W s z e c h ś w i a t
P I S M O P R Z Y R O D N I C Z E
ORGAN POLSKIEGO TOWARZYSTWA PRZYRODNIKÓW IM. KOPERNIKA
N A U K O W E
ZESZYT 9
Z a le c o n o d o b ib lio te 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 te r s tw a O ś w ia ty n r IV /O c-2734/47
*
T R E Ś Ć Z E S Z Y T U 9 (1913)
S t a r m a c h o w a B ., P a s o ż y to w a n ie g rz y b ó w n a r o ś l i n a c h ...229 S u b o t o w i c z M ., D o ty c h c z a s o w e w y n ik i b a d a ń n a u k o w y c h za p o m o c ą
s z tu c z n y c h s a t e li tó w i r a k i e t k o s m i c z n y c h ... 234 B a c k h a u s D., M ic h a ł G rz im e k z g in ą ł za o s t a tn i e w ie lk ie z w ie rz ę ta A f r y k i . 238 C h ę t n i k A ., Z r o z w a ż a ń o ja n t a r z e w le s ie k u r p i o w s k i m ... 240 K r e i n e r J., K im b y ł E u s ta c h iu s z ? ... 244 D ro b ia z g i p rz y r o d n ic z e
Z b io lo g ii w o n n ic y p iż m ó w k i (A r o m ia m o s c h a ta L.) (W. S tr o jn y ) . . 246 N a s z e r y b y — k a r p (C y p r in u s c a rp io L.) (A. C z a p i k ) ... 247 G z y — O e s tr id a e (J. K o r e l e s k i ) ... 248 P o r a d n ik p r z y r o d n ic z y
P r a k t y c z n y s to lik d o p o m i a r u d łu g o ś c i k o rz e n i k ie łk ó w («T. S. K n y p l i J . S. S z o p a ) ...249 R o z m a i t o ś c i ...250 R e c e n z je
B . i M . G rz im e k , S e r e n g e t i d a r f n ic h s t e r b e n (T. J a n o w s k i) . . . . 251 Z . F e d o ro w ic z , E w o lu c jo n iz m n a U n iw e rs y te c ie W ile ń s k im p rz e d D a r w i
n e m ( k m ) ... 251 B ib lio te k a „ P r o b le m ó w ” (K . M.) ... 252 S p r a w o z d a n ia
W y s ta w a P ię k n e j K s ią ż k i B o ta n ic z n e j (J. D y a k o w s k a ) ...253 T rz e c i W sz e c h z w ią z k o w y K o n g re s E m b rio lo g ó w w M o sk w ie, 1960 r.
(B. D u k ie t i J . N iw e liń s k i) 254
Z d z ia ła ln o ś c i o d d z ia łó w P . T. P . im . K o p e r n i k a ... 255 Z o s ta tn i e j c h w ili
O tw a r c ie d r o g i w p r z e s tr z e ń k o s m i c z n ą ... 256 M ię d z y n a ro d o w y K o n g re s G e o g r a f i c z n y ...256
S p i s p l a n s z
I . S Ł O N A F R Y K A Ń S K I — fo t. D. B a c k h a u s
II . G R U P A K R Y S Z T A Ł Ó W H A L IT U z g ro ty k r y s z ta ło w e j w k o p a ln i s o li w W ie lic z c e — fo t. M . C h a n d ij
I I I . M Ł O D A S Z Y S Z K A JO D Ł Y K A L I F O R N I J S K I E J (A b ies co n co lo r E n g e lm .) — fo t. W . B u g a ła
IV a . W O N N IC A P IŻ M O W K A (A r o m ia m o s c h a ta L.) — S a m ic a — fo t.
W . S tr o jn y
IV b . W O N N IC A P IŻ M O W K A (A r o m ia m o s c h a ta L .) — S k ła d a n ie ja ja — fo t. W . S t r o jn y
N a o k ła d c e : W O N N IC A P IŻ M Ó W K A (A r o m ia m o s c h a ta L.). P o b ie r a n ie p y łk u —
fo t. W . S tr o jn y
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 EG 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
WRZESIEŃ 1960 ZESZYT 9 (1913)
B O L E S Ł A W A S T A R M A C H O W A (K rak ó w )
P A S O Ż Y T O W A N I E G R Z Y B Ó W NA R O Ś L I N A C H
Grzyby jako rośliny cudzożywne czerpią po
karm z m aterii organicznej; jeśli żyją kosztem żyw ych organizmów noszą nazwę pasożytów.
Grzyby pasożytują zarówno na roślinach jak i zwierzętach, znacznie jednak częściej na rośli
nach. Roślina więc czy zwierzę jest ich żyw icie
lem i zarazem ich środowiskiem życia ze
wnętrznym. W drodze ewolucji w ytw orzyły się bardzo ścisłe związki pomiędzy gatunkami paso
żytującym i a ich żywicielami: pasożytnicze grzyby w yspecjalizow ały się do życia na okre
ślonych organizmach żywicielskich i w ytw o
rzyły specyficzne sposoby zakażania i opano
wyw ania ich ciała.
Roślina wykorzystywana przez pasożyta cho
ruje. Choroby wyw ołane przez pasożytujące grzyby noszą nazwę mikoz. Cykl życiow y grzyba wiąże się ściśle z życiem rośliny żyw icielskiej:
żyw iciel choruje, często nawet w końcu ob
umiera, ale jego śmierć następuje dopiero w ów czas, gdy cykl życiow y grzyba dobiega końca, gdy grzyb już owocuje i rozsiewa swoje zarod
niki.
Cykl życiow y grzyba pasożytniczego można podzielić na 3 okresy: I. okres jest okresem in
fekcyjnym , zaczyna się kiełkowaniem zarodnika pasożytniczego grzyba, a kończy się osadzeniem grzybni w tkankach żywiciela.
II. okres jest okresem inkubacyjnym, zaczyna się infekcją, a kończy zapoczątkowaniem w y twarzania owocników grzyba. Roślina żyw iciel- ska w tym okresie już choruje, ale choroba jest jeszcze utajona.
III. okres jest okresem fruktyfikacyjnym — owocowania i rozsiewania, obejmuje okres od
2fŁ ob
rozpoczęcia infekcji aż do rozmnażania i rozsia
nia się pasożyta. Roślina żywicielska w tym okresie już wyraźnie choruje i często obumiera.
