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
Delfíni mají vlastní jména. Volají na sebe podobně jako lidé
Představte si, že plavete mořem a místo obyčejného „ahoj“ uslyšíte něco jako „Péťo!“, „Jano!“ nebo „Karle, kde jsi?“. Přesně tak podle vědců funguje komunikace delfínů. Každý z nich si totiž vytváří jedinečný hvizd, který slouží jako osobní identifikátor. Jinými slovy: delfíni si dávají vlastní jména. A čím více je badatelé poslouchají, tím více zjišťují, že […]
Věda a technika
Citronová tráva: Chutná, voní a léčí
Na první pohled jen nenápadná tráva. Úzké listy, svěží zelená barva a výrazná citronová vůně, která se uvolní při sebemenším doteku. Přesto tahle rostlina patří k nejstarším a nejvšestrannějším pokladům tropické přírody a provází člověka už tisíce let v kuchyni, v léčitelství i v každodenním životě. Voňatka citronová, známá také jako citronová tráva, pochází z […]
Věda a technika
Chameleon nemění barvu jen kvůli maskování. Prozrazuje tím i svou náladu
Když se řekne chameleon, většina lidí si představí zvíře, které se okamžitě zbarví stejně jako větev, list nebo kmen stromu, na němž právě sedí. Chameleoni ale nejsou mistři převleků v hollywoodském stylu. Barvu mění hlavně proto, aby dali najevo své emoce, komunikovali s ostatními jedinci nebo si pomohli s regulací tělesné teploty. Jejich pestré proměny […]
Věda a technika
Zamrzne, přesto žije: Žába, která se promění v led a na jaře se znovu probudí
Kdyby žáby měly zimní dovolenou, Skokan lesní by ji trávil v mrazáku. Bez dramat, bez teplé deky a bez stížností. Když teploty klesnou hluboko pod nulu, tahle severoamerická žába doslova ztuhne. Srdce jí přestane bít, dýchání se zastaví a většina vody v jejím těle se promění v led. Přesto se na jaře „rozmrzne“, jako by […]
reklama
svět zločinu
Neobjasněný mord na lovu: Kdo stál za smrtí přemyslovského knížete Břetislava II.?
Je 22. prosince roku 1100. Český kníže Břetislav II. vyráží na lov poblíž dnešního Zbečna. Místo návratu na Pražský hrad však přichází smrt. Muž na něj zaútočí kopím a panovník svým zraněním podlehne. Kdo atentát zosnoval a proč? Odpověď neznají ani historici po více než devíti stech letech. Zimní les je tichý a pokrytý sněhem. […]
Na čí pokyn zemřel Václav III.? Vražda mladého krále zůstává po 720 letech nevyřešenou záhadou
Šestnáctiletý český král Václav III. pobývá v srpnu roku 1306 Olomouci a připravuje tažení do Polska. Místo vojenského triumfu však přichází smrt. Poslední mužský potomek rodu Přemyslovců padá rukou vraha a české dějiny se během jediného dne obracejí naruby. Ani po více než sedmi stech letech není jisté, kdo tehdy vraždil, a právě to činí […]
Kníže Jaromír umírá na záchodě. Vrah mu probodne zadek oštěpem
Středověk rozhodně není doba jemných způsobů. Český kníže Jaromír to poznává krutě na vlastní kůži. Jeden bratr ho nechává vykastrovat, druhý oslepit a nakonec přichází smrt, která patří k nejbizarnějším vraždám českých dějin. Přemyslovský vládce totiž umírá při návštěvě latríny, probodnou ho oštěpem zezadu. A kronikáři si tenhle detail s chutí zapisují. Píše se rok […]
Bývalou drogovou šéfku odklidí z cesty zabiják na motorce
Jen co zabouchne dveře řeznictví a odvrátí hlavu od těhotné snachy, zamrzne ji krev v žilách. Opodál stojí muž s helmou na hlavě. Krutý závěr života, který připravovala ostatním, teď čeká ji. Dva výstřely ji zasáhnou přímo do hlavy. Od něžného pohlaví čeká člověk laskavý a až mateřský přístup. Pro Griseldu Blanco (1943–2012) to ale neplatí. […]
záhady a tajemství
Neuvěřitelné náhody: 3 události, které se stanou dvakrát
Je ráno 3. listopadu 1950 a let Air India Flight 245 v podobě Lockheedu L-749A míří z Bombaje přes Káhiru a Ženevu až do Londýna. 34letý kapitán Alan R. Saint má důvod k obavám, počasí je pod psa, nebe křižují blesky a do trupu letadla usilovně buší déšť. Let skončí katastrofou. A brzy přibude další… […]
Ztracená hlava světce: Tři lebky svatého Vojtěcha dodnes děsí historiky
Když je roku 997 u Baltu zavražděn pražský biskup Vojtěch, nikdo netuší, že po něm zůstane jedna z největších relikviářových záhad Evropy. O staletí později totiž tři významná města tvrdí totéž: právě u nich leží pravá lebka českého patrona. Praha, polské Hnězdno i německé Cáchy začínají boj o ostatky světce, který nikdy úplně nekončí. Příběh […]
Tajemství smrti příliš mladého básníka: Mohli lékaři Jiřího Wolkera zachránit?
Oficiálně umírá na tuberkulózu. Přesto se kolem smrti básníka Jiřího Wolkera téměř sto let objevují otázky, zda jeho konec neurychluje zanedbaná léčba, pozdní diagnóza a drastické podmínky tehdejší péče. Jak to ve skutečnosti bylo? V pouhých dvaadvaceti letech onemocní Jiří Wolker (1900-1924) tuberkulózou průdušnice, tehdy jednou z nejnebezpečnějších nemocí Evropy. První příznaky však dlouho podceňuje. […]
Po českých stopách padlého řádu templářů
Posledním velmistr řádu, Jakub z Molay (asi 1243–1314), je s templářskou elitou odsouzen na doživotí. Když však on a Geoffroy de Charnay (asi 1251–1314) odvolají mučením vynucená přiznání, vyslouží si okamžitě hranici. 18. března 1314 jsou upáleni na ostrově la Cité na Seině, přímo uprostřed Paříže. Procesy s templáři potrvají celkem sedm let. Templářský majetek přebírají královští […]
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