv jiný orgán, odlišuje náš druh od ostatních. Během posledních přibližně sedmi milionů let se jeho velikost a složitost výrazně zvýšila, což nám umožnilo používat jazyk,
&Beyond: Nezapomenutelné safari napříč východní Afrikou pro romantiky i dobrodruhy
iluxus.cz
&Beyond: Nezapomenutelné safari napříč východní Afrikou pro romantiky i dobrodruhy
&Beyond, světově uznávaný lídr v oblasti luxusní ekoturistiky, představuje své rozmanité portfolio safari lodgů a kempů ve východní Africe. Jako lídr v oblasti zodpovědného cestovního ruchu organi
Dechberoucí „katedrála“ v oblacích
rezidenceonline.cz
Dechberoucí „katedrála“ v oblacích
Třípodlažní penthouse na vrcholu nejvyššího věžáku severně od 72. ulice v New Yorku „patřil“ jednomu z protagonistů populárního seriálu, mapujícího život milionářské rodiny Royových. Jakkoliv jsou jejich osudy fiktivní, nemovitosti, v nichž „žijí“, jsou velmi reálné. Ohromující luxusní byt s pěti ložnicemi, čtyřmi koupelnami a výhledem na Husdon Yards je přitom jenom jednou z nemovitostí
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz