Кутикула рослин

Кутикула рослин (від лат. cuticula — «шкірка») — захисний шар на поверхні рослин, що утворюється за допомогою епідермальних клітин^[1] листя, молодих пагонів та інших повітряних органів рослин, не вкритих перидермою. Кутикула зазвичай товстіша на верхній стороні листка, хоча, всупереч поширеній думці, не обов'язково товстіша у ксерофітних рослин сухих кліматичних зон у порівнянні з мезофітними рослинами вологіших районів.

Кутикула складається з нерозчинної у воді з детергентами кутикулярної мембрани, вкритій та просякнутій розчинними восками. Найвідомішим компонентом кутикулярної мембрани є поліестерний полімер кутин, що складається із з'єднаних естерними та епоксидними зв'язками гудроксильних кислот^[2][3]. Кутикулярна мембрана також містить неомиляємий вуглеводневий полімер кутан^[4]. Кутикулярна мембрана пропитана кутикулярними восками^[5] та вкрита епікутикулярними восками, що являють собою суміш гідрофобних аліфатичних сполук, вуглеводнів із довжинами ланцюжків в діапазоні від C16 до C36^[6].

Кутикула рослин була одним із серії нововведень, разом з продихами, ксилемою, флоемою та міжклітинним простором в мезофільній тканині стебла (пізніше і листя), які еволюціонувалися у рослин більш ніж 450 млн років тому під час переходу до наземного образу життя^[7]. Разом, ці риси надали пагонам рослин, що ростуть у повітрі, можливість збереження води шляхом утворення внутрішніх газообмінних поверхонь, захищення їх водонепроникною мембран��ю та утворюючи механізм регуляції розміру пор продиховими замикаючими клітинами, що регулюють швидкість транспорту води та обміну CO₂.

На додаток до функцій бар'єру проникності для води та інших молекул, мікро- і нано-структури кутикули запобігають забрудненню рослинних тканин зовнішньою водою і сміттям. Зелені частини багатьох рослин, наприклад, листя індійського лотоса (Nelumbo nucifera), проявляють надзвичайно гідрофобні властивості, механізм виникнення яких був описаних в 1997 році і полягає в утворенні численних мікроскопічних бугорків на поверхні^[8]. Цей «ефект лотоса» потенційно знаходить використання у створенні біоміметичних матеріалів.

Восковий шар кутикули також виконує функцію захисту проти проникнення вірусних частинок, бактеріальних клітин, спор, філаментів та клітин грибів^[9].