Samostatné zobrazení článku číslo 1511

Úvodní stránka

Aktuality - článek číslo 1511

Ledové vlasy na dřevě - záhada vyřešena!

Radim Dvořák, 25.1.2016

ledové vlasy - foto Mojmír Balcar

ledové vlasy - foto 13.1.2014 Pavel Petelík

černorosol rozlitý - Exidiopsis effusa
foto: Lucie Zíbarová

Řada pravidelných návštěvníků lesa v zimním období se určitě setkala se zajímavým úkazem - z tlejících větví a větviček vyrůstají ve shlucích dlouhá velmi jemná bílá vlákna, připomínající vlákna tkaniny či vlasy, někdy dokonce tvořící i všelijak zakroucené lokny. Leckoho na první pohled napadne, že se jedná o houbové mycelium. Při pokusu o bližší prozkoumání je překvapení ještě větší, vlákna se totiž v ruce nebo teplem vydechovaného vzduchu rozpustí, neboť jsou tvořena ledem. Při pozorování zblízka se zatajeným dechem je vidět, jak jsou vlákna velmi tenká a dlouhá, uspořádaná jedno vedle druhého jako nějaká zvláštní vata. S popisovaným jevem je možné se setkat pouze při určitých podmínkách - teplotách těsně pod nulou, vysoké vlhkosti vzduchu a pouze na větvičkách listnáčů. Všichni víme, že led a mráz dokáže vytvořit nádherné tvary, ale takto přece led normálně nekrystalizuje. Pochází voda ledových vlasů ze dřeva nebo ze vzduchu? Rostou odspodu nebo na koncích? A jak je možné, že je tento útvar stabilní?

Poprvé byl tento jev podrobně popsán v roce 1918 geofyzikem a meteorologem Alfredem Wegenerem, který se proslavil teorií kontinentálního driftu. Wegener se domníval, že neobyklou strukturu ledu má na svědomí houba, rozkládající mrtvé dřevo. Ve svém článku Ledové vlasy na tlejícím dřevě^[5] popisuje Wegener dva nálezy ledových vlasů na blíže neurčených větvičkách. Pod ledovými vlákny na povrchu větvičky nalezl moučnatý poprašek, podobný plísni - mycelium neznámé houby. Tento poprašek dal k prozkoumání Arthuru Meyerovi, řediteli Botanického institutu v Marburgu, který houbu nedovedl přesně určit, nalezl ale konce houbových vláken - hyf, směřující ven šikmo nebo kolmo k povrchu větvičky, a tyto označil jako možné původce tvorby zvláštního ledového úkazu. Wegener pozoroval, že ledové vlasy se tvoří jen na několika větvičkách z mnoha, vzal si tedy jednu takovou domů, ponořil ji do vody, a poté ji dal za okno. Při teplotě kolem -4 °C se mu skutečně podařilo doma "vypěstovat" krátké ledové vlasy. Pozoroval také, že tekutina z roztátých ledových vlasů je světle hnědá a má slabou vůni. Při pátrání v literatuře objevil Wegener jediný dřívější popis tohoto jevu z roku 1833 od J. F. W. Herschela, který ovšem uvádí výskyt na kořenech a lodyhách bodláků a také na pahýlech slunečnic. Dr. W. Emeis se pak v roce 1919 ve své reakci na Wegenerův článek domnívá, že jde o čistě fyzikální jev bez přispění houby, který se dá vysvětlit vytlačováním vody z vlhkého dřeva skrze jeho póry.

Jevem se o mnoho let později zabýval také profesor chirurgie z Bernu Karl Lenggenhager, jehož koníčkem byla meteorologie. V roce 1986 publikoval článek K otázce tvorby "ledových vlasů"^[2]. Lenggenhager provedl experiment - přinesl si z lesa odkorněné větvičky různých listnáčů, které ponořil do vody a poté vystavil nízkým teplotám. Získal pouze tenkou ledovou krustu, ale ledové vlasy se neobjevily. Teprve když si přinesl z lesa bukové větvičky, na nichž se již ledové vlasy vyskytovaly, podařilo se mu je na nich opakovaně "vypěstovat" na zahradě. Zhruba v polovině března však tvorba ledových vlasů ustala, i přes zdánlivě vhodné podmínky. V létě nasbírané a odkorněné čerstvé bukové větvičky také ledové vlasy v umělých podmínkách netvořily. Lenggenhager ve své práci neuvádí přesné vysvětlení jevu, domnívá se, že příčinou je kontrakce dřeva chladem a vytlačování tekutiny póry ve dřevě.

