Skip to content
reklama

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

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

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).

blank
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
Právě v prodeji
reklama
Sdílej!
Komentáře
Další články z rubriky Věda a technika
Zobrazit více …

Nenechte si ujít další zajímavé články

Matčina prokletá prosba
skutecnepribehy.cz

Matčina prokletá prosba

Než mi zemřela matka, řekla mi zvláštní věc:...
Váš favorit nevyhrál mistrovství světa? Možná mu nepomohlo dost čarodějnic
epochalnisvet.cz

Váš favorit nevyhrál mistrovství...

Velké turnaje jsou vždy vítaným svátkem pro milovníky...
Koupele pro krásné vlasy
panidomu.cz

Koupele pro krásné vlasy

Ve skutečnosti to nejsou koupele, ale oplachy, jenže to...
Miliontý dobrovolník pro akci Ukliďme Česko. Třeba jste to vy…
21stoleti.cz

Miliontý dobrovolník pro akci...

Těsně před hlavním termínem dobrovolnické akce Ukliďme...
Gliese 581: Výprava do krajů potenciálního života
enigmaplus.cz

Gliese 581: Výprava do krajů...

V rámci postupujících možností dálkového...
Gruzínské kuře čakhokhbili
tisicereceptu.cz

Gruzínské kuře čakhokhbili

Rádi zkoušíte zahraniční recepty? Uvařte pro...
Moderátorka vrací úder. Soukalová míří do filmu!
nasehvezdy.cz

Moderátorka vrací úder....

Bývalá hvězda biatlonu...
Probíhají na krkonošské sjezdovce tajné obřady na počest bohyně Kybelé?
enigmaplus.cz

Probíhají na krkonošské...

Sníh v nejvyšších polohách českých hor stále ještě...
Kuchyňské ostrůvky a jejich možnosti
rezidenceonline.cz

Kuchyňské ostrůvky a jejich...

Kuchyňské ostrůvky jsou již běžnou součástí mnoha...
Přivítejte jaro ve Four Seasons Hotel Prague
iluxus.cz

Přivítejte jaro ve Four...

Oslavte ve Four Seasons Hotel Prague...
Daniela Písařovicová má v životě konečně jasno. Dítě, nebo konec!
nasehvezdy.cz

Daniela Písařovicová má v...

DANIELA PÍSAŘOVICOVÁ (44)...
Klášterec nad Ohří, město pramenů a porcelánu
epochanacestach.cz

Klášterec nad Ohří, město...

Klášterec nad Ohří leží...

Předplatné časopisu

Chcete znát odpověďi? EPOCHA je pro Vás jasnou volbou. Již 17 let pro vás mícháme koktejl toho nejzajímavějšího, co se kolem nás děje!

Zvolte variantu

Epocha