Kutiikula (botaanika)

Kutiikula on taime lehti, noori võrseid ja muid osi kattev kaitsekile. See koosneb vahaga immutatud lipiididest ja süsivesinikpolümeeridest ning seda sünteesitakse ainult epidermi rakkudes.^[1]

Jugapuu okas

Kirjeldus

Kutiikula on lipiidpolümeeri kiht, mis on kaetud vahaga ning mis esineb kõikide taimede primaarorganite välispindadel. Kutiikula moodustab taimel koherentse välimise kihi, mille saab eraldada taime vigastamata. Kutiikula kaitseb taime kuivamise ja väliskeskkonnatingimuste eest, nagu näiteks dehüdratsioon, UV-kiirgus, tuul ja vihm, aga ka putukate ja seente eest, mis võivad taime oluliselt kahjustada. Selline kude on seega oluline alusuuringutes, põllukultuurides ning kvaliteedi parandamise seisukohalt. Selle ainulaadsed omadused on kaasa toonud ka uudseid arenguid, näiteks bioplast. See annab ülevaate hiljutisest edusammudest selles valdkonnas, interdistsiplinaarse nägemuse kutiikula kohta, mis stimuleerib tulevasi teadusuuringuid.^[2]

Struktuur

Epidermirakud sünteesivad kutiikula vahasid. Kutiikula koosneb lahustumatust kutiikula membraanist, mis on immutatud ja kaetud vahaga. ^[3] Vaha koostisosadeks on hüdrofoobsete ühendite segu, kus süsivesinikke on tavaliselt 16–36. ^[4] Kutiikula pealmine vahakiht kristalliseerub enamasti keerukate ridade, torude või plaatidega mustriks. Need mustrid suurendavad vee tõrjevõimet vaha pinna tugevdamisega. Vee sattumisel taime pinnale moodustub kohe veepiisk ja liikudes kannab see endaga koos ära saastavad osakesed. Kutiin aitab moodustada barjääri taime ja tema elukeskkonna vahel nii, et vesi püsiks taimes ja patogeenid väljaspool.^[5]

Funktsioonid

Taime kutiikulal on vee läbilaskvuse barjäär, mis takistab vee aurumist epidermi pinnalt, samuti takistab see välise vee ja lahustuvate ainete kudedesse sisenemist. Lisaks vee ja teiste molekulide läbilaskvuse barjäärile (takistab veekadusid), annavad mikro- ja manostruktuurid kutiikulale spetsiifilised pinnaomadused, mis takistavad taimsete kudede saastumist välise vee, mustuse ja mikroorganismide eest.^[6]

Õistaimede kutiikula on enamasti lehe peal paksem. Kuivema kliima jaoks kohastunud kserofüütsete taimede lehtedel on paksemad kutiikulad kui niiskema kliimaga mesofüütsetel taimedel, millel pole dehüdraatumise ohtu lehe alumises pooles.

Ka kutiikula vahakihil on kaitsefunktsioon. See moodustab tõkke, mis kaitseb viirusosakeste, bakterirakkude, spooride ning seente eest.^[7]

Evolutsioon

Esimesed taimed maismaal hakkasid kasvama 450 miljonit aastat tagasi. Taimede üleminekul veest maismaale hakkas tekkima kutiikula. Kutiikula võimaldas õhu keskkonnas säilitada vett.^[8]

Viited

1. Kolattukudy, PE (1996). Biosynthetic pathways of cutin and waxes, and their sensitivity to environmental stresses. Plant cuticles: an integrated functional approach. UK: BIOS Scientific Publishers, 83–108.
2. Budke, J.M., et al (2013). Dehydration protection provided by a maternal cuticle improves offspring fitness in the moss. Funaria hygrometrica Annals of Botany doi:10.1093/aob/mct033.
3. W. Barthlott, C. Neinhuis (2005). Purity of the sacred lotus, or escape from contamination in biological surfaces
4. Baker, EA (1982). Chemistry and morphology of plant epicuticular waxes. Academic Press 139-165.
5. Taiz L., Zeiger E., Plant Physiology 4th edition, University of California: Sinauer Associates, Inc., Publishers, 2006. 316–342
6. Barthlott, W & Neinhuis, C (1997) Purity of the sacred lotus, or escape from contamination in biological surfaces. Planta 202, 1-8
7. Freeman, S (2002) Biological Science. Prentice-Hall, Inc., New Jersey
8. Raven, J.A. (1977) The evolution of vascular land plants in relation to supracellular transport processes. Advances in Botanical Research, 5, 153-219