W SZECHŚW IAT
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 - W A P R Z Y R O D N I K Ó W IM. K O P E R N I K A
ROCZNIK 1946, ZESZYT 3
REDAKTOR: D. SZYMKIEWICZ
KOMITET REDAKCYJNY:
K. MAŚLANKIEWICZ, WŁ. MICHALSKI, ST. SKOW RON, J. TOKARSKI
Z ZASIŁKU WYDZIAŁU NAUKI MINISTERSTWA OŚWIATY
K R A K Ó W 1 9 4 6
S z a f e r W .: Flora plioceńska w okolicy P ie n in ... Str. 65 A l e k s a n d r o w i c z J .: Z zagadnień współczesnej bioklimatyki
l e k a r s k i e j ... 70 L i t y ń s k i T .: Budowa chemiczna b i a ł e k ... „ 75 G r o d z i ń s k i Z.: Plaga królików w A u s t r a lii... „ 82 V e t u l a n i T.: O konikach polskich bielejących w zimie . . . . „ 87 M e r g e n t a l e r J .: Komety i meteory ... „ 89 D r o b i a z g i p r z y r o d n i c z e ... „ 94
Zjawiska astronomiczne w lecie 1946 r.
P r z e g l ą d w y d a w n i c t w ...
E. Godlewski, Embriologia zwierząt kręgowych W. Kuryłowicz, Penicylina
S. Skowron, Biologia
A dres Redakcji i A dm inistracji:
Kraków, Al. M ickiew icza 25 (b u dyn ek In stytu tu B adaw czego Leśnictw a) T elefon 549-94 i 538-23
W SZECHŚW IAT
P I S M O P R Z Y R O D N I C Z E
OR G AN P O L S K I E G O T - W A PR ZY R O DN IK Ó W IM. K O P E R N I K A
Rocznik 1946 Zeszyt 3 (1761)
W Ł A D Y S Ł A W . S Z A F E R
FLORA PLIOCEŃSKA W OKOLICY PIENIN Obrazy roślinności dawnych ubiegłych
epok geologicznych trudne są do odtworze
nia i zrozum ienia nie tylko dla laików, ale często także i dla botaników. Są one po pro
stu zbyt egzotyczne, gdyż przedstaw iają ro
śliny zupełnie niepodobne do flory dzisiej
szej, do której wszyscy przywykliśmy. Dla
tego to krajobraz z okresu węgla kam ien
nego, w którym panow ały olbrzymie sigila- rie, lepidodendrony, kalam ity czy kordaity, będzie zawsze dla nas krajobrazem obcym, jak gdyby pochodzącym nie z powierzchni naszej ziemi, lecz z jak iejś innej planety.
Inaczej rzecz się ma, gdy chodzi o historycz
nie młodszą przeszłość. Krajobrazy leśne z okresu trzeciorzędowego z okolic Wieliczki, Chodzieży w W ielkopolsce lub Chłapowa na polskim brzegu Bałtyku, w którym pano
wały rodzaje drzefy, podobne do dziś w Pol
sce żyjących sosen, świerków, buków, gra
bów, topoli czy brzóz, choć m ają jeszcze w sobie nie mało elem entu egzotycznego, są przecież dla nas dostępniejsze i łatwiej zrozumiałe, ponieważ możemy je porównać z lasam i pokryw ającym i dziś nasze ziemie.
N ajbardziej interesuje nas bezwątpienia wym arły las, który poprzedził b e z p o ś r e d n i o w historycznym rozwoju las współ
czesny. Lasy takie ze schyłku ery trzecio
rzędowej m usiały żyć w Polsce tuż przed katastrofą epoki lodowej. Niestety, o takim lesie kopalnym, pochodzącym z najm łod
szego polskiego trzeciorzędu, czyli z okresu p l i o c e ń s k i e g o , nauka do niedaw na nic powiedzieć nie mogła. Była to luka w naszej wiedzy tym dotkliwsza, że nie znając flory
lasu plioceńskiego, nie znaliśmy niejako metryki pochodzenia dzisiejszego lasu pol
skiego, który wszedł na nasze ziemie dopiero po epoce lodowej z ostoi południowych, gdzie zdziesiątkowany przetrw ał ciężki, bez- drzewny okres zimna epoki dyluwialnej.
Ponieważ zaś pojęcie naukowe «dyluwium»
nie oznacza nic innego jak pam iętną w p ra
dziejach ludzkości katastrofę biblijnego po
topu, — możemy powiedzieć, że nie wiedzie
liśmy nic o naszym polskim «rajskim» lesie.
Szczęśliwy przypadek odsłonił w roku 1938 przed naszą nauką tę tajemnicę. Oto w kopalni gliny w Krościenku nad D u n aj
cem natrafiono na szczątki lasu plioceń
skiego. Są one tak liczne i dobrze zachowane, że pod tym względem nie ustępują jak im kolwiek innym florom kopalnym, pocho
dzącym z tego cż&su, i kto wie, czy po ich wszechstronnym zbadaniu nie okażą się bo
gatsze i dla nauki cenniejsze od wielu in nych wykopalisk flor plioceńskich w E uro
pie. We florze krościeńskiej odnalazła w re
szcie nauka polska brakujące jej dotychczas ogniwo do łańcucha historii naszej szaty ro
ślinnej.
Każdy kto chóć raz szedł z Krościenka (422 m ) na Trzy Korony (982 m ) zwykłą drogą, przechodził ścieżką przez polanę W y
miarki. W idok z niej ku północy, zamknięty wysokim grzbietem lesistej Radziejowej (1265 m), obejm uje u stóp Pienin położoną dolinę potoku Krościcy, wpadającego do Dunajca w Krościenku, a zam kniętą od strony zachodniej lokalnym działem wod
nym, który tworzy tu nagi andezytowy sto-
TABLICA I
18
żek W żaru. W tej to krótkiej i zasłoniętej z trzech stron dolince, gdzie erozja wodna zawsze — tj. od górnego trzeciorzędu — była słaba, zachowały się w dwóch m iej
scach resztki niew ym ytych w czwartorzę
dzie osadów plioceńskich. Osady te o m iąż
szości około 18 m złożone są z piasków, żwirów 1 iłów i zostały osadzone przy brzegu zbiornika wody stojącej (jeziora), do któ
rego spływały wówczas potoki ze zboczy p a sma Radziejowej. Obydwie odkrywki plio- ceńskie są sztuczne i od kilkudziesięciu lat dostarczają m ateriału gliniasto-piaszczystego dla w yrobu cegieł. Szczątki roślinne, two
rzące w osadach plioceńskich soczewkowate wkładki różnej grubości, składają się z licz
nych odłamków spławionego wodą drewna, zamienionego n a lignit, oraz nader obfitych owoców i nasion należących przeważnie do flory leśnej. Szpilki drzew szpilkowych są też bardzo częste, natom iast blaszki liściowe drzew i krzewów liściastych tra fia ją się tylko wyjątkowo. Znaleziono także sporo do
brze zachowanych mchów, oraz resztki nie
licznych przedstawicieli roślinności wód stojących. W sumie m ateriał roślinny wydo
byty z obydwu cegielni plioceńskich jest wyjątkowo obfity i doskonale zachowany.
Ze szczątków zwierząt znaleziono zaledwie nieliczne resztki chitynowe chrząszczy-. Tym okolicznościom zawdzięczać należy, że utw o
ry plioceńskie z Krościenka eksploatowane tylko przez dwa lata dostarczyły niem al ty leż wiadomości o florze plioceńskiej co np.
zagłębie plioceńskie F rankfu rtu nad Menem lub osady plioceńskie dolnego Renu, których badanie naukow e trw a nieprzetrw anie już od z górą pół wieku.
Najlepiej poznaną została dotychczas w Krościenku plioceńska f l o r a l e ś n a ,
na drugim m iejscu pod tym względem stoi l l o r a w o d n a i flora łąk mokrych, n a j
m niej zaś można było dowiedzieć się o f l o r z e s k a l n e j samych Pienin, ponieważ dotychczas udało się znaleźć tylko osady wód spływających od północy, nie zaś od strony południowej, gdzie wznoszą się w a
pienne skalice Pienin.
Las w okolicy Krościenka był rozwinięty w pliocenie przynajm niej w dwóch piętrach klimatycznie różnych, położonych nad sobą.
