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
Tullundský muž: Nejslavnější mumie z bažin
V dánském údolí Bjældskovdalu leží Tollundský močál. V roce 1938 je tu při těžbě rašeliny objeveno tělo asi třicetileté pravěké ženy. Bohužel těžbou značně poničené. O 12 let později těží ve stejném močále rašelinu Viggo a Emil Højgaardovi. A 6. května 1950 se to stane. Jsou zhruba v hloubce 2,5 metru, když si všimnou ruky […]
Věda a technika
Co signalizuje brnění nohou?
Jedná se o poměrně časté obtíže, které v mnoha případech mívají banální příčinu. Zároveň ale mohou signalizovat chorobné stavy, které by člověk rozhodně neměl podceňovat. Brnění či mravenčení končetin čas od času potká každého. Dlouhé sezení způsobuje velký útlak nervů a obvykle odezní, jakmile změníte polohu a začnete se hýbat. Tento pocit lze popsat jako […]
Věda a technika
Co diktuje móda pro procházky měsíčním prachem?
Módní kritici by z nich asi u vytržení nebyli. Ani modelky na předváděcích molech by v nich asi neudělaly bůhvíjaký dojem. Přesto se jedná o jedny z nejúžasnějších druhů oblečení, které pod rukama krejčích vznikly. I když ani ne tak krejčích – hlavní slovo v tomto ohledu mají technologové. Vesmír pro člověka není přívětivým místem. […]
Věda a technika
Který pták létá nejrychleji?
Když někdy někam hodně spěcháme, přáli bychom si umět létat jako ptáci! Pomohlo by nám to? Dostali bychom se na určené místo rychleji než třeba autem? Za nejrychlejšího ptáka a zároveň vůbec nejrychlejšího živočicha na Zemi je považován sokol stěhovaný. Ten při střemhlavém letu dokáže vyvinout rychlost až 389 km/h (podle naměřeného rekordu)! Na paty […]
reklama
věda a technika
Ztráta paměti může potkat každého. Lze jí předcházet?
Paměť je schopnost mozku uchovávat a znovu používat uložené informace a zkušenosti. S věkem tato schopnost pomalu slábne. Existuji ovšem poruchy, které negativně ovlivňují paměť a vedou k zapomínání, klidně už v mladém věku. Jste v ohrožení? Paměť představuje jednu z důležitých funkcí našeho mozku. Umožňuje nám uchovávat si vzpomínky na již prožité. Rozlišujeme krátkodobou, střednědobou a dlouhodobou paměť, a […]
Kvantová mechanika přináší nový pohled na vnímání magnetického pole u ptáků
Naše vědomosti o migraci ptáků se posunuly od Aristotelových představ o tom, že se v zimním období rehci mění na červenky, nebo že hibernují, k poznání o migraci ptáků a jejím principu. K behaviorální vědě o migracích se tak postupně přidala molekulární biologie i kvantová fyzika. V posledních letech dokážeme mnohem přesněji určit délky tras a dob trvání cest […]
Pozor, na nebe míří umělá hvězda!
Už za pár let se nejspíš na nebi objeví nová hvězda! Nezrodí se běžnou cestou z molekulárního mraku, ani nepřiletí z dalekých končin vesmíru, bude to hvězda falešná! Kdo ji na oblohu pověsí? A k čemu vlastně? Ve vesmíru existují možná triliardy hvězd a o většině z nich máme jen minimum informací. Jak také zjistit […]
Lidská bytost na součástky: Kolik stojí člověk?
Několik lidí se sklání nad mrtvolou. Řežou do břicha, odkud postupně vytahují ledviny, srdce, játra a další orgány. Počínají si opatrně, protože při sebemenší chybičce mohou lidské tělo znehodnotit a v tomto případě nic nesmí přijít nazmar! Lidské tělo můžeme stejně jako například automobil rozebrat na nejmenší součástky a ty následně zpeněžit. Člověk by ale stál […]
reklama
zajímavosti
Démon lakomství: Jsou kleptomani posedlí?
Podléhá mu 50 legií určených ke službě všem bohatým hamižníkům. Jen připomeňme, že jedna legie čítá zhruba 5000 jedinců. Alespoň takto o údajném démonovi Mamonovi mluví svatý Lukáš (?–84), kterému je připisováno stejnojmenné evangelium tvořící třetí knihu Nového zákona.   V duchu rčení „hamty hamty, ať mám víc než tamty,“ se dočká personifikace i hebrejský […]
Jak se klubal na svět šicí stroj? V pachu spáleniny i balících peněz
„Vypadněte!“ zařve naposled majitel tkalcovské dílny. Marně. Pak zvedne pistoli s křesadlovým zámkem – a vystřelí na jednoho z mužů. Rozlícený dav zastaví. Na pomoc textilním továrnám bude muset vyrazit i armáda. Za vším přitom stojí dnes tak běžná věc: šicí stroj!   Do konečné podoby vynálezu, který zjednoduší život mnoha hospodyním a shodí ceny […]
Bylo dřív vejce, nebo slepice? A může pštros dýchat, když strčí hlavu do písku?
Přinášíme vám pelmel zajímavostí pro dnešní den! Proč nás svědí tělo? Svědění mohou způsobit různé kožní problémy, alergie, reakce na okolí nebo kořeněná jídla, nevyspání, psychické problémy, onemocnění ledvin, hormonální výkyvy, nedostatek vitamínů, kousnutí od komára a spousta dalšího. Příčin, které způsobují svědění pokožky, je mnoho. Někdy může svědění značit závažnější problémy, jindy naprosto banální. […]
Co všechno dokážou rostliny? Jsou chytřejší, než jsme si mysleli!
Výzkum rostlin v poslední době přináší neuvěřitelná zjištění. Rostliny mají paměť, využívají množství smyslů, a ve vnímání svého okolí člověka dokonce i předčí. Rostliny jsou už dlouho fascinujícím předmětem výzkumu. Vědci zjistili, že toho za určitých okolností dokážou opravdu hodně. Vnímají své viditelné okolí, zvládnou rozlišovat mezi červenou a modrou barvou, vnímají vůně a reagují […]
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