Z a le c o n o d o b ib lio t e k n a u c z y c ie ls k ic h i lic e a ln y c h p is m e m M in is tr a O ś w ia ty
n r IV/Oc-2734/47
W y d a n e z p o m o c ą f in a n s o w ą P o ls k ie j A k a d e m ii N a u k
TRESC ZESZYTU 3 (2207)
E y c z k o w s k a-S m y k W., Ryby d w u d y s z n e ...53
S z a b u n i e w i c z B., Stanow isko człowieka w Europie sprzed 9000 la t . . 56
W ó j c i k i e w i c z M., P a p a t e o d o r u D im itrios, C u r z y d ł o J., W ystępo w anie i znaczenie biologiczne cynku i ołowiu . 59 B a r o w i c z T., Los łososia i troci w ę d r o w n e j ... 61
P i n o w s k i J., P a rk N arodowy C anaim a w W e n e z u e l i ... 63
Ś l i w a L., R egeneracja kończyn u p ł a z ó w ...66
G ó r s k i F., Profesor K onstanty S t e c k i ... 68
Drobiazgi przyrodnicze Fluorescencyjne metody badań m olekularnych przem ian w kom órkach (B. Szabuniewicz) ...69
Spustoszenie tropików a problem y w yżyw ieniow e ludzkości (J. Kornaś) . 70 Życie rodzinne dinozaurów (H. S . ) ... 70
Śm ierć w splotach pytona (P. S u r a ) ...71
„B artek” (A. K a c z m a r e k ) ...72
Recenzje H. S ż a r s k i : H istoria zw ierząt kręgow ych (A. Jasiński) . . . . . 72
Ch. P a r m a , A. R a j w a : Turystyczne jask in ie T a tr (A. Rosler) . . 73
R. J. O 1 d s, J. R. O 1 d s: A Colour A tlas of the R at — Dissection Guide (A. Jasiński) ... 73
L. R i e f e n s t a h l : K orallengarten (J. L. J a k u b o w s k i ) ...74
Spraw ozdania
Protokół z W alnego Zgrom adzenia P T P im. K opernika (A. Fagasiński) . 74
S p i s p l a n s z la. JASTRZĘBIEC A LPEJSK I. Fot. A. K ędra
Ib. PAPROTKA ZWYCZAJNA słodyczka Polypodium rulgare L. Fot. Z. Pnie- w ski
II. BOCIAN BIAŁY na gnieździe. Fot. J. Vogel
III. PANCERNIK WŁOCHATY C haetophraetus villosus. Fot. W. S trojny IVa, b. JA SK IN IA W OJCIESZOWSKA. Fot. P. Pachow icz
O k ł a d k a : SIERPÓW KI Streptopelia decaocto. Fot. S. Głogowski
P I S M O P R Z Y R O D N I C Z E
O R G A N P O L S K I E G O T O W A R Z Y S T W A P R Z Y R O D N I K Ó W I M. K O P E R N I K A
(Rok założenia 1875)
MARZEC 1981 ZESZYT 3 (2207)
WANDA BYCZKOWSKA-SMYK (Kraków)
RYBY DW UDYSZNE
Są to zw ierzęta niezw ykle interesujące zaró
wno ze względu na pozycję, jaką zajm ują w e- wolucji kręgowców, jak i na ciekawe przysto
sowania, pozwalające przedstawicielom współ
cześnie żyjących ryb dw udysznych na znaczne uniezależnienie się od środowiska wodnego.
Z m ateriałów kopalnych wiem y, że ryby dwudyszne czyli Dipnoi pojaw iły się w dewo- nie, przed około 390 m ilionam i lat. Jest to gru pa bardzo konserw atyw na, niektórzy jej przed
stawiciele do dzisiaj tylko nieznacznie się zmienili. Wiiele cech ry b dw udysznych w yraź
nie wskazuje na ich pokrew ieństw o z kręgo
wcami lądowymi.
Larw y ryb dw udysznych posiadają skrzela zew nętrzne, które są charakterystyczne dla larw płazów. L arw y tylko nielicznych ryb p o za dw udysznym i m ają skrzela zew nętrzne, np.
G ym narchus, H eterotis, z polskich larw y pi
skorza. Skrzela zew nętrzne w ystępują u larw leżących na dnie wód stojących, w mule, gdzie zawartość tlenu jest bardzo niska. Skrzela ze
w nętrzne są to gałązkowa te, silnie unaczynio- ne narządy, w yrastające po obu bokach głowy.
W nich odbywa się w ym iana gazów między krw ią a wodą. Dorosłe dw udyszne posiadają skrzela w ew nętrzne, zam knięte w komorze
skrzelowej. Prapłetw ow iec (Protopterus) posia
da pięć p ar łuków skrzelowych, płazak (Lepido- siren) cztery. S tru k tu ra skrzel współczesnych dw udysznych jest uwsteczniona w porów naniu ze skrzelam i ryb kostnoszkieletowych. Nie stwierdzono w nich typow ych blaszek skrze
lowych, względnie są one słabo rozw inięte, u- naczynione kapilaram i, a nie naczyniam i zato
kowymi.
Wzrost skrzel u ry b dw udysznych nie n adą
ża za w zrostem osobnika i skrzela jako n a
rząd oddechowy nie są w stanie pokryć pełne
go zapotrzebowania organizmu na tlen, nato
m iast w m iarę w zrostu osobnika stopniowo rozw ijają się płuca, ryba zaczyna w ypływ ać na powiierzchnię wody i pyszczkiem chw yta pow ietrze atmosferyczne. Płazak i prapłetw o
wiec duszą się naw et w dobrze napow ietrzonej wodzie.
W arunki pobierania tlen u i w ydalania dw u
tlenku węgla są różne w środowisku wodnym i pow ietrznym . Dla ryb dw udysznych łatw iej
sze jest pobieranie tlen u z pow ietrza, ale w y
dalanie dw utlenku węgla jest łatw iejsze do wody. Gdy ryba znajdzie się w środowisku lą
dowym — część dw utlenku węgla zatrzym uje się w jej krw i, co powoduje zmianę rezerw al
o b . ^
kalicznych i obniżenie pH krw i. U ry b dw u- dysznych płuca służą przede w szystkim do po
bierania tlen u z pow ietrza, a dw utlenek węgla je st w ydalany głównie przez skrzela i skórę.