W niższym piętrze, pokrywających podnóża gór, panowały drzewca liściaste, w górnym — szpilkowe. Podczas gdy dziś karpacki las liściasty złożony jest z niewielu rodzajów drzew, takich jak grab, lipa, wiąz, dąb, klon i olsza, a w nieco wyższych położeniach także buk i jaw or, to las plioceński, który zajm ował te same zbocza górskie, był tak bogaty w obce dziś dla flory europejskiej drzewa, że można go porównać tylko do znanych z bogactwa lasów, żyjących w gó
rach południowej Japonii, południow o-za
chodnich Chin lub w atlantyckiej części Ameryki północnej. W spaniale kwitnące magnolie i tulipanowce, pięć gatunków gra
ba, spokrewniona z nim i japońska ostrea, dwie olsze, cztery lub pięć gatunków klo
nów, dzika śliwka rosnąca dziś na K auka
zie, buk pokrewny am erykańskiem u, dwa gatunki skrzydłoorzechów (Ptcrocarya), ka
sztanowiec, kilka gatunków drzew pokrew nych platanom, trzy dzikie wiśnie, nie ustę
pujące zapewnie pięknością słynnym w i
śniom japońskim — oto niepełna lista drzew leśnych. W podszyciu tego lasu i nad brzegami jeziora oraz płynącego tu potoku rosły niem niej liczne krzewy. Dwa gatunki dzikich bzów (Sam bucus), Stewartia, dzi
wny krzew spokrewniony z krzewem herba-
O B J A Ś N I E N I A D O T A B L I C Y I
P r z ed sta w icie le flory plioceńskiej z K rościen ka nad Dunajcem.
1. T suga ca roliniana (szyszk a). 2. Szpilki rodz. J saga. 3. C ham a ecyp a ris pisifera (szyszka). 4. f M agnolia Cor. 5. L iliodeiulron tu lip ife ra . 6. y C arpinus m in im u s. 1. y Sino m o en iu m Dielsi. 8. P rim u s donies- tica. 9. y Aclirtidia faoeolata. 10. Ju g la n s cinerea. 11. P terocarya fra x in iio lia . 12. y E u ry a le carpa- tica. 13. Vitis siluestris. 14. y S lg r a x obouatum . 15. y Stew a rtia pliocenica. 16 f S am bucus pulchelta.
17. R osa sp, 18. f C arex flagellata. 19. E u rijn c h iu m sp. (K rzyżyk przed nazw ą oznacza gatunek w ym arły; w szy stk ie ry c in y p rzedstaw iające kopalne o w o ce i nasiona z w yjątkiem 2-giej i 10-tej
p o w ięk szon e 10 do 15 razy).
cianym, dwa gatunki korkowców (Phello- dendron), kilka dereni (Cornus), liczne ga
tunki dzikich róż i wiele innych. Ogółem stwierdzono dotychczas 56 gatunków sa
mych drzew i krzewów; nie licząc równie bogatej flory roślin zielnych i mchów, two
rzących barw ne runo leśne. N ajwiększą je d nakże osobliwością były tutaj liany, a m ia
nowicie 5 gatunków dzikiej winorośli, z któ
rych jeden, ocalały z katastrofy epoki lodo
wej (V ifis siluesłris) stał się później ro śliną m acierzystą w inorośli szlachetnej, dwie aktinidie (Actinidici) spokrewnione z ga
tunkam i japońskim i, piękny pnącz z tarczo- watym i liśćmi z w schodnio-azjatyckiego rodzaju Sinom oenium i jeden przedstaw i
ciel egzotycznego rodzaju Trichosanlh.es z rodziny dyniowatych, pnący się po kona
rach drzew w ąsam i elastycznym i ja k sprę
żyny (zob. załączone dwie tablice).
W śród gęstwiny tego cudownego lasu li
ściastego, w którym brakow ało jedynie dę
bów i lip, czerniły się ciem nymi plam am i grupy drzew szpilkowych, zwłaszcza choin czyli tsug (Tsuga europaea i Tsuga caroli- niana).
W wyższym piętrze leśnym i na skałach rosły przew ażnie drzew a szpilkowe. Spo
śród nich tylko jeden świerk przeżył w K ar
patach aż po nasze czasy, inne zaś żyją dziś w dalekich górach Bałkanu i wschodniej Azji, a m ianowicie: w ysm ukły jak wieża gotycka świerk serbski Picea omoricoides, silnie klujący japoński świerk Picea polita, piękna sosna bałkańska Pinus peuce, w y
m arły gatunek m odrzewia (L a rix ligulata), cyprysiki japońskie (Chamaecyparis pisi- fera), tuje (Biota orientalis) i in.
Z listy florystycznej tego lasu, liczącej około 150 gatunków, należących do około 80 rodzajów, żyje dziś w Polsce zaledwie kilkanaście gatunków roślin, w tej zaś licz
bie z naszych drzew i krzewów zaledwie kilka, a m ianowicie: świerk, jodła, grab, olsza i leszczyna. W szystkie inne bądź w y
m arły w epoce lodowej, bądź ocalały z po
gromu w dalekich górach Bałkanu, Kaukazu, atlantyckiej części Ameryki północnej, a przede wszystkim w górach południow o- zachodnich Chin i Japonii,
Florę wodną reprezentują' w plioćenie Krościeńskim m. i. Euryale carpatica, ro
ślina dziś w ym ierająca z rodziny N y m - phaeaceae o olbrzymich liściach p ływ ają
cych, ustępująca swymi w ym iaram i tylko słynnej Yicloria regia z basenu Amazonki, Trapa ńatans o m ałych orzechach, jezierze (Najas), wrzeczniki (Potamogeton) oraz grążele (Nuphar), reprezentowane często przez w ym arłe dziś gatunki. Z przedstaw i
cieli flory błotnej zasługują na uwagę spe
cyficznie plioceńskie gatunki z rodzajów D ulichium, Scirpus, Sparpanium, Proserpi- iiuca, Caldesia, Alism a -i Carex. ©ość licznie reprezentowane rośliny błotne z rodziny baldaszkowatych (Umbelliferae) nie zostały jeszcze dokładnie zbadane. Z m ało dotych
czas poznanej flory skalnej wymienić n a leży rodzaj Paliurus, a może także rodzaje Olea, Ilex, Rhus, Pieris i Styrax.
Roślinam i o najw iększych i n ajpięk niej
szych kw iatach były we florze krościeńskiej Magnolia Cor i H ibiscus, oraz rośliny z ro
dziny różowatych (Rosaceae) i jaskrow atych (Ranunculaceae).
Co było przyczyną zniknięcia roślin plio- ceńskich j i i e tylko w Polsce, ale w całej Europie środkowej?
Pierw szą i najw ażniejszą była niew ąt
pliw ie zm iana klim atu. Na podstawie zna
nych nam wym agań życiowych przewod
nich drzew plioceńskiego lasu możemy przy
jąć, że średnia roczna tem peratura wyno
siła w Polsce wówczas około + 16° C, śred
nia lipca ok. + 25° C, średnia stycznia ok.
+ 5° C, a opady deszczowe były m niej w ię
cej dw ukrotnie obfitsze od dzisiejszych. Był to zatem klim at ciepły a zarazem wilgotny, podobny do klim atu północnej Florydy lub południoywch wysp japońskich.
Rośliny żyjące w tym jakby cieplarnia
nym klimacie m iały tę niekorzystną dla siebie właściwość życiową, że przeważnie rozm nażały się przy pomocy ciężkich n a sion i cięższych jeszcze owoców. Trwałość tego rodzaju roślinności była bardzo niepe
wna. Już pierwsze zmiany klimatyczne, zw iastujące zbliżającą się epokę lodową (górne piętra plioceńskie T e g e 1 i a n i C r o m e r i a n), m usiały ją zdziesiątko-
TABLICA II
N iektóre d rzew a i k rzew y charak terystyczn e dla p lioceń sk iej flory leśn ej w K rościenku.
