K čemu slouží vosky na povrchu listů rostlin

Povrch rostlinného těla je pokryt pokožkou, která chrání nadzemní část rostliny před nadměrnými ztrátami vody. Zajišťuje také regulovanou výměnu plynů průduchy a slouží rostlině jako mechanická opora. Pro pokožku je typická přítomnost kutikuly. Kutikula je vytvořena na vnějších stěnách pokožkových buněk. Tloušťka kutikuly se pohybuje průměrně v rozmezí 1–15 μm, závisí především na prostředí, ve kterém rostlina žije. Rostliny žijící ve vlhkých podmínkách mají obvykle tenké kutikuly, naopak rostliny suchých oblastí mají často kutikulu tlustou.

Kutikula je tvořena voskovitým kutinem a často také dalšími vosky, které se mohou ukládat na vnějším povrchu kutikuly. Tyto vosky se často liší strukturou, distribucí i četností v závislosti na druhu, rostlinném orgánu a prostředí. Jedná se o velmi malé struktury, jejichž velikost lze určovat na úrovni nanometrů, pro jejich pozorování tedy optický mikroskop nestačí a je potřeba použít skenovací elektronový mikroskop. Vosky mohou mít různé tvary, např. kapičky, destičky nebo jemné proužky na povrchu listů (Obr. 1).

Tyto drobné voskovité struktury na povrchu rostlin hrají významnou roli při odrážení světla, čímž se snižuje možnost přehřátí rostlin. Jejich další funkcí je zabránění nadměrných ztrát vody odpařováním průduchy. Tuto funkci lze demonstrovat především na jehlicích nahosemenných rostlin. Vedlejší buňky průduchů vytváří kolem průduchu speciální prstence, které jsou hustě pokryté voskovitými strukturami (Obr. 2 A–C). Podobnou stavbu lze nalézt také u některých zástupců krytosemenných rostlin (Obr. 2 D).

Ačkoliv voskovité struktury jsou okem neviditelné, jejich přítomnost lze u některých rostlin velmi hezky demonstrovat. Vosky totiž mohou zajišťovat i vodoodpudivost listů některých rostlin (Obr. 3). V důsledku toho jsou listy „samočistící“. Voda a nečistoty stékají z listu vlivem nízké adheze na hydrofobní povrchy. Vodoodpudivost je výhodná také z hlediska napadení patogeny a parazitickými houbami. Snížením vlhkosti se vytváří nepříznivé podmínky pro jejich úspěšnou kolonizaci.

Kapičky vody držící kulatý tvar na povrchu listu jsou často objektem fotografů u nepukalek. Tyto vodní, volně plovoucí kapradiny, mají listy na horní straně pokryté charakteristickými vodoodpudivými trichomy (Obr. 4 A). Při smáčení listů nepukalek vodou trichomy zadržují vzduch a činí tak listy nesmáčivé (Obr. 5). Při ponoření listu do vody vzniká na jeho povrchu vzduchová vrstva způsobující vysoký vztlak, takže listy se po ponoření vznášejí zpět k hladině. K vysoké nesmáčivosti listů nepukalek přispívají také voskové struktury na povrchu listu (Obr. 4 B).

Podobný efekt nesmáčivých listů díky trichomům lze pozorovat i u kontryhelu (Obr. 6). Také v tomto případě přispívají k vodoodpudivosti voskové struktury na povrchu listu (Obr. 7).

Z povrchových struktur rostlin jsou běžně na středních školách pozorovány pomocí optického mikroskopu trichomy. Velice často jsou na povrchu rostlin přítomny také výše popsané voskové struktury, které ve školních mikroskopech pozorovatelné nejsou, jejich přítomnost však umožňuje provedení velmi zajímavých pokusů. Pro popis jejich struktury je nutné využít zvětšení, kterého sice není možné pomocí optického mikroskopu dosáhnout, lze však využít snímků ze skenovacího elektronového mikroskopu a objasnit tak žákům, kde se bere vodoodpudivost listů vybraných zástupců rostlin.

V didaktické části diplomové práce Leony Zuzákové lze nalézt připravený pracovní list na téma Hydrofobní povrchy rostlin. Pracovní list je zaměřen na pozorování a funkci nesmáčivých povrchů rostlin, rovněž se zaměřuje na využití hydrofobních povrchů rostlin v praktickém životě. Součástí je pracovní list pro žáky a řešení s metodickými pokyny k pracovnímu listu.