W ymienione okresy zwykle następują po so
bie. Zdarza się jednak, że okres owocowania jest przyspieszony: nim wystąpią objawy cho
robowe na roślinie żywicielskiej, grzyb już owo
cuje. Tak jest np. u mączniaka rzekomego ka
pusty (Peronospora brassicae Gm.), który two
rzy trzonki konidialne na spodniej stronie li
ściem kapusty, pokrywając je szarym nalotem, choć objawów chorobowych na siew ce jeszcze nie widać. Czasem na odwrót, okres inkubacyjny się przedłuża (jest więc opóźniony), jak to jest np. u rdzy zbożowych (Puccinia sp.j: występują najpierw plamy na liściach, początkowo chloro- tyczne, potem żółte, a dopiero po 1—2 dniach następuje pękanie urediniów i wysypyw anie uredospor.
Pasożytnicze grzyby infekują rośliny żyw i- cielskie w najrozmaitszy sposób: czy to wprost przez nienaruszoną skórkę liści czy korzeni, czy też przez kiełki, pączki, przetchlinki, szparki, znamiona lub przez rany. Najciekawszym w y
padkiem jest atakowanie żyw iciela przez niena
ruszoną skórkę liściową.
Zarodnik grzyba wymaga do kiełkowania od
powiedniej temperatury i wilgotności. Więk
szość grzybów na ogół najlepiej kiełkuje w kro
pli wody, toteż najlepszym środowiskiem do kiełkowania zarodników jest kropla wody de
szczu czy rosy utrzymująca się na nabłonku dol
nej strony liścia przez kilka godzin. Kropla wody przez te kilka godzin zmienia się bowiem chemicznie. Pod w pływ em transpiracji osadzają
33
230 W S Z E C H Ś W I A T
się na nabłonku rośliny sole, głównie w ęglany potasu i wapnia w yniesione z wnętrza rośliny prądem transpiracyjnym wody. Sole te czę
ściowo rozpuszczają się w wodzie i zmieniają jej odczyn tak, że już obecnie kropla w ody de
szczowej reaguje słabo alkalicznie (pH 7,2— 7,8).
Z liści dyfundują też w m inim alnej ilości związ
ki fosforowe i substancje wzrostow e, toteż im dłużej kropla pozostaje na liściu, tym lepszą stanowi pożywkę dla kiełkującego zarodnika grzyba. N aw et i gazowe substancje w ydzielane przez liście (np. liście jabłoni w ydzielają etylen), pobudzają wzrost grzyba. Roślina w ięc sama stwarza sprzyjające warunki sw ym i w yd zieli
nami do kiełkowania zarodników.
Substancje znajdujące się w kropli w ody nie tylko pobudzają do rozwoju zarodniki pasożyt
niczego grzyba, ale jeszcze działają na strzępki chemotropicznie; ponieważ strzępki mają przy tym fototropizm ujem ny, dzięki tem u nie błą
dzą w kropli wody, ale skierow yw ują się w stronę wnętrza rośliny.
Gdy strzępka zetknie się z nabłonkiem pęcz
nieje i w ciągu 2— 4 godzin tw orzy przylgę — appressorium, której ściana śluzow acieje i tak mocno przykleja grzyba do nabłonka rośliny, że nawet ulew ny deszcz nie m oże jej już spłukać.
Następnie zaczyna się wnikanie pasożyta do tkanki żywiciela. Jeśli zakażenie odbywa się na liściu, grzyb m usi przejść przez dw ie warstwy:
nabłonek i zewnętrzną ścianę komórek skórki.
Nabłonek na liściach jest gruby, ma zw ykle 0,5— 1 (.i grubości, składa się z kutyny nieprze
puszczalnej dla płynów. Większość grzybów nie potrafi kutyny ani rozpuścić enzymam i, ani osłabić toksynami, ani też nie potrafi nabłonka rozmiękczyć czy spowodować napęcznienia.
Przebija go więc mechanicznie: przyklejona do nabłonka strzępka tworzy boczne odgałęzienie tzw. przylgę infekcyjną pod postacią ostro za
kończonego wyrostka, który pod dużym ciśnie
niem dochodzącym do 7 atmosfer, przewierca kutikulę. Dlatego też im nabłonek grubszy, tym infekcja trudniejsza i nie zawsze się udaje. Po przewierceniu nabłonka strzępka natrafia na drugą przeszkodę, a m ianowicie na zewnętrzną ścianę komórki skórki. Celulozowe błony komó
rek mają zw ykle około 1 ia grubości, ale ścianki zewnętrzne komórek skórki są grubsze, mogą dochodzić do 4 n grubości. Grzyb tutaj radzi sobie inaczej: pod w p ływ em jego w ydzielin ściany zewnętrzne komórek epiderm y pęcznieją i przybierają strukturę blaszkowa tą, zaś grzyb w tej napęczniałej partii ścianki tw orzy przy pomocy enzym ów kanalik, przez który wnika do wnętrza komórki. Przy przejściu przez kuti
kulę i ściankę celulozową grzyb jest bardzo cienki, ale już po przejściu przez kanalik odzy
skuje swą poprzednią szerokość. Strzępka prze
nika dalej w głębsze partie komórek zawsze przebijając się ostrym zakończeniem i wąskim kanalikiem poprzez ścianki, a rozszerzając się w sam ych komórkach. Przy przewiercaniu się
poprzez ścianki celulozowe komórek najpraw
dopodobniej pomaga również siła mechaniczna strzępek, ponieważ przeciskanie odbywa się bardzo szybko (obserwowano np., że strzępka grzyba P y tiu m de Baryanum przewierca ściankę celulozową w ciągu 5 minut). Grzyb więc do
staje się do komórek skórki używając dwu spo
sobów: mechanicznego (przejście przez nabło- nego) i chemicznego, wspomaganego mecha
nicznym (przejście błony celulozowej). Strzępki grzyba mogą też przeciskać się pomiędzy komór
kam i epiderm y poprzez blaszki środkowe i do
piero stąd atakować ssawkam i komórki ży w i
ciela.