Podobné pokusy pak prováděl i mikrobiolog Gerhardt Wagner. Koncem ledna 2001 našel v lese tři větvičky, na nichž se ledové vlasy vyskytovaly. Led z nich zcela setřel a nechal je na místě, ale jednu z větviček zvedl cca 15 cm nad zem. Ráno se na dvou větvičkách opět objevily ledové vlasy, 6 cm, resp. 2 cm dlouhé, zatímco na zvednuté větvičce nikoliv. Bylo mu tedy zřejmé, že na vytvoření ledových vlasů stačí i jedna noc, ale důležitou roli hraje lokální mikroklima. S různou úspěšností zkoušel také ledové vlasy vypěstovat doma na přinesených "infikovaných" větvičkách, ale nikdy nebyly tak pěkné jako v lese. Krátce po svém seznámení s jevem v roce 1972 našel na větvičkách produkujících ledové vlasy také plodnice hub, které si nechal určit profesorem H. Clémençonem - šlo o rosolovku mozkovitou (Tremella mesenterica) a černorosol bukový (Exidia glandulosa). Na odkorněných místech větviček pozoroval šedavý povlak - mycelium. Wagner^[3] jev vysvětluje tak, že tlející dřevo má o něco vyšší teplotu než okolí, houba se pak zbavuje odpadních produktů svého metabolismu, tj. oxidu uhličitého a vody, přičemž voda při styku s chladnějším okolím mrzne. V tom případě voda ledových vlasů pochází ze dřeva a nikoliv ze vzduchu, rostou tedy odspodu a jejich pokroucení je způsobeno prouděním okolního vzduchu. Dřevo musí být podle Wagnera napadené houbou a její mycelium musí být aktivní, proto tvorba ledových vlasů ustává zhruba v půlce března, i přes jinak vhodné podmínky.

Jevem se dále zabýval tým vědců vedený Christianem Mätzlerem z Institutu aplikované fyziky na univerzitě v Bernu. Mätzler spolupracoval nejprve v roce 2005 s Wagnerem a společně vydali práci Ledové vlasy na tlejícím dřevě listnáčů jako biofyzikální jev^[4]. Zkoumali dubové a bukové větvičky, tvořící ledové vlasy, a opakovaně se jim povedlo jev vyvolat i v pokusných podmínkách. Když větvičky ponořili do vroucí vody, alkoholu či fungicidního roztoku, ledové vlasy se na nich pak tvořily méně nebo vůbec, přičemž fungicid byl nejúčinnějším inhibitorem. Pozorovali a kategorizovali různé typy ledových jevů, nejen ledové vlasy, ale také podobné ledové stuhy na stoncích rohovce olověncovitého (Ceratostigma plumbaginoides) či ledové hřebeny vyrůstající z rozvolněného humusu. Za příčinu vzniku ledových vlasů označili dřevní houby aktivní v průběhu zimy, vytlačující vodu tlakem odpadního oxidu uhličitého, zatímco další dva jevy mají podle nich čistě fyzikální příčiny. Původ vody ze dřeva prokázala pozorování ledových vlasů, jež svým růstem odtlačily od povrchu dřeva volně držící kůru. Mätzler a Wagner rovněž měřili hmotnost ledových vlasů a počítali, jestli je možné, aby voda pocházela pouze z metabolismu houby. Zjistili, že to možné není, je jí totiž příliš mnoho, voda tedy musí být převážně z vlhkosti obsažené ve dřevě. Kromě Wagnerem^[3] zmíněných dvou druhů hub jim Beatrice Senn-Irlet z nasbíraného aktivního dřeva určila ještě polštářnatku březovou (Diatrypella favacea), dřevomor (Hypoxylon cf. multiforme) a kropilku rosolovitou (Dacrymyces stillatus).

Po spolupráci s Wagnerem spojil Mätzler síly s chemičkou Dianou Hofmannovou z Institutu biologických a geologických věd v německém Jülichu a bioložkou Giselou Preussovou z Wiedtalova gymnázia v německém Neustadtu. Preussová studovala pod mikroskopem vzorky dřeva, tvořícího ledové vlasy, a identifikovala na nich celkem 11 druhů hub. Jediný druh houby - černorosol rozlitý (Exidiopsis effusa) - byl přítomen ve všech vzorcích a u více než poloviny vzorků byl jediným identifikovaným druhem. Mätzler pak pozoroval mechanismus vzniku ledových vlasů a zjistil, že jsou vytvářeny jevem známým jako segregace ledu (anglicky ice segregation), při němž je podchlazená voda zachycená v pórech materiálu přitahována k již vytvořené ledové struktuře a následně zmrznutím přispívá k její tvorbě. Tvar ledových vlasů je pak utvářen miniaturními póry na povrchu dřeva, podobně jako při vytlačování hmoty tryskou 3D tiskárny. Tento proces ale probíhá pouze za přítomnosti černorosolu rozlitého, bez jeho přítomnosti vzniká jen obyčejná ledová krusta. Hofmannová pak provedla chemickou analýzu roztátých ledových vlasů a identifikovala lignin a tanin jako metabolické produkty houby. Tým se domnívá, že právě tyto látky zabraňují rekrystalizaci vzniklých ledových vlasů a udržují je tak v jejich plné kráse. Při dalším výzkumu chtějí vědci tuto hypotézu prověřit a inhibitory rekrystalizace přesněji identifikovat.