1. Ilibiscus Sgriacus L. 2. Liriodendron tulipifera L. 3.Pieca rubra D i e t r . 4. Ngssa siluatica
M a r s h . 5. Ostry a carpini/olia L. 6. Menispermum dahuritim DC. 7. Plerocarya fraxinifolia ( La m. ) S p a c h . 8. Chamaecijparis pisifera L. 9. Magnolia Kobus DC. 10. Vitis siluestris L. W szystk ie one żyły w p liocen ie bądź w p ostaci gatunków d zisiejszych , bądź w form ach do nich bardzo zb li
żonych.
wać. Tylko te drzew a i krzewy, które po
siadały lotne nasiona, ja k świerki, sosny lub brzozy, znalazły swe ocalenie w szybkiej ucieczce ku południowi, gdy tymczasem in ne, ciężkonasienne, w m ałym procencie tył ko zdołały się cofnąć, przew ażnie zaś m usiały wymrzeć. Gdy zaś epoka lodowa w całej swej grozie naw iedziła nasze ziemie, gdy T atry, Babia Góra i Sudety pokryły się cza
pam i lodowców, a z północy zsunął się na niż polski potężny lądolód, wtedy nie było już zgoła m iejsca, gdzieby ostać się mogła w Polsce flora plioceńska. Ocalały tylko jej niedobitki i one, szczęśliwie przeżywszy k a tastrofę epoki lodowej n a południu, powró
ciły do nas pierwsze (sosna, świerk i brzo
za), a dopiero po nich stopniowo z ostoi cie
płego południa przybyły do nas takie drze
wa, ja k grab, buk i jodła. Przew ażnie je d
nak niedobitki flory plioceńskiej wcale już do Polski nie wróciły, przenosząc ciepło do
liny gór bałkańskich lub południowe zbo
cza K aukazu nad chłodny klim at naszego kraju.
Pod względem składu systematycznego swej flory zbliża się nasza flora plioceńska najbardziej do flory plioceńskiej z m iej
scowości Reuver położonej w delcie Renu, z którą posiada 47 wspólnych gatunków, oraz do flory zagłębia frankfurckiego (30 ga
tunków' wspólnych). Stratygraficznie należy zaliczyć naszą florę prawdopodobnie do pię
tra ś r o d k o w e g o pliocenu (Reuverian = P laisantien). Ostateczne rozstrzygnięcie tego zagadnienia należy pozostawić dalszym b a
daniom paleontologicznym całości pliocenu polskiego.
JULIAN ALEKSANDROWICZ
Z ZAGADNIEŃ WSPÓŁCZESNEJ BIOKLIMATYKI LEKARSKIEJ Z dawien daw na wiemy, że rozm aite
wpływy czynników atm osferycznych, ko
smicznych i ziem skich nie są obojętne dla naszego psychofizycznego ustroju. Kształ
tu ją one fizyczne i duchowe oblicza jed n o stek i narodów. Podlegają im wszelkie żywe ustroje tak ze św iata roślinnego, ja k i zwie
rzęcego.
W pływ otaczającego nas wszechśw iata obserwował geniusz ludzki od zarania k u l
tury, a bystro podpatryw ane zjaw iska p rz y rody przez ówczesnych przedstaw icieli nauki doprowadziły do pow stania potężnej gałęzi wiedzy — a s t r o l o g i i — która przez d łu gie wnęki przodowała wszelkim naukom . P o tem w głębokim średniowieczu zacierały się praw dy przyrodnicze w oparach m istycyzm u, przesądów i zabobonów, aż wreszcie odm ó
wiono astrologii praw a i znaczenia nauki ścisłej.
W naszym stuleciu nauka ta zostaje Wskrzeszana, jakkolw iek w innej postaci.
O parta na fundam encie fizjologii z jednej a fizyki z drugiej strony, wyk rys tal i zowu je się jako meleoropatologia, klim atologia, bio-
klim alyka itp., które stanow ią podwaliny dla naukowego uzasadnienia wpływu m akro- kosmosu i zm ian atmosfery na zwierzęcy ustrój. Innym i słowy udaw adnia przy po
mocy nauk ścisłych założenia astrologii.
W iem y z codziennego życia, że stany cho
robowa mogą ulegać zaostrzeniu na pewien czas przed nadejściem zm iany pogody. Mó
wim y o przeczuw aniu choroby. Somatyczne ogniska przeczuć byw ają rozmaite: dawne blizny po ranach, staw y po przebytych za
paleniach, zrośnięte m iejsca złam ań kości itp. Mimo braku rzeczowych dowodów łą czono WTażliwość na zmianę pogody z «elek- trycznością» powietrza. Wówczas była to jeszcze intuicyjna hipoteza, która obecnie zdobywa coraz większe poparcie naukowe.
Klasycznym przykładem w pływu czynni
ków atmosferycznych na ustrój jest choroba halna. U osób wrażliwych, posiadających — ja k mówi pionier tych badań śp. prof, L u- d o m i r K o r c z y ń s k i — meteorotropię w'obec halniaka, zm ienia się z nadciąga
niem w iatru nastrój psychiczny. Opanowuje ich niepokój, stają się drażliwi a nawet po
padają w stan niepoham owanej gwałtow
ności, czasami znów przychodzi u nich stan przygnębienia, depresji ze skłonnością do samobójstwa.
Nie wiemy, gdzie tkwiią przyczyny tych zjawisk. Nie um iem y ich jeszcze określać.
Ale doświadczenie nas uczy, że nawet n a j
czulsze przyrządy, jakim i dysponujem y, nie są w stanie przewidzieć zbliżających się zmian meteorologicznych, podczas gdy one d ają już znać o sobie odczuwaniam i w rażli
wego ustroju. Jest zapewne w atmosferze czynnik, który wyprzedza masę w iatru h a l
nego, czynnik przypuszczalnie n atu ry elek- tro-magnetycznej.
Spostrzeżenia B e t t m a n a mogą w pewnej mierze tłumaczyć patogenezę tych zjawisk. Spostrzegał on w naczyńkach włosowatych przed burzą i w czasie burzy elektrycznej charakterystyczny niepokój.
Światło naczyniek włosowatych zaciskało się, to znów nadm iernie rozszerzało, powodując zmiany w prądzie krwi. Ta gra naczyniek włosowatych m iała chaotyczny charakter.
Zależności od pracy serca nie spostrzegał.
Tym i obserw acjam i można tłumaczyć szereg kazuislycznych doniesień o wpływie przełomowych zmian atmosferycznych, zwią
zanych ze zm ianą napięcia elektryczności atmosferycznej, n a częstość zejść spowodo
wanych niedomogą krążenia, na zwiększenie ilości powikłań w schorzeniach jam y brzu
sznej, na przebieg stanu pooperacyjnego po laparotom iach, na częstsze w tym okęesie przebicie wrzodów żołądka, pęknięcie ciąż pozamacicznych itp.
Nieco więcej św iatła na wpły\y czynni
ków' atmosferycznych na ustrój rzuciły prace d e R u d l e r a z roku 1931. Zwrócił on uwagę na łączność między przesuwaniem się frontów7 atmosferycznych a pewnymi schorzeniami, które w ym ienia w kolejnym zestawieniu. Za pewne lub praw ie za pewne schorzenia meteorotopow7e przytacza ostre dławicowe zapalenie krtani, spazmofilię ose
sków, rzucawrki ciężarnych, jaskrę, udary mózgu, nerwobóle, zakrzepy, co zaintereso
w any znajdzie szczegółowo omówione wr pracy K o r c z y ń s k i e g o o «Wędrow- nych m asach powietrza*.
Ciekawe są też spostrzeżenia kierownika instytutu meteorologicznego w Davos dra D o r n o . Autor ten tłumaczy w7pływ meteo- ropatyczny zaburzeniam i elektryczności po
wietrznej. Ścierające się masy powietrza po
wodują powstawanie prądów7 elektromagne
tycznych o znacznej częstości, ho około 10.000 na sec. Rolę odbiorników spełniają jego zda
niem przydatki skóry. Drgania powstające pod wpływom fal elektromagnetycznych przenoszą się na czuciowe elementy skóry i za ich pośrednictwem na cały wegetatywny układ. Uwzględniając szybość ruchu wyno
szącą 300.000 km/se/c, wielką przenikliwość i dalekosiężność tych prądów fal elektrom a
gnetycznych, staje się bardziej zrozumiały wpływ pochodzący z przesuwających się m as powietrznych, znajdujących się nawet w znacznej odległości. Oczywiście, że wpływ ten zaznacza się znacznie dobitniej prey bez
pośrednim zetknięciu się ustroju z frontem mas powietrza.