Grzyb przebijający się przez ściany komórki powoduje zakłócenie w nich równowagi fizjolo
gicznej. Plazma zmienia strukturę, staje się gru
boziarnista (łatwiej barwi się przyżyciowym i za
sadowym i barwikami), zmniejsza się też jej zdolność do plazmolizowania. Czasem w pobliżu strzępki plazma zaczyna gęstnieć i ścinać się w bryłki otaczając grzyba jak gdyby pochwą, którą w net uzupełniają wkładki z hem icelulozy i celulozy. Czasami uda się roślinie w ten sposób zahamować wnikanie strzępek grzyba. Jądro ko
mórkowe (w niektórych wypadkach), zostaje przyciągane przez ranę (traumatotaksja), kła
dzie się na strzępce infekcyjnej, rozpłaszcza i na
brzmiewa, jąderko wówczas prawie podwójnie się powiększa. Nie tylko jądra zaatakowanych komórek ulegają bodźcowi traumatotropiczne- mu, ale także jądra oddalonych komórek mniej więcej do 20 w arstw (komórek). W kilka dni pó
źniej (obserwowano to na liściach pszenicy za
każonych przez Puccinia graminis Pers.) jądro zaatakowanej bezpośrednio komórki traci swą siatkę chromatynową, zapada się, a 14 dnia od wniknięcia strzępki staje się homogeniczną masą, barwiącą się równomiernie. P lastydy rów nież kurczą się i rozpadają.
Gdy grzyb przezw ycięży opór komórek żyw i
ciela, jego strzępki tworzą palczaste wyrostki czyli ssawki do wnętrza komórek: one to pobie
rają pokarm z komórek gospodarza. Obrona ro
śliny żywicielskiej została złamana, pasożyt ustalił się w e wnętrzu jego ciała.
Przez nienaruszoną skórkę czy egzodermę wnika do korzeni opieńka miodowa (Armillaria mellea Vahl., Quel.). Nie jest to jedyna droga zakażania żywiciela, bo ten groźny pasożyt drzew liściastych i szpilkowych równie dobrze infekuje korzenie i szyjki korzeniowe poprzez rany. Jeśli jednak ran nie ma, rizomorfy przy
klejają się przy pomocy śluzu wydzielanego przez ściany strzępek wyrastających ze szczyto
wej partii rizomorfy, po czym wrastają masowo do zewnętrznych warstw kory pierwotnej prze
bijając się przez nacisk mechaniczny. Jest to
więc infekcja nie przez pojedyncze strzępki, ale
przez m asowy atak sznurów grzybowych. Gdy
grzyb przejdzie do miękiszu korowego, pod
w pływ em wydzielanych przez rizomorfę toksyn,
komórki żyw iciela ulegają plazmolizie, następ-
nie obumierają i wypełniają się gumą. Grzyb wówczas tworzy odgałęzienia 3-go rzędu, które posuwają się poprzez komórki zabitej kory i miazgi wyw ołując szybkie zniszczenie drzewa.
W r z e s i e ń 1960
R yc. 1. P rz e b ie g z a k a ż e n ia k o m ó re k s k ó r k i liśc ia k o n ic z y n y sp o w o d o w a n e g o p rz e z g rz y b E r y s ip h e p o ly - g o n i D C a) k ie łk o w a n ie s trz ę p k i, b) d rą ż e n ie s trz ę p k i in f e k c y jn e j, c) k o m ó rk a o p a n o w a n a p rz e z s trz ę p k i
g rz y b a
Łatwą drogą wejściową są kiełki siewek. Za
każona siew ka wyrasta w pozornie zdrową ro
ślinę, która bezobjawowo nosi w sobie pasożyt
niczego grzyba. Dopiero po dłuższym czasie, czę
sto aż w czasie kwitnienia, a więc po całych m ie
siącach, wybucha choroba w całkiem innym miejscu, np. w kwiatach. Tak np. zakaża kiełki pszenicy śnieć cuchnąca (Tilletia tritici Bjerk.
Wint.), która przedostaje się przez koleoptyl (pochewkę kiełkową), a zakażenie objawia się dopiero zniszczeniem zarodka i bielma w nasie
niu, w m iejsce których pod nietkniętą łupinką znajduje się czarna masa zarodników cuchną
cych śledziem. Jeśli zakażona roślinka psze
nicy rozwija się szybko, w tedy stożek wzro
stu wyprzedza wzrost grzyba, który pozostaje w źdźbłach i liściach, nie owocuje, a więc nie można jego obecności wyśledzić.
R yc. 2. E u p h o r b ia c y p a ris s ia s L . n a le w o p ęd z d ro w y , n a p r a w o p ę d z a k a ż o n y p rz e z U ro m y c e s p is i P e r s
(W int.)
Podobnie odbywa się zakażenie głownią pyl- ników goździkowatych (Ustilago violacea Pers., Fckl. — zbiorowy gatunek). Grzyb również do
staje się do żyw iciela przez kiełek, głownia ta może jednak również zakażać młode pączki i tkanki. Ujawnia się dopiero w kwiatach ni
szcząc pręciki, gdzie w miejsce pyłku rozwijają się chlamydospory, które wydostają się przez pęknięcie nie uszkodzonej ściany pylników. Po
nieważ grzybnia ta zimuje w kłączach, grzyb niszczy corocznie pręciki rośliny.
Infekcja może się też odbywać przez pączki, jak to np. ma miejsce u rdzy grochu (Uromyces pisi Pers., Wint.). Grzyb wnika do rozwijających się pączków wilczomlecza (Euphorbia sp.) i roz
rasta się w pędach wyrastających z nich. Pędy 231
R yc. 3. A) u s a d o w ie n ie się i k ie łk o w a n ie z a ro d n ik ó w g rz y b a p rz y o tw o rz e s z p a rk o w y m . B) w n ik a n ie s trz ę p k i k ie łk o w e j g rz y b a P u c c in ia c o ro n a ta C da. do o tw o ru sz p a rk o w e g o A v e n a s a tiv a L. a) r e s z tk a s trz ę p k i k ie ł
k o w ej, b) r e s z ta p rz y lg i, c) o p ró ż n io n y p ę c h e rz y k p o d - sz p a rk o w y , d), e) s trz ę p k i in f e k c y jn e w n ik a ją c e do
m ię k is z u
zakażone grzybem wydłużają się znacznie, nie- rozgałęziają, nabierają żółtawego zabarwienia i nie wytwarzają kwiatów, liście mają szersze i krótsze od roślin zdrowych. Na liściach grzyb wytwarza zarodniki i słodką wydzielinę pach
nącą miodem.