U tych form ryb dw udysznych, których oso
bniki dorosłe m ają w bardzo znacznym stopniu zredukow ane skrzela — przew ażająca ilość dw utlenku węgla jest w ydalana przez skórę.
Ciekawe są odnośne dane liczbowe. Protopterus aethiopicus pobiera z atm osfery 90% potrzebne
go m u tlen u i tylko 10% z wiody, natom iast w y
dala przez skrzela do wody 68% dw utlenku w ę
gla i tylko 32% przez płuca. Dorosły płazak po
kryw a 96% zapotrzebow ania tlenowego z atm o
sfery, ale okazy młodociane, posiadające jeszcze
się bardzo liczne kom órki zmysłowe, głównie smakpwe. W ty m przypadku płetw y parzyste przestały być narzędziam i ruchu, a stały się siedliskiem receptorów bodźców chemicznych.
U innych p łetw y parzyste m ają k ształt wiosło
w aty. Są one szerokie, grube u nasady. Takie płetw y um ożliw iają podpieranie, podnoszenie się organizm u na nich, odpychanie — ryba mo
że na nich „chodzić” (ryc. 3).
Ryby dw udyszne posiadają1 bardzo dobrze rozw inięte narządy linii nabocznej, przy pomo
cy której doskonale o rien tu ją się w prądach i drganiach wody. Narząd w zroku m ają słabo rozw inięty, ale nie są ślepe. Bardzo dobrze o rien tu ją się p rzy pomocy węchu.
Z danych kopalnych wiem y, że w ystępow ały one na znacznie w iększym obszarze niż współ
cześnie. Znam y czterdzieści rodzai kopalnych
R y c . 1. P r a p łe t w o w ie c
Protopterus dolloi
niecałkowicie rozw inięte płuca pobierają z wo
dy około 64% potrzebnego tlenu. Znaczy to, że młodociane okazy płazaka pobierają z wody średnio 54 m l 0 2/kg/h, podczas gdy osobniki do
rosłe tylko 1— 1,8 m l 0 2/kg/h.
Płuco ry b y dw udysznej je st zbudowane po
dobnie jak płuco płaza, a w ięc posiada liczne w ew nętrzne przegrody (septa) ii pęcherzyki p łu cne (alveole). P łuca płazaka m ają kształt silnie w ydłużonych worków, w części dogłowowej szerszych i połączonych z sobą. Prow adzi do nich jeden w spólny otw ór, zaopatrzony w m ię
śniow y zwieracz, któ ry k o ntroluje droż
ność tego przew odu. P ęcherzyki płucne m ają około 1 mm średnicy. Płuca są homologiczne z pęcherzem płiawnym i łączą się specjalnym kanałem z przew odem pokarm ow ym .
W zw iązku z oddychaniem płucnym zaszły konieczne zm iany w układzie krążenia. P rzed
sionek, kom ora ii. 'Stożek tętniczy posiadają ro
dzaj przegrody w zdłużnej, która m niej lub bardziej dokładnie rozdziela je na zbiorniki krwionośne. W ystępuje więc niepełny rozdział krw i żylcnej od tętniczej i różnicowanie obiegu dużego i małego. Lew a połowa serca jest tę tn i
cza, praw a żylna.
U rogoząba ciśnienie tlen u w k rw i żylnej, zdążającej do płuc wynosi od 25 — 38 m m Hg (zależnie od ilości tlen u zaw artego w wodzie), , natom iast w krw i w racającej z płuc 95 m m Hg;
u płazaka odpowiednio 12—32 ii 84 m m Hg P łetw y nieparzyste współczesnych ry b dw u
dysznych m ają kształt fałdu, w ym arłe dw udy
szne m iały z reguły dwie płetw y grzbietowe i płetw ę ogonową ty p u heterocerkicznego. P łe
tw y parzyste (ryc. 2), u niektórych przekształ
ciły się w bardzo ruchliw e, wiotkie, nitkow ate w yrostki. W skórze tych w yrostków znajdują
Ryc. 2. Płazak Lepidosiren paradoxa
Ryc. 1. Prapłetw ow iec Protopterus dolloi
ry b dw udysznych — współcześnie żyje ich za
ledwie trzy. Ich ak tualne w ystępow anie ogra
nicza się do A m eryki Południow ej, A ustralii i A fryki (ryc. 4, 5, 6).
Ze względu na posiadanie jednego lub dwu płuc zaliczamy je do podrzędu M onopneuma z jedną rodziną Ceratodidae i jednym tylko, a u stralijsk im gatunkiem Neoceratodus jorsteri (rogoząb),-lub do podrzędu Dipneuma, również z jedną rodziną Lepidosirendae. Do tej rodziny zaliczany jest południow oam erykański Lepido- siren paradoxa czyli płazak, oraz afrykańskie gatunki rodzaju Protopterus czyli prapłetw o
wiec. Współcześnie żyją w A fryce Protopterus annectenś, P. aethiopicus, P. am phibius i P.
dolloi.
Wszfystkie ryb y dw udyszne są rybam i słod
kow odnym i, zam ieszkują wody stojące lub wo
lno płynące, płytkie, silnie zarośnięte roślin
nością wodną. Jeśli zasiedlą większą rzekę, to nigdy nie żyją na głębi ani w głównym nurcie wody, lecz w strefach płytszych, przybrze
żnych. N ajchętniej p en etru ją wśród roślin wo-
Ryc. 4. Zasięg w ystępow ania ry b dw udysznych w Po
łudniow ej Ameryce
Ryc. 5. Zasięg w ystępow ania ry b dwudysznych w A u
stralii
55
dmych, pyskiem „węszą” w m ule, szukając po
karm u.
P łytkie rzeki, w których żyje australijski rogoząb, z reguły w ysychają w sierpniu i wrze
śniu, w tedy ryby te uciekają w głębsze zatoczki i stawki. Gdy nie w ystarcza oddychanie skrze- lowe, co 40—50 m inut w ysuw ają pysk z wody i łapią powietrze atmosferyczne.
Tarło u rogoząba trw a od kw ietnia do listo
pada, najintensyw niejsze jest we w rześniu d pa
ździerniku. G alaretow atą ik rę, podobną do skrzeku płazów rogoząb składa na roślinach wodnych lub w prost na dnie. Rozwój przebie
ga podobnie ja k u płazów. Po 10— 12 dniach od złożenia z jaj lęgną się larw y, u których po dalszych czternastu dniach pojaw iają się płe
tw y piersiowe, płetw y zaś brzuszne rozw ijają się dopiero pod koniec trzeciego miesiąca życia.