Lekarz dyżurny dużego szpitala zna do
brze takie zjawiska. Mówi o praw ie s e r i i , często utyskując na nie, gdy mu zakłóca spo
kój nocny. Również coś o 'tym powiedzieć może szofer karetki pogotowia ratunkowego, gdy na oddział chirurgiczny — tejże prawie nocy, w której demony harce w atmosferze w ypraw iają — przewozić musi szereg cho
rych, podczas gdy inne tygodnie znam io
nuje spokój lub conajwyżej sporadyczne w y
padki wym agające interw encji pogotowia.
O ficjalna medycyna nie przyw iązuje te
mu większego znaczenia. W ie się, że takie zjaw iska istnieją, ale nie są rejestrow ane i badane z myślą wykorzystania ich w m e
dycynie praktycznej dla dobra chorych. Ale meteoropatolog śledzi je i skrzętnie notuje, z uporem twierdząc, że przyjdzie czas, w którym zasięgać będzie jego rad chirurg — wyczekujący sprzyjającej aury dla zabiegu operacyjnego — niby średniowieczny wódz pytający astrologa o szczęśliwą konstelację dla jego zamierzeń, On, bioklimatolog czy meteoropatolog, ostrzeże kardiologa przed niekorzystną sytuacją klim atyczną dla jego chorych, dzięki czemu na czas zastosuje zaradcze środki. On ostrzeże fizjologa o gro
źbie krwotoków płucnych. T a profilaktyczna
jego czynność więcej może przynieść nieraz chorym pożytku niż najbardziej wyszukane leki.
Rzućmy teraz okiem n a zagadnienia związane z występow aniem epidemii. T u już nieco więcej można powiedzieć o wpływie w arunków atmosferycznych. Okresowe w y
stępowanie rozm aitych epidem ii łączy szereg współczesnych badaczy z w pływ am i kosm i
cznymi, z nasileniem plam n a słońcu itd.
Dziś w erze bakteriologicznej pozornie dziw
nym może się to wydawać, jednak już prof.
K o s t r z e w s k i , wiążąc występowąnie za
raz ze zm ianam i odbyw ającym i się w przy
rodzie, mówi: z pow staniem i rozwojem bakteriologii uległ zapom nieniu epidem io
logiczny sposób m yślenia jako niewłaściwy, a więc i zbyteczny. Ale po zawodach, jak ie spraw iła bakteriologia, słyszy się dziś coraz częścićj nawoływania, by nie lekceważyć epi demi ol ogicznego rozum owań ia.
Znów dochodzą do głosu poglądy lekarzy XVII stulecia — z ery przedbakteriologicz- nej — reprezentowane przez S y d e n h a m a , angielskiego uczonego. Część dzisiejszych epidemiologów wiąże w ystępowanie zaraz ze zm ianam i odbyw ającym i się w przyrodzie, przypisując zarazkom podrzędne znaczenie.
Do nich należy H i r s z f e l d , który podkre
śla zależność epidem ii od czynników kosm i
cznych.
Dziwnym się zaiste może wydaw ać taki pogląd w okresie rozkw itu nauk ścisłych, jak bakteriologia czy epidemiologia. Ale tak jest.
T a w łaśnie bakteriologia, której w spaniały ginach wystawił P a s t e u r i jego epigoni, której nowe postępy gw arantu je w spaniały w ynalazek elektronowego m ikroskopu, sam a nie um ie tłumaczyć każdej choroby zakaźnej i każdej epidem ii, tak powszechnej ja k dur brzuszny czy błonica. Czegoś jeszcze brak oprócz zarazka do pow stania choroby czy epidem ii, coś jeszcze reguluje natężenie epi
demii, ciężkość m asowych zachorowań, przebieg schorzenia. Czym jest ten nieznany Czynnik, gdzie go szukać należy? To G e n i u s e p i d e m i c u s , o którym mówią daw ne księgi. O którym mówi S y d e n h a m , ńie wiedząc jeszcze o istnieniu zarazków, że ten genius epidem icus ułatw i przypusz
czalnemu wirusowi lepsze bytowanie, ku strapieniu cierpiącej ludzkości.
Już dziś znany jest pierwszy czynnik, to znaczy rozm aite chorobotwórcze zarazki. Po
zostaje jeszcze rozglądnięcie się za drugim czynnikiem — demonem epidemicznym.
Periodyczność w występowaniu epidemii równoległe z plam am i na słońcu, które znów z drugiej strony w yw ierają wpływ n a n atę
żenie opadów, to wszystko czynniki pow ią
zane ze sobą korelacyjnie. W nich szukać należy tego tajemniczego — genius epide
micus.
Na mieszkańców ziemi w yw ierają wpływ nie tylko czynniki z otaczającego nas wszechświata, lecz i sam a skorupa ziemska.
W pływ ten nie jest jeszcze dokładnie zba
dany, lecz niew ątpliw ie nagrom adzenie w pewnym m iejscu większej m asy ciał r a dioaktyw nych nie pozostaje obojętne dla ży
wych ustrojów.
Nie bez sensacyjnego posm aku jest spra
w a t. zw. «prpmieni ziemnych* i ich do
m niem anego wpływu n a powstawanie no
wotworów. Prom ienie te m ają powstawać w m iejscach ponad podziem nymi źródłami i strum ieniam i i w yw ierają podobno szko
dliw y w7pływ na żywe ustroje, a w szczegól
ności przyczyniają się do pow staw ania raków.
W roku 1933 przeprowadzono kilka ści
słych doświadczeń, które m iały potwierdzić istnienie tych promieni. J e n n y , O e h l e r i S t a u f l e r wykazali, że w m iejscach podle
gających temu prom ieniow aniu rośliny ro
sły w7olniej i wcześniej więdły. Dalej u sta w iali autorzy klatki z m yszam i w ten sposób, że częściowo znajdownły się one w pasie prom ieniow ania, częściowo poza nim. I oka
zało się, że m yszy gromadziły się i prze
byw ały w części klatki położonej poza strefą działania. Dalej gdy ustaw ienie klatek zm ieniano o 180°, tak że połowa klatki z m iejsca uprzednio obojętnego znajdow ała się W pasie podrażnienia, myszy po krótkim czasie dezorientacji przenosiły się do części położonej w m iejscu obojętnym. Szybciej powstawały raki smołowe u myszy um iesz
czonych w pasie » podrażnienia, aniżeli w m iejscach obojętnych. Doświadczenia te
poddali kontroli M i e s c h e r i S c h a a f , uzyskując w yniki wręcz przeciwne. Rozwi
nęła się wówczas dyskusja, w której jedni zaprzeczali ścisłości doświadczeń drugich, wreszcie spraw a ucichła.
W ostatnich latach przed w ojną powró
cił do tego zagadnienia anatom o-patolog B i e t z k e, który u myszy umieszczonych wr pasie podrażnienia biegnącego ponad strum ieniem podziem nym — którego prze
bieg wskazał m u różdżkarz — otrzym ał sa
m oistne nowotwory w znacznie większym odsetku, bo (6%), podczas gdy u myszy znajdujących się w obojętnym m iejscu za
ledwie 0,5%.
Nie przesądzając zagadnienia istoty pro
m ieni ziemnych, należy przytoczone badania uważać za pewien przyczynek przem aw ia
jący za wpływem gru n tu (prawdopodobnie prom ieniow ania radioaktyw nej gleby) na powstawanie zm ian chorobowych w żywych ustrojach.
Poza naszkicowanym i czynnikam i atm o
sferycznymi ziemskimi, w yw ierają n a ustro
je żywe wpływ czynniki kosmiczne. D u e 11 podaje, jak i wpływ w yw ierają n a ustrój pewne periodyczne zm iany ziemskiego pola magnetycznego. Zm iany te cechują się pe
wną okresową praw idłowością 27-dniową.
N ajwiększa ilość zgonów przypada na szczyt elektro inw azji lub w kilka dni potem. Gwał
towne erupcje na słońcu pow odują nagłe bom bardow anie naszej planety cząsteczkami alfa. Te kilkugodzinne a naw et kilkudnio
we elektroinw azje w pływ ają na ziemskie pole magnetyczne, co przejaw ia się w gwał
townych drganiach igły magnetycznej, a gdy przybierają pewne nasilenie, nazyw ane są burzam i m agnetycznym i, którym w polar
nych krajach towarzyszą zorze polarne.