Rak ziemniaczany (Synchytrium endobioti- cum Schilb., Pers.) wnika podobnie do bulw ziemniaczanych przez tzw. oczka lub też przez ich bezpośrednie otoczenie. Oczka rozwijają się w rakowate narośla. Grzyb wprawdzie może również infekować i części nadziemne, a więc może wnikać do łodyg czy liści, ale na nich nie wytwarza rakowatych narośli. Te tworzy tylko wtedy, gdy wnika przez oczka bulw.
Grzyb zakażać może żywiciela również przez szparki i przetchlinki. Szparki są wprawdzie bardzo liczne, ale i bardzo małe, mają one około
33*
232 W S Z E C H Ś W I A T
R yc. 4. C z a rc ia m io tła n a jo d le w y w o ła n a p r z e z M e - la m p s o r e lla c a r y o p h y lla c e a r u m (,Lk) S c h r o e t
10 m - długości i w stanie otwartym 0,5— 6 m. sze
rokości, dlatego też m echanicznie zatrzymują w iele zarodników grzybów. Im szerzej otwarta szparka tym oczywiście infekcja łatwiejsza* ale ponieważ szparki nigdy nie są szczelnie za
mknięte, naw et zamknięcie szparki nie stanowi przeszkody. Przez szparki zakażają rośliny ure- dospory rdzy. Np. u rdzy korowej Puccinia co- ronata Cda strzępki po w ykiełkow aniu pełzają po powierzchni liścia, wreszcie gdy dojdą do szparki w szczytowej części strzępki skupia się plazma rozszerzając ją w przylgę. Jądro strzęp
ki dzieli się, tak że w przyldze znajduje się zw ykle 4 lub więcej jąder. W następnym sta
dium strzępka przenika pom iędzy komórki szparkowe do jam y podszparkowej i tam na
brzmiewa w pęcherzyk, który skutkiem dal
szych podziałów jądra zawiera już 8 jąder.
Z niego wyrastają prom ienisto w e wszystkich kierunkach odgałęzienia, które są w łaściw ym i strzępkami infekcyjnym i. Zupełnie podobnie za
każa szpilki sosny osutka sosnowa Lophoder- mium pinastri Schrad. Chev.; jej strzępki nie potrafią przebić grubego nabłonka szpilki.
W ydaje się, że silniejsze strzępki zakażają przez nienaruszony nabłonek, słabsze natomiast przez szparkę. Np. u większości rdzy strzępki uredospor szukają szparek, podczas gdy strzępki wyrosłe z teleutospor doskonale sobie radzą przebijając nabłonek.
Przez przetchlinki wnika do bulw ziem nia
czanych parch prószysty Spongospora subterra- nea Wallr. Johns. Grzyb ten nie ma zdolności przebijania tkanki korkowej.
Dla niektórych grzybów dogodną drogą w ej
ścia w ciało żyw iciela są znamiona słupka. Zna
miona, dzięki sw ym w ydzielinom i budowie sprzyjają kiełkowaniu i przenikaniu strzępek.
Grzybem, który w ten sposób zakaża roślinę
jest np. buławinka czerwona (Claviceps purpu- rea Fr. Tul.), której przetrwalniki znane są pod nazwą sporyszu.
Częstą drogą infekcji są rany. Mogą one cza
sem być tak małe, że trudno je nawet zauważyć.
Np. przy ścince drzewa powstają otarcia na ko
rze drzew zdrowych przez spadające powalone pnie, albo np. wygrabianie ściółki leśnej powo
duje otarcia na korzeniach, które są już dogodną bramą wejściową dla pasożytniczych hub. Także i grad czy żerowanie zwierząt może spowodo
wać rany, przez które wnikają pasożytnicze grzyby.
Niektóre grzyby — najbardziej niebezpiecz
ne — wykorzystują wszystkie możliwości. Do nich należy zaraza ziemniaczana (Phytophthora infestans Mont de By), która może zakażać ży
w iciela zarówno przez szparki jak i przez nabło
nek, do bulw zaś dostaje się tak przez prze-
R yc. 5. A r m illa r ia m e lle a (V ahl) Q uel. a) R iz o m o rfy n a p o w ie rz c h n i d re w n a , b) O w o c n ik i
tchlinki jak i przez rany. Podobnie Nectria cin- nabarind Fr. Tode wywołująca czerwoną gru- zełkowatość drzew i krzewów, przenika przez nabłonek jeśli jest cienki, jak też i przez prze
tchlinki i rany.
II. etap cyklu rozwojowego grzyba to inku
bacja, w czasie której pasożytniczy grzyb roz
rasta się w ciele żywiciela. Jeśli opanowanie mu się uda, roślina żywicielska zaczyna chorować.
I tutaj można wyróżnić 3 grupy grzybów paso
żytniczych:
1) Do pierwszej grupy należą najgroźniejsze
pasożyty, takie, które bezpośrednio, tzn. bez
uprzedniego uszkodzenia przy pomocy toksyn —
mogą zaatakować komórki żywiciela i żywić się
wprost jego żywą protoplazmą. Przykładem jest
W r z e s i e ń 1960 233
zaraza ziemniaczana Phytophthora infestans Mont., de By. Grzyb ten po wniknięciu do ko
mórek żyw iciela przebija wewnętrzną ścianę ko
mórki skórki, dostaje się do blaszki środkowej
R yc.
6. C la v ic e p s p u r p u r e a (F r) T u l. a) K łos ż y ta z p r z e tr w a ln ik a m i. b) P o ra ż o n a z a lą ż n ia ż y ta
i stamtąd wytwarza strzępki wnikające do są
siadujących komórek.
2) Do drugiej grupy należą te grzyby, które najpierw odżywiają się zawartością komórek uszkodzonych przy zranieniu, czy też obumar
łych. Zaczynają więc od trybu życia saprofy- tycznego, a dopiero gdy się rozrosną i wzmoc
nią, atakują żyw e komórki swego gospodarza.
Do tej grupy należą pasożyty ranowe np. grzyb, który w yw ołuje białą zgniliznę winogron Co- niella diplodiella Speg., Petr. et Syd.; pojawia się on przeważnie po gradobiciu, tak że go na
w et nazywają champignon de la grele.