Ryc. 6. Zasięg w ystępow ania różnych gatunków ryb dwudysznych w Afryce: A Protopterus annectens, O P rotopterus' am phibius, X Protopterus aethiopicus,
0 Protopterus dolloi
Do czasu całkowitego zresorbow ania żółtka la
rw y leżą na dnie.
Południow oam erykański płazak buduje gnia
zdo w kształcie pionowego kanału, czasem na końcu zakrzywionego poziomu. Samiec icały czas pilnuje ikry ii narybku. W okresie tarła ma płetw ach brzusznych samca w yrasta pęczek silnie unaczynionych, nitkow atych wyrostków, z których wydziela się dla nary bk u tlen pobie
rany przez płuca (ryc. 7).
Jak już wspomniano, w A fryce żyją „aż”
cztery gatunki z rodzaju Protopterus, różniące się znacznie zasięgiem geograficznym. Oprócz płytkich rzek ryby te chętnie zasiedlają różne zatoczki, kanały. Bo obfitych opadach, gdy wo
da w ystępuje z brzegów — natychm iast w y
pływ ają na nowe tereny, ale gdy woda opadnie lub wyschnie -— zostają uwięzione ii stają się łupem hien, rybołowów, sępów. Gdy ósobnik niezbyt oddalił się od głównego zbiornika, może do niego wrócić, poruszając się ruchem „wężo
w atym ”. Czynią to jedynie w nocy, ze wzglę
du na wysioką tem peraturę i niebezpieczeństwa grożące im podczas dnia ze strony drapieżni
ków. W takim przypadku przeczekują dzień zagrzebane w mule. Zdarza się, że ryba, która zbyt oddaliła się od rzeki, traci orientację i w ra
ca akurat w odw rotnym kierunku niż pow in
na.
Na ogół uważa się je za gatunki osiadłe, pe
netrujące tylko niewielki odcinek rzeki. Żywią się głównie owadami, skorupiakam i, mięczaka
mi, drobnym i rybami, które połykają zie zna
czną ilością roślin wodnych. Rośliny te potrze
bne są tylko do w ypełnienia przew odu pokar
mowego — niestrawione są wydalame na ze
w nątrz./Jelito ryb dw udysznych posiada dobrze rozw inięty fałd spiralny.
Tarło afrykańskich dw udysznych odbywa się pod koniec zimy, iczyli ina początku pory de
szczowej. Kopią one w dnie zbiornika gniazdo w kształcie kanału, otw artego z jednego lub obu końców i składają do niego jaja o średnicy 3,5- 4 mm. Rozwój przebiega podobnie jak u p ła
zów.
Nie wiemy dokładnie, jak długo żyją ryby dwudyszne i jakile m aksym alne rozm iary osią
gają. Największe złowione australijskie okazy m iały ponad 2 m długości. Z afrykańskich Pro
topterus aethiopicus osiąga 120— 150 cm dłu
gości, natom iast P. dolloi najczęściej łowiono jako okazy o długości 70—75 cm.
Z biologii ryb dw udysznych najciekawsza jest ich zdolność do zapadania w letarg na o- kres suszy, gdy zbiorniki wodne całkowicie wy-, schną. A frykańskie dw udyszne pozostają w zbiorniku dopóty, dopóki je woda jeszcze przykryw a. Gdy poziom wody nadal się obniża, ryba zaczyna głową wwiercać się w muł, nie w ykazując jednak żadnego pośpiechu ani zde
nerwowania. Pobiera przy tym znaczne ilości m ułu, który w yrzuca za siebie przez otw ory skrzelowe. Gdy wykopie już kanał rów ny mniej więcej połowiie długości jej ciała, zaczy
na w tedy go poszerzać n a tyle, żeby mogła siię w nim obrócić. N astępuje teraz złożenie ryby wpół, tylna połowa ciała w raz z ogonem zosta
je wciągnięta do kanału, a pyszczek w ystaje lekko z dna zbiornika. W m iarę jak dno w ysy
cha, ryba coraz silniej wciska się w swój kanał, coraz bardziej się roluje i gdy zajm uje już ty l
ko 3/4 lub naw et 1/2 jego głębokości — zapada w letarg. Sluz wydzielany przez skórę ryby, w ysychając tw orzy w raz z m ułem i piaskiem tw ardą skorupę, tzw. kokon, w którym ryba
Ryc. 7. Płetw a brzuszna płazaka, A — w okresie po-
zarozrodczym, B — w okresie rozwoju narybku
56
przesypia porę suchą. Po stw ardnieniu kokonu u staje w ydzielanie gruczołów śluzowych.
Podczas tego letargu ry b a zużywa zapasy nagrom adzone w organizmie w okresie żero
w ania i po obudzeniu się jest znacznie lżejsza, wychudzona. Ryba może p rzetrw ać i dw a lata w stanie uśpienia. Z nadejściem pory deszczo
w ej kokon się rozpuszcza, ry b a powoli się b u dzi i w raca do aktyw nego życia.
Południow oam erykańskie płazaki rów nież na okres suszy zakopują się w m uł, ale nie w y tw arzają kokonu. Podobnie jak prapłetw o wiec płazaki kopią głęboki (30—90 cm), piono
w y kanał, w któ rym śpią złożone wpół. Nato
m iast au stralijsk i rogoząb nie kopie pionowych kanałów ; w m iarę ja k woda w ysycha stara się po p rostu cały zagrzebać w m ule. Ciało jego je st p ok ry te jedynie cieniutką błonką w ys
chniętego śluzu.
Uśpione, u k ry te w kokonie prapłetw ow ce można przesłać pocztą, na sucho, na odległe kontynenty. W laboratorium w ystarczy sto
pniowo naw adniać kokon w akw arium , aby ry ba ożywiła się.
Można rów nież hodowane w akw arium mło
de ry b y dw udyszne doprowadzić do letargu, jeśli m ają odpowiednio grubą w arstw ę piasku i m u łu na dnie ii gdy stopniowo obniżać dm po
ziom wody. Na podstaw ie licznych obserw acji i bad ań labo rato ry jn ych stwierdzono, że sam p ysk ry b y nie je st p o k ry ty kokonem, ry ba co jakiś czas otw iera pysk i pobiera pow ietrze.