D u e l , opierając się n a olbrzym im m a
teriale statystycznym protokołów zgonów w dwu odległych m iastach Zurychu i Ko
penhadze, dochodzi do wniosku, że istnieje 27-dmiowa okresowość w zapadalności. I tak zgony od schorzeń nerwowych w ystępują na szczycie inw azji, zaś od chorób dróg odde
chowych w około 8 dni po niej.
Stwierdzenie periodyczności tych zjawisk pozwala współczesnemu astrologowi — bio- ,
klimatykowi dawać wskazania, w jakich porach krytycznych należy unikać zabiegów operacyjnych. Oczywiście, że konieczna jest tu współpraca z meteorologiem, który uprze
dza nas o burzach magnetycznych, o nasile
niu prom ieniow ania kosmicznego.
T a regularność w pow tarzaniu się pew
nych zjaw isk w wszechświecie wedle od
wiecznych praw ideł rządzących nim skła
nia do głębszego zastanowienia się nad tym zagadnieniem. Zjaw iska pow tarzają się w różnym czasokresie, od ułam ka sekundy począwszy a kończąc n a świetlnych latach.
Długość fal tych okresowych przejawów może wynosić tysięczne m ilim etra lub kil
ka kilometrów, mówiąc kategoriam i, w j a kich nasz um ysł zdolny jest pojmować pewne kryteria.
Ten rytm — to tętno wszechświata a może jego istota. Rytmiczne, inaczej mówiąc fali
ste, są przejaw y wszelkich energii. Z tych prostych elementów składają się wszelkie rytmiczne zjaw iska w makrokosmosi i m i- krokosmosie. Dzięki ich powtarzalności m o
żemy je obliczyć m atem atycznie, wyrazić w wzorach i przewidzieć ich wystąpienie.
Rytm zjaw isk przyrodniczych widzimy w codziennym życiiu i daleko nie m usim y szukać. Czy praca serca, czy sen, czy 28-dniowy okres przem ian ustrojowych u kobiety, c z y . rytm iczna zm iana pór roku, czy przypływ i odpływ mórz, czy wreszcie 1 1 -letni okres nasilania się plam słonecz
nych, to wszystko przyrodnicze zjaw iska o falistym przebiegu powiązane wzajem nie z sobą.
W arto się nieco dłużej zastanowić nad 1 1 -letnią zmiennością, lub jej wielokrotno
ścią nasilania plam słonecznych. Również 1 1 -letnią okresowość wykazują ziemskie czynniki meteorologiczne. B r u c k n e r w yka
zał n a podstawie m ateriału z dwu stuleci, że lata wilgotne i suche w Europie pow ta
rzają się w okresie około 35 lat a więc od
powiadającem u potrójnem u okresowi plam słonecznych. Podobnie 1 1 -letni okres zna
leziono w dziedzinie faunistycznej, co za
pewne uzależnione jest od opadów a w związku z tym urodzajów.
Nasuwa się teraz pytanie, jak i wpływ
wyw iera len cykl na człowieka i społeczeń
stwa ludzkie. Otóż E d w a r d S t e n z podaje, że wszystkie ważniejsze ruchy rew olucyjne w Europie w ostatnim półtorastuleciu m iały m iejsce w okresach m aksym um plam sło
necznych, a m ianowicie: w ielka rew olucja francuska (d ata m aksym um plam 1788), powstanie listopadowe (m aksym um plam 1830), rewolucje w F rancji, Austrii, N iem czech (m aksym um plam 1848), rew olucja rosyjska 1905, 1917, wreszcie 2 w ojna św ia
towa przypada n a okres odpow iadający n a sileniu plam 1939 (podw ójna wielokrotność okresu 1 1 -letniego od 1917).
Zbieżność dat tych przejaw ów społecz
nych z latam i nasilenia plam słonecznych jest tak uderzająca, że trudno ją uw ażać za zwykły zbieg okoliczności. Zresztą człowiek nie stanowi w yjątku w przyrodzie i m usi też, jak każda istota czerpiąca zeń życie, podlegać jego wpływom.
Należałoby się teraz zastanowić, jaki jest m echanizm w pływ u czynników atm o
sferycznych, ziemskich czy kosmicznych na ustrój. Pewne światło rzuca n a to zagadnie
nie nauka o elektryczności powietrza.
Stwierdzono, że atm osfera naładow aria jest dodatnio a pow ierzchnia ziemi ujem nie, zaś powietrze zdolne jest do przew odzenia elek
tryczności. W reszcie dalszym etapem to stwierdzenie promieniotwórczych w łaści
wości pewnych ciał zaw artych w ziemskiej skorupie, oraz zbadanie prom ieni kosm icz
nych, które to jedne, ja k i drugie posiadają wybitne właściwości jonifikacyjne. W łaści
wości jonifikacyjne stanow ią sedno rozpa
tryw anych tu zagadnień.
Jon w dzisiejszym ujęciu to istota i nie
* będzie przesady jeśli powiem, dusza żywej m aterii. Jon, to uczynniony atom. Pow staje on gdy w układzie atom u zostaje naruszona równowaga przez w ytrącenie lub przy łą
czenie jednego lub kilku elektronów. Pow staje wówczas jon dodatni lub ujem ny.
Zm ienia się wówczas istota atomu. Z m a r
twego, nieczynnego atom u powstaje czynny jon. Jakżeż olbrzym ią rolę odgrywa on w życiu organizm u. Cała przem iana m aterii odbywa się w postaci zjonizowanej. Syn
teza białka ustrojowego, asym ilacja, krąże
nie i oddychanie, stany przestrojenia ustro ju, zakwaszenie i alkaliza, to wszystko pro
cesy jonifikacyjne.
Cóż jest tym czynnikiem, tym ożywczym tchnieniem , które Z martwego atomu czyni pełen życiowej siły jon?
Fizyka nas uczy, że bodźcem jonifikacyj- nym może być elektron, energia prom ieni
sta, prom ienie alfa, beta, gama, em anacji radowej radioczynnego prom ieniow ania zie
m i wreszcie prom ień kosmiczny.
Przenosząc te zdobycze współczesnej fi
zyki n a teren nauki lekarskiej, stwierdzono ciekawe zjaw iska zależności stanów fizjo
logicznych od rodzaju jonów w otoczeniu.
D e s s a u e r , C z y ż e w s k i stwierdzili, że ujem nie zjonizowane powietrze zwalnia r u chy oddechowe, obniża ciśnienie krwi, zw alnia tętno, powoduje obniżenie podsta
wowej przem iany m aterii, zwiększa zdol
ność zatrzym yw ania i odtw arzania, wrażeń wzrokowych i słuchowych.
W prost przeciwne działanie wywiera powietrze o przewadze jonów dodatnich.
W łaściwość tę stosuje się w celach leczni
czych. Ujem nie zjonizowanym powietrzem uzyskuje się poprawę w chorobach gośćco
wych w nadciśnieniu. U meteoropatów od
dychanie ujem nie zjonizowanym pow ie
trzem usuw a m igrenę i wpływa dodatnio na samopoczucie.
Tym m echanizm em tłum aczy się ko
rzystny w pływ wód radowych i m iejsco
wości klim atycznych w sąsiedztwie zdrojów z radioaktyw nym i zdrojam i.
Mamy więc pewne ściślejszie dane, że jonizacja powietrza, która jest w arunkow a
na szeregiem jonizacyjnych czynników po
chodzących między innym i ze zaświata, ma olbrzym i wpływ na nasz psychofizyczny ustrój.
Jakiż wreszcie wpływ mogą mieć roz
m aite perturbacje w makrokosmosie na przebieg schorzeń zakaźnych, na występo
w anie epidemii?
I tu współczesny eksperym ent daje nam pewne wytyczne. Z porą roku związane jest występowanie rozm aitych epidemii. O tym
wiemy. Zależnie od pór roku zm ieniają się w arunki klimatyczne, nasilenie prom ienio
wania kosmicznego, a więc jonizacja powie
trza. A że jonizacja powietrza m a wpływ na bakterie, dowodzić mogą doświadczenia 0 działaniu na nie zjomizowanego powietrza.
Bakterie utrzym ują się w zawiesinie n a za
sadzie wzajemnego odpychania się u jem nych ładunków właściwych komórkom b a
kteryjnym . Gdy jednoim ienne ich ładunki osłabną, następuje aglutynacja bakterii. Od zmian koloidalnych zależą też zjaw iska fa- gocytozy, aglutynacji, które są też zależne od stanów jonizacji.