3) Trzecia grupa obejmuje grzyby, które naj
pierw zabijają toksynami komórki żywiciela, a potem przez cały swój cykl rozwojowy aż do rozrodu odżywiają się m artwym i tkankami, a więc saprofitycznie, niszcząc stale przy po
mocy toksyn i enzym ów żywe komórki swego żywiciela. Są to więc właściwie saprofity, które tworzą wewnątrz żywego gospodarza wyspy martwej tkanki, z której atakują zdrowe tkanki sąsiednie. Ponieważ nigdy nie tworzą zarodni
ków na żyw ych częściach rośliny, tylko na mar
twych, uważa się je niejednokrotnie nie za pa
sożyty, ale za saprofity. Pospolicie znany grzyb Nectria sp. w yw ołujący czerwoną gruzełkowa- tość drzew i krzewów, należy tutaj zaliczyć.
Między tym i zasadniczymi trzema grupami istnieją oczywiście przejścia, które w w ielu w y
padkach zależą od odporności żywicieli. Nawet ten sam grzyb może się inaczej zachowywać w żywicielu odpornym i nieodpornym. W tym okresie inkubacji grzyb rozprzestrzenia się w ciele rośliny żywicielskiej czy to śródkomór- kowo czy międzykomórkowo rozpuszczając bla
szki środkowe, u niektórych wędrówka odbywa się w szerokich naczyniach drewna wiosennego.
Najczęściej grzyby wędrują do określonych tka
nek i tak np. rdze lokują się w tkankach asymi- lujących, omijając tkanki zdrewniałe, mączniaki właściwe (Erysiphaceae) w komórkach skórki liści i łodyg, huby w drewnie pni i to jedne z nich w bieli, a inne w twardzieli. Jeszcze inne grzyby umiejscowiają się w określonych narzą
dach żywiciela: tak np. buławinka czerwona (Claviceps purpurea Fr., Tul.) w słupku traw,
R yc. 7. E x o b a s id iu m v a c in ii (F u ck l) W or. P o ra ż o n a g a łą z k a V a c c in iu m v it is id a ea L . (b ru sz n ic y )
głownia pręcików (Ustilago violacea Pers., Fckl.) — w pręcikach roślin z rodziny goździko- watych. Grzyb, który nie zdoła dotrzeć do od
powiadającego sobie organu, nie wytwarza płcio
wej, tzn. głównej formy owocowania.
Gdy grzyb rozrośnie się w sw ym żywicielu i zajmie odpowiadające swym potrzebom tkanki czy narządy, zaczyna się trzeci (III) okres w jego życiu: okres rozrodu czyli fruktyfikacji; okres ten wiąże się z jawnym wystąpieniem choroby.
Grzyb zamknięty dotąd we wnętrzu, występuje na zewnątrz i zaczyna się rozsiewać. Żywiciel natomiast choruje: wzmaga się oddychanie, pod
nosi temperatura, następują zaburzenia w go
spodarce węglowodanowej, białkowej, wodnej i mineralnej, wytwarzają się patologiczne bar
wiki, wydzielają się gumy, żywice. Wokół za
każonych tkanek gromadzą się asymilaty odcią
gane z tkanek zdrowych. One to podtrzymują
wzmożoną gospodarkę energetyczną, w końcu
zostają zużyte przez pasożytniczego grzyba pod
234 W S Z E C H S W 1 A T
czas wykształcania jego owocowania. Gdy grzyb rozsieje już swoje zarodniki i ognisko choroby wygaśnie, substancje te nigdy już nie wracają do zdrowych części żyw iciela, zostają więc zmar
nowane.
Morfologicznie chore rośliny różnie się za
chowują, czasem karłowacieją lub też wręcz przeciwnie wybijają się wzrostem nad zdrowe, tworzą się na nich narośle, rozwijają się zmar
niałe narządy rozrodcze pobudzone obecnością
R yc.
8. U stila g o zea e (B eck m ) U ng. O w o c o s ta n k u k u ry d z y p o ra ż o n y g ło w n ią
pasożyta do pełnego rozwoju itd. W naroślach czy to np. na liściach brusznicy w yw ołanych przez grzyb Exobasidium vaccini Fuckl, Wor., czy to w guzach na kolbach kukurydzy w y w o łanych przez grzyba głow nię kukurydzy U sti
lago zeae (Beckm) Ung. znajduje się znacznie więcej wody w porównaniu z tkankami zdro
wym i. Narośle tworzą się przez przerost komó
rek lub grup komórek, które nieraz organizują się jakby w osobny narząd o własnych wiązkach przewodzących (np. raki). W naroślach nastę
pują zaburzenia skutkiem za dużej ilości sub
stancji wzrostowych. Jeśli bodziec działa na całe pączki wyrastają czarcie miotły; pączek taki
wytrącony ze swej równowagi staje się jakby obcy organizmowi i nie umie już z nim współ
żyć. Pędy czarcich m ioteł kierują się wprost w górę, a nie ścielą się horyzontalnie jak u pę
dów zdrowych, naw et liście układają się na nich inaczej. Następuje też rozchwianie periodycz-
R yc. 9. N e c tr ia c in n a b a r in a (F r) T o d e w y w o łu ją c a c z e rw o n ą g ru z e łk o w a to ś ć n a su c h e j g a łę z i d rz e w a
nego rytm u życiowego, pączki te pędzą wcze
śniej niż pędy zdrowe, nie mają nigdy ustalo
nego spoczynku zimowego i dlatego często w zi
m ie marzną. Pod wpływ em grzyba niektóre or
gany zmieniają swój charakter: np. u roślin z rodziny krzyżowych (Crucijerae) pod w p ły
wem Albugo candida (Pers) Ktze. zazieleniają się pręciki i płatki. W kwiatach żeńskich Melan- d r y u m album Mili, Garcke porażonych przez głownię pręcików rozwijają się pręciki, w któ
rych grzyb rozwija sw e chlamydospory. Zaląż- nia zaś choć zdrowa, nie jest zdolna do w ytw o
rzenia nasion. Grzyb narzuca więc żyw icielow i rozwój tych organów, w których sam się roz
wija.