Ciekawych obserw acji dokonano podczas budzenia prapłetw ow ca w laboratorium . W k il
ka m in u t po zanurzeniu kokonu do w ody ryba zaczęła lekko poruszać przednią połową ciała, ogon i płetw y jeszcze spały. Po dalszych kilku m in u tach zaczęły się dość silne ru chy całego ciała i co 2—3 m in u ty ryba łapała pow ietrze znad wody. W krótce ryb a uspokoiła się całko
wicie i już tylko co 20—30 m in u t w ysuw ała pysk nad wodę. W ciągu następnych kilku go
dzin znikły szare p lam y na skórze, zaczęły się odtw arzać n a tu ra ln e barw y. Po 24 godzinach ry b a w yglądała identycznie jak przed le ta r
giem, ale jeść zaczęła dopiero w sześć dni po obudzeniu.
U żyty do doświadczenia Protopterus aethio
picus m iał w dniu usypiania 245 m m długości i w ażył 78,89 gram ów. Obudzony po 163 dniach letarg u w ażył 59,5 gramów, a więc stracił bli
sko 1/3 m asy ciała, ale w trzy miesiące później w ażył już 184,5 gramów, a po upływ ie roku u- zyskał ponad 1 kg.
B adania am erykańskie wykazały, że w móz
gu śpiących ryb znajduje się specyficzny zwią
zek antym etabołiczny, który obniża przem ianę m a te rii zwierzęcia (np. zużycie tlen u spada o o- koło 80%).
Udało się w yekstrahow ać tę substancję z mózgu śpiącej ryby, a następnie w strzyknięto ją dożylnie doświadczalnym szczurom. Po kilku m inutach szczury zapadły w letarg. T em pera
tu ra ich ciała obniżyła się o 5°, poziom m eta
bolizm u spadł o 33%. A więc prteparat ten dzia
ła zarówno1 na organizm y stało-, jak i zmienno- cieplne.
Znaczenie naukow e ry b dw udysznych jest znacznie więksże niż gospodarcze. Mięso ich
• nie posiada dużej w artości smakowej. W A u
stralii rogoząb jeszcze w XIX w ieku był spo
żyw any, obecnie jest pod całkowitą ochroną praw ną. W Ameryce Południow ej tubylcy w y
k o p u ją w okresie suszy śpiące płazaki i spoży
w ają je. W Ugandzie, Volcie, N igerii, Gabonie i Zairze k u p u je się na ta rg u śpiące prapłetw o
wce, które można dość długo i wygodnie prze
trzym yw ać w dom u jako świeżą rybę. Podobno są dość smaczne.
W szystkie g atunki ry b dw udysznych można bez w iększych trudności hodować w akw arium . Trzeba jednak pam iętać, że początkowo rosną one bardzio szybko, dopiero po uzyskaniu 40 cm długości ciała p rzy rasta ją wolniej. Dlatego trze
ba przeznaczyć dla nich odpowiednio duże a- kw aria. N ależy hodować każdy okaz oddzielnie, nie dlatego, że p otrzebu ją dużo m iejsca i ru chu, lecz że naw zajem się nie znoszą. Hodowa
ne po kilk a nieustannie się atak u ją, ranią, a n a
w et zjadają. W akw arium m usi być bardzo d u żo roślin, stale uzupełnianych, bo ry b y masowo je pożerają. N ależy je karm ić mięsem, dżdżo
w nicam i, drobnym i żyw ym i rybkam i.
W Europie w w ielu ogrodach zoologicznych z powodzeniem są hodowane. Między innym i w A m sterdam nie, Bazylei, Dusseldorfie, D uisbu
rgu, Londynie i Ziirichu są płazaki (Lepidosi- ren paradoxa), a prapłetw ow ce (Protopterus, różne gatunki) żyją w A ntw erpii, Bernie, No- rym berdzie, Dreźnie, Halle. W Polsce, o ile mi w iadomo, nie posiadam y żywych okazów ryb dw udysznych.
BO.ZYDAR SZABUNIEWICZ (Gdańsk)
STANOWISKO CZŁOW IEKA W EU R O PIE SPRZED 9000 LAT
Gdy około .10 tysięcy lat tem u pod w pływ em zm ia
ny k lim atu Ziemi zaczęła topnieć olbrzym ia arktyczńa' czapa lodowcowa, doszło do w ydatnych zm ian ekolo
gicznych na teren ie Europy. Na m iejsce tu n d ry po
jaw iły się lasy brzozowe i sosnowe. Z am iast m am uta,
w łochatego nosorożca i stad reniferów rozmnożyły się w lasach jelenie, łosie i dziki. Przyw ędrow ali tu też nowi ludzie. Obok wędrow no-zbieraczego i m y
śliwskiego try b u życia, ludzie zaczęli się osiedlać na
stałe. W ykryto też z tego okresu ślady szeregu pier
57 w otnych sadyb, zwykle na m iejscach piaszczystych
w pobliżu rzek. Kwaśny c h a rak ter odnośnych - gleb przyczynił się do gruntow nego rozkładu substancji organicznych i kości tak, że praw ie jedynym i śladam i człowieka pozostały narzędzia kam ienne, w ytw arzane przez ludzi, znających obróbkę kam ienia.
F. Van Noten, D. Cahen i L. Keeley z Królewskiego Muzeum C entralnej A fryki w T ervuren (Belgia) przy
taczają (Scientific Am er. 242 (4), 1980, 44} rezultaty swych badań jednego z takich stanowisk, wykrytego w okolicy wsi Meer, 35 km w kieru n k u NE od A nt
werpii. Odsłonięcie stanow iska nastąpiło przy okazji przemysłowego wydobycia piasku. Miejsce to leży na terenie starych w ydm na zboczu płytkiej doliny, daw niej bagnistej, obecnie zdrenow anej i upraw ianej.
W ykryto tam 4 oddzielne stanow iska. R elacja powy
ższych autorów dotyczy jednego z nich, nazwanego Stanowiskiem Meer II. P race wykopaliskowe prow a
dzono tam w latach 1967—1969. O pracowanie nowych technik badania, głównie przez L. Keeleya, umożli
wiło stw ierdzenie szeregu danych dotyczących ak ty wności ludzi osiedlonych n a tym stanowisku.