A więc i tu w yw iera swój przemożny wpływ jonizacja, bądź to wyzwolona przez czynniki poza ziemskie, ja k promienie ko
smiczne, bądź też inne zjaw iska o własno
ściach jonizacyjnych.
Podałem tu szereg faktów może dość oderwanych, które m ają wykazać łączność między czynnikam i atm osferycznym i a prze
jaw am i chorobowymi jako przyczyną 1 skutkiem. Zdanie sobie spraw y z ich istnienia pogłębi nasz światopogląd i za
chęci do dalszego patrzenia, poza ram y za
kreślone przez oficjalną naukę lekarską.
Dokładniejsze wniknięcie w praw a rzą
dzące kosmosem nie pozw alają już z po
gardą odrzucić dorobku dawnych pokoleń, których obserwacja zjaw isk przyrodniczych równie bystra była jak nasza, jedynie w współczesnym ujęciu zdaje się być zam a
zana przez rysy odległej epoki. Również nie wolno nam odrzucać mądrości zawartej w tradycjach ludowych, jak i ludowej m e
dycynie, będącej wynikiem doświadczeń wielu pokoleń (w iara w zjaw iska przyro
dnicze, rokujące przebieg pogody czy uro
dzajów, w iara w złowróżbne komety itp.).
Sztuką i nielada zasługą będzie w yłu
skać to ziarno praw dy z naleciałości prze
sądów sięgających zamierzchłych czasów.
Obecnie, gdy będziemy kontynuować cią
głość dawnych spostrzeżeń zjaw isk przyro
dniczych w ujęciu współczesnym, damy cenne m ateriały dla nowej nauki o wpływie klim atu na ustrój — bioklim atyki — która zdaje się być praw nuczką starożytnej astrologii.
TADEUSZ LITYŃSKI
B U D O W A C H E M I C Z N A B I A Ł E K Na pytanie co to jest białko, nie łatwo
odpowiedzieć. Definicja chemiczna określa nam białko jak o ciało o dużej drobinie, któ
rego atom y są rozłożone jedne w stosunku do drugich w ten sposób, że przy hydroli
zie za pomocą enzymów albo też innych j a kichś sztucznych czynników hydrolitycz- nych otrzym uje się m ieszaninę ciał, które charakteryzujem y jako aminokwasy. Bio
logowie określają znowu białko mówiąc, że jest ono pódstawą, a naw et istotą życia, sta
nowiąc główną część protoplazmy. Oczywi
ście ani określenie chemiczne, ani też defi
nicja biologiczna nie są zadaw alające. Ale na to nie m a rady. Dokładniejszej definicji dzisiaj jeszcze dać nie jesteśm y w stanie, jeżeli nie chcemy wejść n a drogę hipotez.
I tak np. do dzisiaj nie udało się otrzy
mać białka w bezwzględnie 'jednorodnym
stanie. W ydzielając białko z komórek, otrzy
m ujem y najczęściej bądź m ieszaninę b ia
łek, bądź też m ieszaninę białka z innymi ciałami. Są to bowiem substancje o dużej zdolności adsorbcyjnej, zatrzym ujące więc z łatwością obce ciała, które łatwo z tego powodu doliczyć do składu białka. Dużą trudność przedstaw ia ten fakt, że większość białek znana jest dotąd jedynie w postaci bezkształtnej. W praw dzie znamy wiele b ia
łek zarówno św iata roślinnego, ja k i zwie
rzęcego, które mogą być otrzym ane w po
staci krystalicznej, ale czy przedstaw iają one substancje chemicznie jednolite, a więc indyw idua chemiczne, to jest jeszcze kwe
stią, ponieważ wiadomo, że im bardziej zło
żona jest drobina, tym większą staje się ła t
wość tworzenia kryształów mieszanych. Nie
które białka, które zewnętrznie przedsta
w iają się jako ciała krystaliczne, jeżeli je poddać analizie za pomocą prom ieni Ront- gena, nie d a ją charakterystycznego rentge- nogram u, tak że ich budowę określić się m usi jako bezkształtną.
A więc, ja k widzim y, w przygotowaniu białka do analizy a więc w sam ej metodyce oczyszczania białka, tkw ią trudności olbrzy
mie. Ale niestety n ie kończą się one n a tym.
Chemik organik, m ają c przygotow aną już substancję, którą uw aża za chemicznie czy
stą, przystępuje do oznaczenia jej składu, najpierw jakościowego a później ilościo
wego. Otóż co do składu jakościowego, to m ożna przyjąć, że jest dobrze znany. Białka są to substancje, składające się z węgla, wo
doru, tlenu i azotu, często w nich byw a i siarka, rzadziej ju ż fosfor, a niektóre z nich zaw ierają n a d to chlor, brom i jod.
Nieco gorzej przedstaw ia się spraw a ze składem ilościowym. W ah an ia zawartości pierw iastków wchodzących w skład białka nie są znaczne. B iałka zaw ierają przecięt
nie C ok. 50%, H ok. 7%, O ok. 20%, N ok.
16%. Stosunkowo najw iększe w ahan ia w y kazuje siarka. Tak np. album iny ch arakte
ryzują się w yjątkow o dużą ilością S, pod
czas gdy w globulinach jest ich niewiele.
Na podstaw ie składu ilościowego docho
dzi się do w zoru empirycznego. D alszym za
daniem chem ika jest ustalenie wielkości drobiny, czyli oznaczenie ciężaru drobino
wego badanej substancji. Ja k wiadomo, cię
żar drobinowy wielu substancji oznacza się w ten sposób, że badane ciało przeprow adza się w parę i m ierzy jej gęstość. Otóż m e
toda oznaczania ciężaru drobinowego z gę
stości pary jest dla białek zupełnie nieprzy
datna, ponieważ białko nie daje się zam ie
nić w parę bez rozkładu. Również i ozna
czenie ciężaru drobinowego z wielkości ci
śnienia osmołycznego nie może być stoso
wane. Bowiem białko jest substancją o d u żej drobinie, a więc ciśnienie osmotyczne jak ie ono będzie w yw ierać w roztworze bę
dzie oczywiście bardzo małe. A w ystarczą drobne ilości elektrolitów, aby ciśnienie osmotyczne wzrosło w znacznym stopniu i skutkiem tego liczby otrzym ane n a tej
drodze mogą być zupełnie fałszywe. Tak samo nie m ożna oznaczyć wielkości drobiny n a drodze ebulioskopowej przez pom iar zwyżki tem peratury wrzenia roztworu, po
niew aż w tem peraturze w rzenia rozczynnika białka ulegają ścinaniu.
Możnaby się wobec tego zapytać,, czy nie będzie m ożna oznaczyć ciężaru drobinowego białek za pomocą metody kryoskopowej, a więc ze zniżki tem peratury krzepnięcia roztworów. Otóż m etoda ta zasadniczo może być zastosowana, bowiem białka nie ulegają zm ianie przy krzepnięciu. Metoda ta była też najczęściej dawniej stosowana, gdy cho
dziło o oznaczenie ciężaru drobinowego b ia łek. Jako rozpuszczalników używano kwasu octowego lodowego, aniliny, najczęściej zaś fenolu. Lecz liczby znalezione dla białek m etodą kryoskopową okazały się różne, za
leżnie od rodzaju rozpuszczalnika, jakiego użyto, a co najw ażniejsze, liczby te były stosunkowo małe. Niekiedy tą drogą z n a j
dywano liczby niższe niż liczby wyrażające ciężar drobinowy glikokolu. W czym leży błąd nie wiadomo.