Stym ulujące działanie pasożyta trwa zwykle aż do szczytowego punktu choroby: wtedy zo
staje już tak daleko posunięte uszkodzenie tka
nek żywiciela, że zw ykle kończy się to jego śmiercią. Rośliny rzadko kiedy wracają do zdro
wia, dlatego też mikoz się nie leczy (jeśli cho
dzi o rośliny uprawne), ale się przed nimi chro
ni. Toteż słusznie naukę o zwalczaniu chorób roślin nazwano „ochroną roślin”
M IE C Z Y S Ł A W S U B O T O W IC Z (L u b lin )
D O T Y C H C Z A S O W E W Y N I K I B A D A Ń N A U K O W Y C H ZA POMOCE S Z T U C Z N Y C H S A T E L I T Ó W
P o d s u m u je m y k r ó t k o d o ty c h c z a s o w e w y n ik i i w y m ie n im y z a g a d n ie n ia , ja k ie m a ją b y ć b a d a n e l u b ro z w ią z a n e za p o m o c ą s z tu c z n y c h s a t e li tó w o r a z r a k i e t k o sm ic z n y c h . T a p r o b le m a ty k a s ta n o w i k o n ty n u a c j ę ro z p o c z ę ty c h p rz e d p a r o m a la t y b a d a ń n o w ą m e to d ą
I R A K I E T K O SM IC Z N Y C H
so n d o w a n ia a tm o s fe r y i p r z e s tr z e n i k o s m ic z n e j za p o m o c ą r a k ie to w y c h so n d a tm o s fe ry c z n y c h , sz tu c z n y c h s a te litó w Z ie m i o ra z r a k i e t k o sm ic z n y c h .
1) B a d a n i a a t m o s f e r y Z i e m i — b ila n s
c ie p ln y a tm o s fe r y , o b s e r w a c je m e te o ro lo g ic z n e i c z y n -
I. S Ł O Ń A F R Y K A Ń S K I F ot. D. B a c k h a u s
W r z e s i e ń 1960 235
n ik i k s z ta łtu ją c e k lim a t n a Z iem i, c z y n n ik i o k r e ś la jące s t a n g ó rn e j a tm o s fe r y , s t r u k tu r a , s k ła d , d y n a m ik a o ra z c y r k u la c ja a tm o s fe r y , w ia tr y w je j g ó rn y c h p a r tia c h , w p ły w z e w n ę trz n e g o p a s m a c z ą s te k n a ła d o w a n y c h n a b ila n s e n e rg e ty c z n y a tm o s fe ry ; b a d a n ie m e to d z a m ia n y e n e r g ii s ło n e c z n e j n a e n e rg ię e le k try c z n ą . 2) B a d a n i e j o n o s f e r y — s t r u k t u r a , s k ła d i f u n k c ja jo n o s fe ry , je j p rz e p u s z c z a ln o ś ć o ra z w s p ó ł
d z ia ła n ie z p ro m ie n io w a n ie m e le k tro m a g n e ty c z n y m i k o r p u s k u la r n y m d o c h o d z ą c y m z z e w n ą trz , p o le m a g n e ty c z n e Z ie m i a a k ty w n o ś ć S ło ń ca, p a s m a o k o ło - z ie m sk ie c z ą s te k n a ła d o w a n y c h .
3) B a d a n i e p r o m i e n i o w a n i a k o s m i c z n e g o — jeg o s k ła d u , w id m a m aso w eg o , ła d u n k o w e g o i e n e rg e ty c z n e g o o ra z ro z m ie sz c z e n ia p rz e s trz e n n e g o i p o c h o d z e n ia , s k u t k i b io lo g iczn e p ro m ie n io w a ń jo n i
z u ją c y c h w p r z e s tr z e n i k o sm ic z n e j.
4) B a d a n i e p ó l e l e k t r y c z n y c h i m a g n e t y c z n y c h w p r z e s t r z e n i k o s m i c z n e j — p la z m a , je j g ę sto ść i d y n a m ik a w p r z e s trz e n i m ię d z y p la n e ta r n e j i m ię d z y g w ie z d n e j łą c z n ie z p re c y z y jn y m p o m ia re m p o la m a g n e ty c z n e g o , z a g a d n ie n ie t r a n s m isji s y g n a łó w e le k tro m a g n e ty c z n y c h w U k ła d z ie S ło n e c z n y m , w y k ry c ie z w ią z k u m ię d z y p o la m i m a g n e ty c z n y m i p la n e t, K się ż y c a i g w ia z d a te o r ią p r ą d n ic y m - h - d , o b e c n o śc ią p r ą d ó w c z ą ste k n a ła d o w a n y c h d o k o ła ty c h p la n e t o ra z a k ty w n o ś c ią S ło ń c a , p ró b a w y k ry c ia p a s m c z ą s te k n a ła d o w a n y c h d o k o ła S ło ń ca.
5) B a d a n i e p ó l g r a w i t a c y j n y c h w U k ł a d z i e S ł o n e c z n y m — d y n a m ik i i e w o lu c ji U k ła d u S ło n eczn e g o , s t r u k t u r y w e w n ę trz n e j p la n e t i K sięży ca, z b a d a n ie p o d s ta w i k o n s e k w e n c ji o g ó ln ej i s p e c ja l
n e j te o r ii w z g lę d n o śc i (ró w n o ść m a s y b e z w ła d n e j i g r a w ita c y jn e j, p rę d k o ś ć ro z c h o d z e n ia się ś w ia tła , sp ra w d z e n ie k il k u e fe k tó w g ra w ita c y jn y c h E in ste in a ), b a d a n ie f a l g r a w ita c y jn y c h , p ró b a s tw ie rd z e n ia z m ia n y p r z y c ią g a n ia g r a w ita c y jn e g o w ra z z e w e n tu a ln y m ro z s z e rz a n ie m się W s z e c h ś w ia ta .
6
) B a d a n i a a s t r o n o m i c z n e — b a d a n ie m e te o ró w , a tm o s fe r , p o w ie rz c h n i i b u d o w y p la n e t, p r o m ie n io w a n ia k o ro n y i c h ro m o s fe ry S ło ń c a i g w ia z d w e w s z y s tk ic h o b s z a r a c h w id m a , b a d a n ie a s o c ja c ji g w ia z d o w y ch i e w o lu c ji G a la k ty k i, b a d a n ie s k ła d u i d y n a m ik i g azó w o ra z p y łó w m ię d z y g w ie z d n y c h o ra z ich z w ią z k u z m a g n e to h y d ro d y n a m ik ą , s p r a w d z e n ie sz e re g u te o r ii k o sm o g o n ic z n y c h o ra z p ro c e s u tw o rz e n ia się a k tu a ln e g o ro z k ła d u p ie r w ia s tk ó w w e W szech - św iecie.