Wydobyto liczne narzędzia kam ienne i bardzo li
czne odpadki pow stałe przy ich obróbce. Obok tego znaleziono nie dające się zidentyfikow ać pozostałości kości (zwierząt z ówczesnej kuchni, a może z grobów) i drobne resztki w ęgla drzewnego. B adając za pomocą metody radiow ęgla różne takie resztki ustalono wiek stanow iska n a 8740—8950 la t p.n.e. Wreszcie w ykryto jeszcze pozostałości ochry, czerwonego barw nika tle
nku żelaza.
Ogółem wydobyto około 16 000 sztuk pozostałości obrabianego kam ienia, w czym 98% sztuk krzem ien
nych, reszta drobnoziarnistego kw arcytu i łupku (schist).
K rzem ienia w sąsiedztw ie nie stwierdzono, a l e . n a
leży przypuszczać, że buły krzem ienne znajdow ały się wówczas na pow ierzchni ziemi, w ypłukane przez rzeki.
K w arcyt pochodził z okolicy znajdującej się 75 km w kierunku SE od Meer.
Większość krzem iennych pozostałości (80%) stano
wią odpadki pozostałe po łupaniu i obróbce narzędzi.
Znaczna większość narzędzi w skazyw ała n a ich zuży
cie. N iektóre sztuki były połam ane, ale liczne odłam ki dały się do siebie dopasować. C h arak ter narzędzi przem aw ia za ich przynależnością do grupy kulturow ej Federmesser (typ Tjonger) z początku młodszego dryasu, datowanego radiow ęglem n a 10—11 tysięcy lat temu, znanego z innych stanow isk północnej czę
ści Europy.
Głębokość, z jakiej w ydobyto narzędzia i odpadki, w ynosiła od 9 do 50 cm. Różnica poziomów pozornie w skazyw ała na sukcesywność ich porzucania. Ta za
sada, ja k w skazują szczegółowe badania, nie daje się tu zastosować. Okazało się mianowicie, że znaczna część oddzielnie i w różnych poziomach znalezionych sztuk (narzędzi i odpadów obrabianych krzem iennych buł) daje się do siebie dopasować. Pochodziły one ze stosunkowo niew ielkiej liczby krzem iennych buł i ca
łe p a rtie narzędzi sporządzono n a miejscu. Autorzy przyjm ują więc, że początkowy poziom różnych ele
m entów m usiał ulec zm ianie czy to pod działaniem korzeni drzew, czy z powodu podkopyw ania się ja kichś zwierząt. Elem enty pow ierzchniow e obrabianych buł nosiły ślady zużycia w korycie rzek.
Badano oddzielnie każdy m etr kw adratow y stano
w iska w w arstw ach po 3 cm.' P la n stanow iska znaj
duje się na ryc. 1.
Wśród narzędzi najw ięcej było rylców (264 sztuki).
Dalej znaleziono groty strzał (większość typu Tjon- ger), drapacze, m ikrolity, noże, w iertła i wiele innych.
Znaczna ich część dała się dopasować do siebie (18%), co świadczyło o ich pochodzeniu z tych samych buł.
Biaław a rysa w krzem ieniu pozwoliła w jednym przy
padku stwierdzić wspólne pochodzenie aż 16 elem en
tów z tego samego krzem iennego rdzenia. Rdzeń ten nazwano „w hite-line błock” (ryc. 2).
Do niedaw na o funkcji narzędzi paleolitycznych są
dzono z ich kształtu. Dopiero w ostatnich latach uzy
skano sposoby identyfikacji m ateriału, do którego obróbki służyło dane narzędzie. Pionierem w te j dzie
dzinie był S. A. Siemionow z Leningradzkiej A kade
mii Nauk. W ykazał on, że pod m ikroskopem stereo-
Ryc. 1. Topografia stanow iska Meer II. A, B, C, D — miejsca, w których zagęszczenie elem entów krze
m iennych było szczególnie w ielkie. W m iejscach z po
zostałościami palenisk znaleziono płyty kw arcytow e popękane od ognia
Ryc. 2. Pięć narzędzi należących do kom pleksu 16 elementów krzem iennych w ykonanych z tej samej buły z biaław ym pasm em (w hite-line błock). K resko
w aniem oznaczono m iejsca pęknięć (dopasowania) na
rzędzi znalezionych we fragm entach: a — rylec zna
leziony w D, b — rylec do subtelnej obróbki kości znaleziony w Ax (rylec ten był napraw iony po uży
tkowym .stępieniu), c — św ider do delikatnej obróbki znaleziony w At (był on również używ any i pow tór
nie przystosowany dó pracy), d — św ider do delikatnej obróbki znaleziony w D, e — rylec do delikatnej
obróbki kości znaleziony (oba ułam ki) w Ax
58
Ryc. 3. F ragm enty pow ierzchni krzem ienia pod du
żym pow iększeniem . A — narzędzie krzem ienne nie polerow ane używ aniem , B — narzędzie „wypolerow a
n e ” ścieraniem w procesie obróbki drew na skopowym w pow iększeniach około 70 razy można znaleźć ślady ścierania się narzędzi. O statnio do takich badań zastosow ano m ikroskopię skaningow ą i pow ię
kszenie do p a ru tysięcy razy. Okazało się (L. H.
Keeley, S cien tific A m er. 237 (5), 1977, 108), że m ikro
skopowe ślady zużycia pozw alają rozpoznać narzędzia w ypolerow ane kością, drew nem , skórą, mięsem, ro giem lub nie-drzew nym i pro d u k tam i roślin.
T echniką dopasow yw ania poszczególnych elem entów kam iennych i techniką mikroskopowego badania ście
ran ia się użytkowego (m icrow ear technic) zdołano uzy
skać następujące wiadom ości o stanow isku M eer II.
Całość stanow iska św iadczyła o okresow ym pobycie, być może sezonowym. Topograficznie można ,w stano
w isku rozróżnić regiony A, B, C i D (ryc. 1), w k tó rych liczba pozostaw ionych narzędzi kam iennych była szczególnie duża. Stąd Van Noteni i w spółpracow nicy mówią o „koncentracjach A —- D”. Tak też będziemy je nazywać. K ażda koncentracja m iała znam ienne ce
chy.
K oncentracja A, • leżąca na NW stanow iska, o po
staci ow alnej i w ym iarach około 7 n a 3,5 m etrów.