T ak m iała się rzecz do roku 1924, to jest do badań S v e d b e r g a . Badacz ten zasto
sował metodę, pozwalającą n a oznaczenie wielkości drobiny z szybkości opadania czą
stek białkowych w roztworze pod wpływem siły odśrodkowej ultracentryfugi. Jego u l- Łracentryfuga, to olbrzym ia m aszyna n a dwa piętra wysoka, o ogromnej sile odśrodkowej, 40—70 tysięcy razy większej niż siła ciąże
n ia ziemskiego, zaopatrzona w urządzenie do utrzym yw ania stałej tem peratury i ap a
ra t do robienia zdjęć fotograficznych w cza
sie obrotów. T ą drogą doszedł S v e d b e r g do wniosku, że w każdym białku znajduje się ugrupowanie, którego wielkość oznaczył on liczbą 34500. Liczba ta może być wzięta n razy, gdzie n jest liczbą od 1 do 6. Tak np.
e d e s t y n a ... 212,000 n = 6,14 album ina surowicy . . 67,500 n = 1,93 globulina surowicy . . 103,800 n = 3 album ina ja ja . . . 34,500 n = 1 hem oglobina . . . . 68,000 n = 1,97 fikocyaęina . . . . 106,000 n = 3 fikoerytryna . . . . 208,000 n = 6
W latach ostatnich ( S t a n l e y , 1936) wykryto jednak substancje białkowe znacz
nie cięższe od białek S v e d b e r g a . I tak białko wyosobnione z w irusu wywołującego chorobę mozaikową liści tytoniowych w y
kazało ciężar drobinowy rzędu kilkunastu milionów. Podobnie m a się rzecz z białkiem w irusa wywołującego chorobę mozaikową u ziem niaka. Inne znowu w irusy zdają się zawierać proteinę o ciężarze 3-krotnie je szcze większym od ciężaru drobinowego normalnego w irusa mozaikowego. Czy licz
by te są jednak jakim iś wielokrotnościami 34500, która to wielkość według S v e d- b e r g a znajdow ać się m a w każdym białku, n a pytanie to n ie'm o ż em y jeszcze dzisiaj odpowiedzieć.
P o oznaczeniu składu jakościowego i ilo ściowego i określeniu ciężaru drobinowego przystępuje się do prac nad w yjaśnieniem budowy drobiny. W ychodząc z założenia, że białka zbudowane są z aminokwasów, na które rozpadają się przy hydrolizie, E. F i- s c h e r (1902) przyjął dla białek tzw. b u dowę peptydową. W ystępujące w ich dro
binie w iązanie peptydow e (—NH—CO—) jest w ynikiem odczepienia się drobiny wody pomiędzy grupą NH2 jednej cząsteczki am i
nokwasu a grupą COOH drugiej cząsteczki am inokwasu:
R — CH/
N H , HO OC
+ CH — R'-
\
COOH h2n
NH — c o
/ \
— CH 1
\ /
CH — R' /
COOH NH2
i wiązki tego rodzaju nazwał on p e p t y ła m i. Dadzą się one otrzym ać n a drodze ztucznej w najrozm aitszy sposób. I tak np.' ziałając chlorkiem kw asu chlorooctowego II) n a najprostszy aminokwas jak i znamy, zw. glikokol (I), m ożna otrzymać związek
«ośredni (III), który po w ym ianie atom u hloru nargrupę am inow ą przechodzi w pep- yd (IV):
NH.. Cl
(I) C h2 +
CO
\ CH2Cl COOH
CH,/
(II)
COOH | ci (III)*
3 H
\ c h2 /
|CI
NH,
NH — CO c h/ 2
\
CH, COOH NH2
(IV)
Ponieważ substancja ta przedstaw ia zw ią
zek 2 reszt aminokwasowych, nosi ona n a zwę d w u p e p t y d u . Ale ten dwupeptyd jest niczym innym ja k tylko aminokwasem, gdyż posiada obok grupy COOH także i grupę NH2. Wobec tego m ożna go zw ią
zać z trzecią resztą aminokwasową i otrzy
mać tym sposobem tzw. t r ó j p e p t y d : NH — CO
c h/ 2 CH,
COOH NH, N H - C O
/ \ /
CH2 c h2
NH — CO
\
CH, n h/ 2 COOHDobudowując w ten sposób po jednym aminokwasie, otrzym ać można związki 0 długim, nawet kilkanaście członów liczą
cym, łańcuchu peptydowym, tzw. p o l i p ę p t y d y. Takim najbardziej skompliko
w anym ciałem, jak ie dotąd w ogóle udało się otrzymać n a drodze syntetycznej, jest wielopeptyd zbudowany z 15 reszt glikolo
wych i 3 reszt leucynowych, związek o cię
żarze drobinowym wynoszącym 1213.
Syntetyczne polipeptydy w ykazują wiele własności charakterystycznych dla białełą 1 tak np. d ają reakcję biuretow ą x), w ytrą-
*) Fioletowe zabarwienie, powodowane przez siarczan miedzi w środowisku alkalicznym,
ca ją się od odczynników alkaloidowych, ulegają w ysalaniu i, co jest najw ażniejsze, ulegają rozkładowi pod wpływem enzymów trzustkowych. T a o statn ia ich cecha jest szczególnie cenną, gdyż stanow i jeden z po
ważnych argum entów za peptydow ą budową białek. D ziałanie enzymów jest bowiem w y
bitnie specyficzne, tzn. działać one mogą tylko n a pewne określone związki chemicz
ne. Aby jakiś enzym mógł rozłożyć pewien związek chemiczny, budow a jego m usi więc być ściśle dopasowana do budowy tego związku. Często też z tego powodu przyrów nuje się działanie enzymów do działania klucza od zamku. T ak ja k nie każdy klucz
H OH NH — CO
otworzy każdy zamek, tak d nie każdy en
zym rozłoży dany związek chemiczny. A po
nieważ, ja k widzieliśmy, peptydy są roz
kładane przez te same enzymy, które roz
kładają i białka, przeto z tego wynika, że budowa białek m usi być bardzo podobna, jeśli w ogóle nie identyczna z budową pep- tydów.
A więc peptydy są rozkładane przez en
zymy, rozpadając się na części, tj. na am i
nokwasy, z których się składały. Następuje więc zerw anie łańcucha w m iejscu w iąza
n ia peptydowego, co możemy przedstaw ić za pomocą następującego schem atu:
Rx — CH CH-
\ /
COOH NH2
R, /
Rj — CH
\
NH, HOOC
+
\
CH — R,
COOH NH,
Podczas tego rozpadu w yzw alają się grupy am inowe (NH2) i karboksylow e ^COOH), które w peptydach tworzyły w iązanie pep- tydowe. Ilość tych grup w zrasta więc pod
czas hydrolizy peptydów i to zawsze w ten sposób, że przybyw a tyle sam o now ych grup am inowych co karboksylowych. A ponieważ analogiczne stosunki zauważyć m ożna i pod
czas hydrolizy substancji białkowych, za
w ierających w ogóle niew iele wolnych grup NH2 i COOH, przeto dowodzi to, że w biał
kach poszczególne am inokw asy powiązane
są ze sobą nie w inny sposób, jak tylko w sposób peptydowy.
Za obecnością w iązań peptydowych w drobinie białkowej przem aw ia dalej i . to, że żywe organizm y bardzo chętnie kojarzą ze sobą obie te grupy, tj. aminową i k a r
boksylową, przy czym odczepia się zawsze drobina wody. Taką zdolność posiada bp.
organizm zwierzęcy, wydzielając z moczem tzw. kwas hippurowy, będący związkiem glikokolu i kwasu benzoesowego, a posiada
jącym w łaśnie w iązanie peptydowe, jak to widać z rów nania:
C6H5 — CO OH -)- |H2 N CH2 COOH = C6H5 —CO - NH — CH2 — COOH A więc w żywych kom órkach zachodzą
pewne procesy, prowadzące do pow stania tego rodzaju związków n a tu ry peptydowej.
Peptydy nie są więc b ynajm niej pro du k
tam i sztucznymi, które tylko chemik potrafi zbudować w swoim laboratorium . Są to sub
stancje, które buduje i żywa komórka, i to zarówno roślinna, jak i zwierzęca. Takim np. peptydem, znajdyw anym niem al w każ
dej żywej komórce jest tzw. g 1 u t a t i o n, trójpeptyd zbudowany z 3 aminokwasów:
glikokolu, cysteiny i kwasu glutaminowego.
C H S — C O O H ! NH N H L
/ — /
C H , N H2 + C H2 — C H
\ / I \
._
C H S H C O O H
\ C OO H
/
! + C H2
\ C O O II
CO - N H CO - NH
\ / \
C I I , C H C H2
C H2 |
C H , N H , S H C O O H
ha
V
k w as glu tam in ow y cj'steina glikokol
C O O II
glutation
Posiada on wolną grupę m erkaptanową
—SH. Ponieważ grupa ta daje się łatwo utleniać, przeto glutation spełnia w komórce w ażną rolę czynnika przenoszącego tlen a t
mosferyczny na inne związki organiczne.