7) A n a l i z a c a ł o k s z t a ł t u p r o b l e m a t y k i m e d y c y n y k o s m i c z n e j w z w ią z k u z lo te m k o sm ic z n y m c z ło w ie k a *.
B a d a n i e a t m o s f e r y Z i e m i
B a d a n ie g ę s to ś c i a tm o s f e r y p rz y p o m o cy r a k i e t i s z tu c z n y c h s a te litó w Z ie m i w y k a z u je szczeg ó ln ie d u ż y r o z r z u t d a n y c h n a w y so k o śc i m ię d z y
100a
200km . T e n ro z r z u t u w a r u n k o w a n y je s t szero k o ścio w y m i, se z o n o w y m i i d o b o w y m i z m ia n a m i n a tę ż e n ia p ro m ie n io w a n ia sło n e c z n e g o o ra z — b łę d a m i p o m ia ró w . N a
* P r o b le m a ty c e t e j p o św ię c ił w e „ W szech św iecie”
d w a a r ty k u ły p ro f. J. K a u lb e rs z (zesz. 2 i 3/1960).
p rz y k ła d g ę sto ść a tm o s f e r y n a w y so k o śc i
200k m i sz e ro k o śc i 59° je s t 4,8 ra z y w ię k s z a n iż n a sz e ro k o ści 33°. N a t e j s a m e j sz e ro k o śc i i w y so k o śc i z m ie rz o n a gęsto ść a tm o s fe r y w le tn i d z ie ń ró ż n i się d z ie s ię c io k ro tn ie od g ę sto śc i z m ie rz o n e j w zim o w ą noc. Is tn ie je k ilk a m o d e li a tm o s fe r y , o p a rty c h na n ie c o ró ż n y c h p rz e s ła n k a c h te o re ty c z n y c h . P o d a n o t u w y n ik i w y so k o ścio w eg o ro z k ła d u g ę sto śc i a tm o s fe r y w e d łu g je d nego z ta k ic h m o d eli (K a 11 m a n n, 1959), n a jle p ie j u z a s a d n io n e d a n y m i p o m ia ro w y m i, ja k im i d ziś d y s p o n u je m y . O b e c n ie p rz y p u s z c z a się, że w y z n a c z o n a z p o m ia ró w g ę sto śc i a tm o s fe r y k in e ty c z n a te m p e r a t u r a g a zów a tm o s fe r y n a w y so k o ści 800 k m n ie je s t niższa od 2000° K a le n ie w y ższa od 5000° K. T a n ie p e w n o ść w y n ik a p rz e d e w s z y s tk im z n ie z n a jo m o ś c i ś r e d n ie j m a s y c z ą ste c z k o w e j g azó w a tm o s fe r y ; n ie w ia d o m o b o w iem , w ja k im s to p n iu c z ą ste c z k i a z o tu są z d y so - c jo w a n e .
Wys.
km
G ęstość g/cm 3
Wys.
km
G ęstość g /cm 3
Wys.
km
G ęstość g/cm 3
90 3,994.10“ “ 250 1 ,4 7 .1 0 -“ 600 6 ,6 8 .1 0 -“
100 6,993. lO "10 300 4 ,8 4 .1 0 -14 650 3 ,7 1 .1 0 -“
120 6 ,3 3 9 .1 0 -" 350 1,90.10-14 700 2 ,0 4 .1 0 -“
140 1 ,2 3 7 .1 0 -" 400 8 ,7 5 .1 0 -“ 750 1 ,1 5 .1 0 -“
160 3 ,2 4 0 .1 0 -“ 450 4 ,3 5 .1 0 -“ 800 6 ,6 3 .1 0 -”
180 1 ,2 0 8 .1 0 -“ 500 2 ,2 8 .1 0 -“
200 5 ,9 6 6 .1 0 -“ 550 1,21.10"“
II I S p u tn ik tr a n s p o r t o w a ł n a p o k ła d z ie s p e k t r o m e tr m a s o w y na c z ę sto śc i ra d io w e , z d o ln y d o p o m ia ru m a s a to m ó w od
6do 50 je d n o s te k m a so w y c h . D o w y so k o ści
200k m w y k ry w a n o a to m y tle n u o ra z zjoriizo- w a n e c z ą s te c z k i a z o tu , o ra z tle n k u az o tu . J o n y c z ą s te czek a z o tu w y s tę p u ją do w y so k o ści 250 km . P o w y ż e j 250 k m w y s tę p u ją ty lk o a to m o w e jo n y tle n u i a z o tu , d o m in u ją je d n a k jo n y tle n u . O g ó ln ie — g ó rn a a tm o s fe ra p o w y ż e j 250 k m m a s t r u k t u r ę a to m o w ą .
A n a l i z a p r o m i e n i o w a n i a u l t r a f i o l e t o w e g o (UV) i r e n t g e n o w s k i e go (X)
Z b a d a ń p ro m ie n io w a n ia u ltra fio le to w e g o (UV)
i re n tg e n o w s k ie g o (X) S ło ń c a w y n ik a , że w ty m o b sz a
rz e w id m o w y m tr a n s p o r to w a n a je s t z a le d w ie je d n a s t u
ty s ię c z n a (10—5) część c a łk o w ite j e n e rg ii p ro m ie n io w a
n ia S ło ń c a . P o n iż e j d łu g o ś c i fa li 1500 A c ią g ła s k ł a
d o w a w id m a U V S ło ń c a je s t b a rd z o sła b a , p o ja w ia ją
się n a to m ia s t lin ie w id m o w e UV, k tó r y c h s f o to g ra f o
w a n o (1959 r.) p o n a d 100. N a js iln ie js z ą w ogóle lin ią
p ro m ie n io w a n ia S ło ń c a je s t w y s tę p u ją c a w U V lin ia
w o d o ru « - L y m a n a (1215,6 A). F o to g ra fia S ło ń ca w m o
n o c h ro m a ty c z n y m p ro m ie n io w a n iu « - L y m a n a p o tw ie r
dza, że je s t o no w y s y ła n e z p la m n a p o w ie rz c h n i
S ło ń ca. D ru g ą co d o ilości tr a n s p o r to w a n e j w U V e n e r
g ii je s t lin ia p o je d y n c z o z jo n iz o w a n e g o H e (304 A). P r o
m ie n io w a n ie X m ie rz o n o za p o m o cą lic z n ik ó w fo to n o
w y ch i k o m ó r jo n iz a c y jn y c h , p rz y cz y m m a k s im u m
p ro m ie n io w a n ia le ż y w o b sz a rz e 50 A. R o z k ła d s p e k
tr a ln y p ro m ie n io w a n ia n ie a k ty w n e j p o w ie rz c h n i S ło ń c a
w o b sz a rz e X je s t t a k i ja k d la c ia ła o te m p e r a tu r z e
236
W S Z E C H S W I A T500 000°K. J e s t to p ro m ie n io w a n ie k o ro n y s ło n e c z n e j.