Topograficznie m iejsce to zaw ierało 1/3 w szystkich elem entów kam iennych. W regionie Aj tej k oncentra
cji znajdow ały się liczne rylce, jak też drobne odła
mki, świadczące o retuszow aniu narzędzi (resharpe- ning). Siady ścierania świadczą, że prowadzono w tym m iejscu obróbkę kości poroża jeleni (antler). Postać narzędzi zdaje się świadczyć, że obróbka m iała tu cha
ra k te r stosunkowo subtelny (otwory w kości i rowki m aksym alnie 2 mm). Liczne narzędzia tu znalezione m usiały pochodzić z koncentracji D, gdzie znaleziono łuski i odpadki buł, z której te narzędzia zostały sporządzone.
W regionie A2 znaleziono 29 drapaczy, z których więcej niż połow a była w ykonyw ana n a miejscu.
Dziewięć drapaczy było w yprodukow anych z tej sa
m ej krzem iennej buły. Siady zużycia świadczyły, że w szystkie były używ ane do obróbki suchych skór.
W pobliżu A znaleziono tuż obok . siebie 5 grotów strzał, w edług autorów jak b y z kołczana”. Poza tym znaleziono w tej k o n centracji liczne dalsze groty i ślady ich obróbki. Być może w tym m iejscu n ap ra
wiano i osadzano ostrza. W tejże koncentracji znajdo
w ały się ślady po 3 ogniskach i szereg pozostałości kostnych.
K oncentracja B m iała zarys w przybliżeniu ko
listy o średnicy 3 m. W sąsiedztw ie znajdow ało się ognisko. Znaleziono tu sporo ochry, wypalone resztki krzem ienne, k ilk a krzem iennych grotów. Autorzy od
noszą w rażenie, że był to region odpadkowy.
K oncentracja C m iała rów nież zarys kolisty, o śre
dnicy 1,5 m. Znajdow ały się tu trzy krzem ienne rdze
nie (cores), od k tó ry c h , odbito odłupki. Także inne odpadki po rozszczepieniu buł. Nie było tu żadnych narzędzi, ani ogniska.
k o n c e n tra c ja D m iała postać nieregularnego owalu.
Znajdow ało się w n iej w iele narzędzi i odpadków, od
pryski, drobne łuski pozostałe z retuszu narzędzi.
W śród nich znajdow ały się: drapacze, rylce, w iertła.
Znaczna ich część św iadczyła o ponownym przystoso
w aniu do .pracy. Tu też m usiały pow staw ać półprodu
kty, k tóre retuszow ano w innych m iejscach stano
w iska, przede w szystkim w koncentracji A. W regio
nie D2 znajdow ały się liczne pozostałości m ające po
stać nieużytecznych odpadków. N arzędzia zachowały ślady zużycia w obróbce kości i skóry. O bróbka kości m iała tu ch a ra k te r raczej gruby. N arzędzia pozwalały w ykonyw ać otw ory w kości o w ym iarach około 4 mm.
Sum ując rezu ltaty św iadczące o aktyw ności popu
lacji żyjącej n a stanow isku M eer II, autorzy stw ierdza
ją, że bytow ała tu m ała grupa ludzi, pozostających w kontakcie z innym i podobnym i grupam i w otaczają
cym terenie. M iejscem początkow ej obróbki i eksplo
atacji krzem iennych buł "była koncentracja D, częś
ciowo C. W k o n centracji D przygotow yw ano półpro
dukty narzędzi, k tóre potem były retuszow ane albo na m iejscu, albo w innych koncentracjach, głównie w A. W koncentracji D w ykonyw ano też grubszą ob
róbkę kości i rogów jelenia. Liczne elem enty przeno
szono stąd do innych m iejsc stanow iska. W koncen
tra c ji A prow adzono różnorodne prace, retusz narzę
dzi, ostrzenie i osadzanie ostrzy. Prowadzono w yrób narzędzi z drew na, kości i rogów. O praw iano zwie
rzęta, prow adzono w yrób skór. W koncentracji B gro
madzono zapew ne odpadki.
59
MARIAN W ÓJCIKIEWICZ, DIMITRIOS PAPATEODORU, JÓZEF CURZYDŁO (Kraków)
WYSTĘPOWANIE I ZNACZENIE BIOLOGICZNE CY N K U I OŁOWIU
W obecnej epoce statystyki i kom puterów następu
ją ,gwałtowne i niekorzystne przeobrażenia środowi
ska geograficznego. W prowadzenie nowych technolo
gii, szybkiego transportu, powszechne stosowanie de
tergentów oraz postępująca chem izacja rolnictw a po
w odują w tórne zm iany w ekosystem ach oraz czynią problem zagrożenia biosfery wciąż aktualny.
Największe ryzyko chemicznego skażenia tropo-, hydro- i litosfery w iąże się obecnie z coraz większym w prow adzaniem pierw iastków śladowych (Fe, Mn, Zn, Sr, Rb, Ba, B, Cu, Ti, Pb, Ni, Mo, Li, V, Co, Ag), które decydują o przebiegu licznych procesów biochemi
cznych w organizm ach żywych. Przy przekroczeniu optymalnego progu stężenia, zaczynają one działać n a w zrost i przem ianę m aterii roślin i zw ierząt inhi- bitująco lub toksycznie (ryc. 1).
Ryc. 1. R eakcja organizmów roślinnych i zwierzę
cych na zm iany stężenia pierw iastków śladowych i w środowisku przyrodniczym (wg A. K abała Pendias)
Wśród pierw iastków śladow ych w yróżnia się me
tale ciężkie o ciężarze atom ow ym powyżej 20 (Cu, Co, Mo, V, Zn, Pb). W spółczesna cyw ilizacja techniczna jest przyczyną ich rozprzestrzeniania się, a w szcze
gólności górnictwo i hutnictw o m etali kolorowych, m otoryzacja i rolnicza utylizacja odpadów przem ysło
wych. Dlatego też problem em tym zajm uje się wiele osób z różnych dyscyplin naukow ych. Autorzy nato
m iast w tym arty k u le przedstaw iają część badań do
tyczących zaw artości cynku i ołowiu w m chach i ro
ślinach upraw nych rosnących w pobliżu dróg.
