Bērnībā mums māca, ka lapas funkcijas ir fotosintēze (saules gaismas pārvēršana ķīmiskajā enerģijā) un ūdens uzkrāšana. Tas parasti attiecas arī uz salātu lapām, ko visi ēd.
Tomēr lapas virsma nav tikai vairogs - tā ir sarežģīts ķīmisko savienojumu režģis ar atšķirīgām īpašībām dažādās vietās. Noskaidrojot, kur koncentrējas salātu vājums (to hidrofilajās vai "ūdeni mīlošajās" vietās), varam atrast jaunus veidus, kā tos aizsargāt, pagarināt to uzglabāšanas laiku un atvieglot ražošanu un pārdošanu, theconversation.com.
Lai pasargātu sevi, lapas un citas augu virszemes daļas, piemēram, ziedi, stublāji un augļi, ir pārklātas ar vaskainu, vairāk vai mazāk ūdensizturīgu slāni, kas sastāv no taukiem (lipīdiem), ko sauc par kutikulu. Tas ir līdzīgs dabiskam lietusmētelim, lai gan ar sastāvu un struktūru, kas nav vienāda.
Bet kas notiktu, ja lapas nebūtu tik ūdensizturīgas, kā domājām? Tas izskaidrotu vienu no lielajām mājsaimniecības mistērijām: kāpēc salāti tik ātri vīst un bojājas.
Ja kutikula ir necaurlaidīgs lipīdu slānis, kā tika uzskatīts gadsimtiem ilgi, kā ūdens var iekļūt tai cauri vai izkļūt no lapas iekšpuses?
Lai atšķetinātu šo noslēpumu, daudznozaru zinātnieku komanda ieskatījās salātu lapas "nanopasaulē", novērojot lapas detalizācijas līmenī, kas ir tūkstoš reižu mazāks par cilvēka matu. Pateicoties atomspēka mikroskopijai (AFM) un citām progresīvām metodēm, atklājās, ka augu virsma nav nepārtraukts, vienmērīgs vaska slānis, bet gan ķīmiska neviendabība jeb "plankumainība" mikro un nano līmenī.
Mēs to esam novērojuši uz rožu ziedlapiņām, olīvu lapām un tagad arī salātiem. Tas ir tā, it kā lapas lietusmētelim būtu dažas auduma zonas, kas atgrūž ūdeni, un citas zonas, kas to piesaista.
Savam pētījumam zinātnieki izvēlējās salātu lapas, jo tās ātri bojājas un viegli absorbē ūdeni un centās rast atbildi uz vienu jautājumu: kāpēc šī lapa tik ātri bojājās un uzņēmīga pret mikrobiālo piesārņojumu? Citiem vārdiem sakot, kāpēc tā tik ātri bojājas? Vai tās virsmai ir mazāk barjeras īpašību, lai novērstu dehidratāciju un patogēnu uzbrukumu?
Pētījumā, ko veica Madrides Politehniskā universitāte, Mursijas Universitāte un Valensijas Universitāte, detalizēti analizēja salātu šķirnes augšējo un apakšējo lapu virsmu. Izvēlējās romiešu salātus, kas ir izplatīts, ļoti ātri bojājošs dārzenis. Tie ātri vīst un bojājas, un ir ļoti uzņēmīgi pret mikrobiālo piesārņojumu. Tas liecina, ka to "lietusmētelis" (kutikula) nav tik efektīva aizsargbarjera kā citiem augiem.
Lapas virsmu galvenokārt veido divu veidu šūnas. "Bruģa" šūnas klāj lielāko daļu virsmas, savukārt "aizsargšūnas" sastāv no divām nierveida šūnām, kas savienojas kopā, veidojot atveres, ko sauc par atvārsnītes (no grieķu vārda stoma, kas nozīmē "mute").
Lapu apakšpusē ir nedaudz lielāks stomatas blīvums. Tomēr abas puses parasti ir līdzīgas pēc struktūras un ķīmiskā sastāva.
Atvārsnīšu galvenais uzdevums ir atvērties, lai ļautu oglekļa dioksīdam iekļūt fotosintēzes veikšanai, lai gan tās arī ļauj izplūst ūdens tvaikiem. Atvārsnīšu atvēršanās ir labi regulēta auga līmenī, taču to var ietekmēt dažādi stresa faktori.
Salātu analīze atklāja kaut ko būtisku. Lai gan seguma šūnām ir diezgan homogēna virsma, kas bagāta ar ūdeni atgrūdošiem lipīdiem, aizsargšūnas, kas veido atvārsnītes, ir atšķirīgas. Atvārsnīšu virsma ir ķīmiski heterogēna jeb daudzveidīga. Starp hidrofobajām (ūdeni atgrūdošajām) zonām ir hidrofilas (ūdeni draudzīgas) zonas.
Pētījums pirmo reizi parāda, ka atvārsnīšu virsmai, papildus tam, ka tā ir raupja, piemīt arī ķīmiska heterogenitāte.
Atvārsnīšu mērķis ir atvērties un ļaut oglekļa dioksīdam iekļūt lapās fotosintēzes veikšanai, ierobežojot ūdens zudumu. Tomēr pieņemam, ka ķīmiskā heterogenitāte, kas koncentrēta uz virsmas, iespējams, pilda papildu funkciju, kas vēl ir jāizpēta sīkāk.
Var paredzēt iespējamās sekas, piemēram, saikni starp auga hidrofilajām zonām un tā uzņēmību pret baktēriju vai vīrusu piesārņojumu. Šīs zonas arī veicina ūdens zudumu no lapu iekšpuses. Zaudējot vairāk ūdens, tās bojājas pēc ražas novākšanas, tostarp pārdošanas laikā.
Tāpat ir iespējams, ka šis atvārsnīšu heterogēnais sastāvs ierobežo oglekļa dioksīda zudumu un hidrofobo vielu transportēšanu, kā arī ietekmē lapas mehāniskās īpašības.
Salāti ir pirmā dārzkopības suga, par ko ir veikts tik detalizēts pētījums. Tomēr uzskata, ka augļu un dārzeņu virsmas izpēte ir būtiska, lai atrastu veidus, kā pagarināt un uzlabot to uzglabāšanas laiku pēc novākšanas un pagarināt to dzīves ciklu - tas viss veicina spēcīgāku un stabilāku pārtikas piegādi.