Tego rodzaju układy, -SjH - f HIS-
O
= - S —S— + 11,0 zwane układam i oksyredukcyjnymi, odgry
w ają więc ważną rolę w procesach oddy
chania. Skoro więc żywe komórki budują tego rodzaju proste związki peptydowe, w y
daje się bardzo prawdopodobne, że i b a r
dziej złożone peptydy jakim i są białka na tej właśnie drodze, tj. przez anhydryzację drobin aminokwasowych, powstawać mogą.
Jeśli białka są niczym innym jak tylko polipeptydami, to należało oczekiwać, że traktow ane jakim iś łagodniejszymi czynni
kami hydrolitycznym i, powinny rozpadać się na prostsze peptydy, czyli innym i słowy pomiędzy produktam i hydrolizy powinny znajdow ać się substancje, które dotąd otrzy
m ywaliśm y z pojedynczych aminokwasów na drodze sztucznej. I istotnie, prowadząc hydrolizę białek niezbyt energicznie, aby nie dopuścić do rozbicia drobiny białkowej aż do aminokwasów, a m ianowicie za pomocą stężonych kwasów n a zimno, wzgl. stosu
jąc pewne enzymy, udało się E. F i s c h e
r o w i wykryć między produktam i hydro
lizy substancje, które okazały się identyczne z peptydam i otrzym anym i na drodze syn
tezy chemicznej. Był to jeden z bezpośred
nich argumentów, przem aw iających za ist
nieniem w iązania peptydowego w drobinie białkowej.
Prace lat ostatnich, w których do badań struktury molekuł zastosowano promienie Róntgena, potwierdziły całkowicie hipotezę F i s c h e r a o budowie peptydowej m aterii białkowych, tak że spraw a ta dziś wydaje się być niem al całkowicie rozwiązana. Białka posiadają więc budowę łańcuchową, a więc podobną do innych najbardziej skompliko
wanych substancji św iata żywego, jak np.
skrobi czy celulozy. Składają się więc z łańcucha polipeptydowego, do którego do
czepione są rozmaite, m niej lub bardziej złożone, boczne ugrupowania, zależnie od rodzaju aminokwasów, z których się skła
dają. Mogą to być reszty metylowe (po
chodzące z am inokwasu zwanego alaniną), reszty alkoholowe pierwszorzędne (am i
nokwasu zwanego seryną) itp., reszty acy
klicznej albo cyklicznej budowy, jak to m a miejsce w wypadku występowania takich aminokwasów, jak tyrozyna, histydyna, try - ptofan i innych. Oto model jednego z frag
mentów takiego łańcucha, występującego często w drobinie białkowej:
OH C H - N H
/ \
| 1 II ^ C H
U
1 C — NZCH,1 CH,
| CH,
i CH,OH
i
CH/ CII CH CH
\
/ \ / \ / \
, c o -- NH CO - N H C O - N H CO
alanina tyrozyna histydyna seryna
CH, SI sI I
CH, CHI / \
/ N H ,
CH/\C O O H N
/ \ / \
CH, CHI NH /
T e boczne ugrupow ania, stanowiące jak gdyby pewnego rodzaju łańcuchy boczne szkieletu peptynowego, w ydają się być w ła
śnie m iejscem naj energiczniej szych prze
m ian chemicznych, jak ie zachodzą w proto- plazmie żywych komórek roślinnych i zwie
rzęcych, zbudowanej przecież z m aterii białkowych. Przy ich pomocy jed na drobina białkow a łączyć się zapewne może z innymi
C O — NH COOH
cystyn a tryptofan
drobinam i, n a skutek czego powstawać mogą układy przypom inające obraz m niej lub b a r
dziej rozgałęzionej sieci przestrzennej.
Stwierdzenie obecności w białkach ła ń cuchów peptydowych nie wyczerpuje oczy
wiście zagadnienia budowy chemicznej b ia łek, gdyż jest jasne, że naw et białka zbu
dowane z tych samych aminokwasów i za
wierające tą samą ich ilość różnić się po
między sobą mogą, znacznie, zależnie od ko- kolejności w jakiej poszczególne am inokw a
sy w łańcuchach tych w ystępują. Wobec dużej ilości am inokwasów znajdyw anych w białkach i niezliczonej po prostu ilości możliwych kom binacji m ożna by oczekiwać, że ilość m aterii białkowych pow inna być nieograniczenie duża. Liczba różnych białek spotykanych w przyrodzie jest istotnie b a r
dzo wielka, jednakże pozostaje ona daleko w tyle poza ilością teoretycznie możliwych kom binacji. Okazuje się więc,' że w przyro
dzie nie wszystkie kom binacje występować mogą, że zatem przyroda pew nym typom ugrupow ań daje ja k gdyby pierwszeństwo nad innym i. Jest to zjaw isko ogólnie spo
tykane w naturze. Tak np. z dwóch reszt glukozowych teoretycznie m ożna by się do
myślać istnienia aż 80 izomeronów rozm ai
tych dwucukrowców glukozowych, jeżeli wziąść pod uwagę wszelkie możliwości prze
strzenne z form am i a i (3. A tymczasem w przyrodzie jest ich niewiele. To samo m am y i u białek. A więc w przyrodzie ist
nieją pewne ograniczenia uniem ożliw iające w ytw arzanie się dowolnej kom binacji. P rzy roda nakłada n a syntezę chem iczną jak gdyby pewne więzy, które zm uszają am i
nokwasy do grupow ania się w drobinie białkowej według pewnych ustalonych przez naturę typów.
W pracach tych, ustalających kolejność w iązań poszczególnych am inokw asów ze sobą w drobinie białkowej, chemik organik ustąpić jednak m usiał m iejsca biochem i
kowi. Problem budowy białka nie dał się więc rozwiązać za pomocą metod czystej chemii organicznej. Do tego celu potrzebne są m etody bardziej subtelne, a takim i roz
porządza biochem ia, od czasu ogromnych postępów jakie poczyniono w technice spo
rządzania czystych preparatów enzym atycz
nych. Stosując enzymy o pewnej specyficz
nej działalności, nauczono się odrywać z dłu
giego łańcucha peptydowego pojedyncze am inokw asy i tym sposobem otrzym ywać substancje białkowe coraz to prościej zbu
dowane. Przekonano się n a tej drodze ( B e r g m a n n , 1937), że w łaśnie jedną z najbardziej charakterystycznych cech b u dowy białka jest określona p e r i o d y c z - n o ś ć w w ystępow aniu pewnych am ino
kwasów w łańcuchu peptydowym. Tak np.
stwierdzono, że w fibroinie jedw abiu co drugim am inokw asem jest glikokol,
—G—X—G—
co czwartym alanina,
—A—X—X—X—A—X—X—X—A—
co szesnastym tyrozyna,
_ T - X 18- T t —x 1b- t - a co dwieśoieszesnastym — arginina,
—Ar—X„,.—Ar—X „.,—Ar—2 1 5 2 1 5
gdzie G, A, T, Ar są resztam i glikokolu, a la niny, tyrozyny wzgl. argininy, a X resztą innych aminokwasów.
Poznanie kolejności, w jakiej poszcze
gólne am inokw asy powiązane są ze sobą w drobinie białkowej, w yjaśnia nam osta
tecznie budowę chemiczną białka. Do dzi
siaj poznano budowę kilku prostych b ia łek, w ystępujących w przyrodzie. Na przy
kładzie jednego z nich, a m ianowicie tzw.
k 1 u p e i n y, białka wyosobnionego z pew
n ych rozrodczych organów śledzi, postara
m y się przedstaw ić drogi, którym i kroczono w celu u stalan ia struktury tych ogromnie ciekawych, a zarazem najbardziej złożonych substancji organicznych, jakie bu du je żywa kom órka.
Otóż poddając klupeinę hydrolizie, otrzy
m uje się m ieszaninę złożoną z 5 am inokw a
sów, a m ianowicie argininy, proliny, ala
niny, w aliny i seryny.
NH
y
C H ,— N II — C
\
CH ,I
CH 2 N H I
CH — CO O III /
arginina N H
CH, — C H 2
I I
C H C I I - C O O I I
\ / NH
prolina
NH CH CH
/ \ /
C H — CH CH N IL
\ I /
COOH CH
\ COOH
alanina w alina
C H — OH I ‘ NH, CH1 /
\ COOH seryna