Właściwość fizjologiczna cynku polega głównie na w iązaniu z enzymami, horm onam i i kw asam i nukle
inowymi. Posiada on właściwości oksydoredukcyjne i odgrywa w ażną rolę we wzroście somatycznym, w k reatynizacji skór i włosów. C ynk obok ołowiu należy do najw ażniejszych m etali użytkow anych współcze
śnie. W w yniku tw orzenia się ochronnej w arstw y za
sadowego w ęglanu cynkowego — stosuje się go .do pokryw ania powierzchni innych m etali (do cynkowa
nia). Używa się go do sitopów (brąz, mosiądz), które m a
ją zastosowanie w m aszynach i arm atu ra ch narzędzi.
Cynk jest m etalem sulfofilnym i dlatego też do n a j
bardziej rozpowszechnionych kruszców cynku należą siarczki — sfaleryt (blenda cynkowa ZnS), w ystępu
jąca w paśm ie olkusko-bytom skim oraz w regionie legnisko-głogowskim. Górnictwo i hutnictw o tego m e
talu n a tych terenach em ituje do atm osfery w stęże
niach przekraczających norm y sanitarne.
Zaw artość cynku w roślinach jest zm ienna i zależy od biologicznej właściwości roślin, stadium rozwojo
wego, . w arunków edaficznych, meteorologicznych, a także od jego koncentracji w pow ietrzu. N aturalna ilość tego m etalu w roślinności wynosi od 10 do 100 mg na kg suchej masy. F lora w ykazuje duże zdolności akum ulow ania tego pierw iastka. Widocznie to jest na przykładzie huty Miasteczko Śląskie, gdzie słoma jęczm ienia zaw ierała 420 ppm Zn, traw a 316 ppm, łęty ziem niaków — 937 ppm, pietruszka i sałata n a tom iast posiadały 1000 ppm.
Autorzy powyższego arty k u łu przeprow adzili bada
nia zaw artości cynku w m chach — torfowcach, które stanow ią najw ażniejszy elem ent torfotw órczy n a to r
fowiskach w um iarkow anej strefie klim atycznej. P ró bki do analiz zebrano z centralnej p artii torfow iska położonego w K arpatach Zachodnich (w woj. przem y
skim). Liście tych mchów (Sphagnum) zbudowane są z m ałych hialinowych komórek, które decydują o bie
rnym niebiologicznym poborze cynku, a niska ilość protoplazm y w tych roślinach oznacza małe potrzeby pokarmowe. Substancje odżywcze czerpią z opadów atm osferycznych i pyłu z pow ietrza. Dlatego też n a zywa się je roślinam i ombrotroficznym i.
Na podstaw ie analizy żywej części pędu torfow ca (Sphagnum magellanicum, Sph. apiculatum), w ykaza
no zaw artość cynku (w przeliczeniu na suchą masę) od 28,0 do 36,5 ppm. K oncentracja pierw iastka w tych roślinach związana jest z prędkością osiadania tego m etalu z p o w ietrz a.'T ę zależność można przedstaw ić wzorem Pakarinena:
R = (C X P ) — L + V,
gdzie: R — opad cynku w mg. m—2 ]~-ł, C — koncen
tra c ja cynku w biomasie torfowca w ppm, P — prze
ciętna produkcja biomasy torfow ca w g. m—* r -1,
L— ługowanie cynku z biomasy torfowca, V — pobór cyn
ku ze starszej masy torfow ej.
Przy uwzględnieniu rocznej produkcji biomasy to r
fowca n a ok. 400 g/m2 w ynika, że opad cynku okreś
lony przy pomocy torfow ca (Sphagnum m agellani
cum) wynosi dla Podgórza Dynowskiego (woj. prze
myskie) ok. 15,4 mg/m2 r.
Gleby w naszym k ra ju zaw ierają przeciętnie 50 —
— 200 mg Zn na kg s. m. (w tym cynku przysw ajal
nego 1 — 10 ppm). Duże jego ilości stwierdzono w glebach obszaru GOP (m aksym alna koncentracja to 7400 mg Zn na kg s.m. w rejonie huty Szopienice) oraz w zagłębiu miedziowym Legnicko-Głogowskim.
Cynk może występować w glebie kationów, anio
nów, związków kompleksowych ze składnikam i hum u
su, trudno rozpuszczalnych związków nieorganicznych lub w postaci składników różnych m inęrałów. Zdol
ność cynku (pochodzącego z emisji) do m igracji w
głąb profilu glebowego uw arunkow ana jest stężeniem
jonów wodorowych. Przy odczynie kw aśnym i m a-
60
lym kom pleksie sorpcyjnym gleby bardzo szybko tr a cą te n pierw iastek, np. przy pH 4,5 — współczynnik w ym yw ania w ynosi 3-107 cm2 s_ *, natom iast przy pH 7,2 — współczynnik te n w ynosi 1-10—8 cm2 s—
Ze względu na duże zastosow anie zdarzają się za
tru cia tym m etalem w przem yśle i w gospodarstw ach domowych. Działanie toksyczne cynku zależy od po
staci chem icznej i drogi w prow adzenia do organizm u.
W ilościach fizjologicznych jest on konieczny do ży
cia, staje się dla organizm u szkodliwy, gdy ilość jego przewyższa krytyczne stężenie. Pow oduje to zaburze
nie m etabolizm u żelaza ii miedzi, co prow adzi do nie
uleczalnej niedokrw istości. Istn ieje związek przyczy
now y pom iędzy zakłóceniem bilansu pierw iastków w środow isku i chorobam i o w zrastającej zapadalności i śm iertelności. Jed n ą z głównych przyczyn pow sta
w an ia ra k a jest w spółdziałanie cynku z kadm em . N ajw iększą koncentrację cynku w ykazują jady w ę
żów: do 2 % ZnO. J a d kobry zaw iera do 350 mg cyn
ku. Duże ilości tego m etalu znaleziono w organiz
m ach bydła przebyw ającego w okolicach Zaw iercia (około 124 ppm w sierści, w w ątrobie zaś 366 ppm Zn). Stosowane niektóre antybiotyki (tetracyklina) w lecznictw ie ludzi i dodaw ane do pasz n a wzrost zw ierząt w y tw arzają kom pleksy z cynkiem i przez to h am u ją czynność enzymów (oksydazy, peroksy- dazy, fosfotazy krwi).
Paszow e m ączki zwierzęce m ają stosunkowo w y
soki procent soli m ineralnych (do 30 %). Pasze te są bogatym źródłem m akro- i m ikroelem entów . Niosą one także możliwość przyjm ow ania przez zw ierzęta n adm iernych ilości pierw iastków toksycznych, będą
cych przyczyną niepraw idłow ego rozw oju zw ierząt hodowlanych. Produkow ane w naszym k ra ju mączki rybne za w ierają średnio 164 ppm Zn, m ączki m ięsno- -kostne 135 ppm Zn. O rientacyjna w artość graniczna ustalona z p u n k tu w idzenia paszowego w ynosi 60-100 mg Zn w kg s. m.
Do wód cynk dostaje się z pyłów przemysłowych, z gleb znajdujących się w zlewni rzeki, ze ścieków m iejskich, z zakładów hutniczych m etali nieżelaz
nych oraz z kopalń (wody kopalniane rud cynkowo- -ołowiowych zaw ierają 0,01-1,3 g Z n/m 3). P ierw iastek te n na skutek biokum ulacji je st szkodliwy dla orga
nizm ów w odnych i je j odbiorców. Nagrom adza się on w fito-, zooplanktonie i poprzez ryby tra fia do człowieka. Uważa się stężenie 0,8 mg Zn/l za szkod
liw e dla ryb. Toksyczne działanie je st odw rotnie p ro porcjonalne do tw ardości w ęglanow ej wody, w arto ś
ci pH i zaw artości tlenu. Nasze w ody w zględnie czys
te, np. M ała Panew , zaw ierają ok. 25 g. Zn/l. N ato- m iat silnie zanieczyszczone (np. C zarna Przem sza) — ok. 700 g. Ren w okolicach M oguncji posiada w 1 1—■
169 mg Zn i w ciągu roku niesie do morza 11000 t cynku.
Z darzają się 'o stre zatrucia spowodowane pestycyda- dam i zaw ierające w swoim składzie cynk. Dotyczy to rodentycydu zwanego fosforkiem cynku Zn2P 2, używanego jako tru tk a do tępienia myszy, oraz cyn- kotoksu (Zineb) używanego do opryskiw ania drzew owocowych
S CH2—NH—C—S\
CH»—NH—C—S ' I >Zn
W śród 10 wrogów środow iska (C02, CO, S 0 2, N 0 3, Hg, fosfaty, ropa naftow a, promieniotwórczość) zna
lazł się także ołów — Pb. J e st on m etalem ciężkim (cię
żar atom ow y 207,21) nie m ającym znaczenia pokarm o
wego. Jego obecność jest dla środow iska uciążliwa, poniew aż w znacznych ilościach ogranicza aktyw ność biologiczną gleby i obniża w artość pokarm ow ą plonów.
Ze w zględu na sw oją stosunkow ą taniość, małe przew odnictw o elektryczności i ciepła, znajduje sze
rokie zostosowanie w budow nictw ie, przem yśle sa
mochodowym, elektrotechnicznym , poligraficznym , szklarskim , zbrojeniow ym i chemicznym. W zrasta ta k że jego udział w technice atom owej i radioizotopowej w ch ara k terze osłon przed prom ieniow aniem .
Ołów był w ykorzystyw any od 6 tysiącleci. W Egipcie tlenki ołowiu były stosowane do w yrobu szminek, fa rb i b arw ien ia włosów. W szystkie zw iązki ołowiu należą do silnych trucizn, dlatego też istnieje szereg przepisów i ograniczeń zarówno • fabrykacji, ja k i za
stosow ania ołowiu.
Zaw artość jego we k rw i ludzi w epoce poprzedza
jącej in d u strializację (gdy pochodził on wyłącznie ze związków ołowiu w glebie) w ynosiła 0,0025 ppm, czyli 2,5 części na m iliard. Jest to około 100 razy mniej niż typow y poziom stw ierdzony obecnie. Ołów do
staje się do kom órek żywych głównie z zanieczy
szczonego pow ietrza. Uw aża się spaliny samochodowe za podstaw ow e źródło skażenia siedliska człowieka.
D latego też duże koncentracje -tego związku stw ier
dza się przy szlakach kom unikacyjnych.
Od roku 1923 ołów je st w prow adzany do atm osfery przez pojazdy m echaniczne stosujące paliw a wzboga
cone czteroetylkiem ołowiu Pb(C2H 5)4, dla podwyższe
nia liczby oktanow ej. E tylina niebieska zaw iera 1,2 g Pb/kg. M ieszanka benzyny zaw ierająca rozpuszczony czteroetylek ołow iu w ilości od 0,6 do 1,5% nosi n a zwę benzyny etylizow anej. Przy spalaniu 1 kg etyliny, 3/4 ołowiu uchodzi do atm osfery razem z gazam i spa-
Średnie zaw artości ołow iu w p ró b a c h roślin zebranych przy drodze E— 22 K rak ó w —K atow ice (w p p m w przelicze
niu n a suchą masę)
R oślina
10
15
Odległość o d drogi w
20 30 | 40
(m)
50 70 100
słoma pszenica
ziarno
16,3 12,3 8,6 — 5,2 3,0 1,9 1,7
1,4 0,8 0,9 0,7 0,8 0,4 0,5 0,5
liśćie buraków pastew nych 20,4 — 13,2 13,2 7,6 7,0 3,8 4,0
koniczyna czerw ona 17,3 — 9,4 - 6,2 7,3 6,1 3,8
II. BOCIANBIAŁYnagnieździe. Fot. J.Yogel
61 linowymi w postaci: PbBrCl, PbCl2, Pb(OH)Cl, PbB r2,
(PbO)2PbBrCl, (PbO)2PbCl2, P b C 0 3. Spaliny samo
chodowe w 1 m3 zaw ierają 0,63 g Pb. Uważa się, że n a każdy km autostrady przypada rocznie ok. 300 kg
opadu ołowiu.
A utorzy tego arty k u łu badali zawartość ołowiu w roślinach znajdujących się w różnych odległościach od dróg. Zależność tę przedstaw ia tabela i rycina 2.
W świetle tych badań stwierdzono m aksym alną kon
centrację ołowiu w roślinach znajdujących się w bez
pośrednim sąsiedztwie pobocza, szosy (np. traw a w odległości 5 m od drogi K raków -Zakopane zaw ierała 24,8 ppm Pb w suchej masie, natom iast w. odległości 150 m tylko 1,7 ppm). Wpływ ołowiu pochodzącego ze spalin samochodowych n a roślinność w terenach
w kieru nku południowym w kierunku zachodnim -— w kierunku południ owo-wsch.
— w kierunku południowo-zach.
100 150
odległość od drogi [ m ]