S iln ą z m ie n n o ść w y k a z u je p ro m ie n io w a n ie X w o b s z a rz e p o n iż e j
20A, k tó r e g o ro z k ła d je s t ty p o w y d la c ia ła o te m p e r a tu r z e 2.10fiOK. J e s t to t e m p e r a t u r a lo k a l
n y c h k o n d e n s a c ji k o r o n y s ło n e c z n e j. P o d c z a s w ię k s z e j a k ty w n o ś c i S ło ń c a lo k a ln a te m p e r a t u r a m oże w y n o sić do 10"°K. W te d y e m ito w a n e je s t m ię d z y in n y m i p r o m ie n io w a n ie X o d łu g o ś c i f a l i 1
— 2A,
P ro m ie n io w a n ie X w o b sz a rz e 10— 100 A p o w o d u je jo n iz a c ję w w a r s tw ie E jo n o s fe ry Z ie m i, z a ś lin ia p o je d y n c z o z jo n iz o w a n e g o h e lu H e-304 A p o w o d u je w z n a c z n e j m ie rz e jo n iz a c ję w a r s tw y F . P r o m ie n io w a n ie U V w o b sz a rz e 1000 d o 2000 A je s t p o c h ła n ia n e w a tm o s fe r z e Z ie m i p rz e z tl e n m o le k u la r n y , u le g a ją c y d y s o c ja c ji i w y s tę p u ją c y d o w y s o k o ś c i 400 k m ( w a r s tw a F jo n o s fe ry ). U m ie ję tn o ś ć p o w ią z a n ia p o sz c z e g ó ln y c h p r o m ie n io w a ń jo n iz u ją c y c h S ło ń c a ze z m ia n a m i w a tm o s fe r z e Z ie m i p o z w o liła b y z p o m ia ró w z m ia n jo n o s fe ry Z ie m i o k re ś la ć s t a n p o w ie rz c h n i S ło ń c a w id z ia n e j w U V i X .
O b ra z y n ie b a ro b io n e w U V w y k a z u ją b r a k n a j j a śn ie js z y c h g w ia z d n ie b a . W y ją tk o w o d u ż y n a to m ia s t je s t u d z ia ł ro z p ro s z o n e g o p r o m ie n io w a n ia c i-L y m a n a w c a łk o w ity m ś w ie c e n iu n ie b a U V , k tó r e s w y m n a tę ż e n ie m p rz e w y ż s z a w id z ia ln e g w ia z d y . P r z y p u s z c z a się, że św ie c e n ie to je s t o d b ity m w p r z e s tr z e n i k o s m ic z n e j p rz e z o b o ję tn e a to m y w o d o ru p r o m ie n io w a n ie m a - L y m a n a S ło ń c a . J e ż e li je s t to w o d ó r m ię d z y p la n e ta r n y , to jeg o g ę sto ść w in n a w y n o sić p o n iż e j
100a to m ó w /c m 3, je ż e li n a to m ia s t s ą to r e s z tk i k o ro n y s ło n e c z n e j, s ię g a ją c e j do o r b ity Z ie m i, to g ę s to ś ć w o d o ru m u s i b y ć 400 r a z y w ię k sz a .
M . i k r o m e t e o r y w p r z e s t r z e n i k o s m i c z n e j
P o d a je m y r e z u l ta t y u z y s k a n e z p o m ia ró w r a d z ie c k ic h (N a z a r o w a, 1960) o ra z a m e r y k a ń s k i c h (D u - b i n, 1960) n a liczb ę z d e rz e ń m ik ro m e te o ró w z c z u jn i
k a m i n a sz tu c z n y c h s a t e li ta c h i r a k i e ta c h k o sm ic z n y c h . W p r a c a c h a m e r y k a ń s k ic h p rz y jm o w a n o n a ś r e d n ią p rę d k o ś ć m ik r o m e te o r u w a r to ś ć 30 k m /s e k ., w r a d z ie c k ic h z a ś — 40 k m /s e k . W y n ik i te p r z e d s ta w ia z a łą c z o n a ta b e lk a .
Obiekt
badający M asa cząstek, g Liczba uderzeń
na m*. sek.
Explorer I >
8.
10-108,4.10-*
Pionier — I >
1 0.
10- “ 4,0.10-*
I rakieta 2,5.10-*— 1,5.10-* <
2.
1 0-*
kosm iczna 1,5.10-*— 2 ,0 .1 0 -’ < 5.10-*
>
2.
10- ’ < io-*
II rakieta kosm iczna
2
.
1 0-*—
6.
1 0-*
6.10-*— 1,5.10-* < 5.10-*
> 1 , 5 . 1 0 - ' < 9.10-*
III rakieta 3.10-*— 8.10-* <
2.
10-*
kosm iczna 10-*— 3.10-* < 4.10-*
2
.
10-*—
8.
1 0-* < 4.10-*
III Sputnik
2.
10-* 5 do 10 dn. 15. V. 57
8.10-*— 3.10-* 5.10-* dn. 16— 17. V. 57.
8.10-*— 3.10-* 10-* dn. 19—26. V. 57. |
D a n e d la S p u tn ik a I I I w y k a z u ją , że m u s ia ł on p r z e la ty w a ć w d n . 15. V. 57 r. p rz e z r ó j m e te o ró w . P r z y ta k im s t r u m i e n iu m ik ro m e te o ró w p a d a ją c y c h h a Z ie m ię c a łk o w ity o p a d n a p o w ie rz c h n ię k u li z ie m s k ie j w y n ió s łb y w c ią g u d o b y od 5 d o 10 m ilio n ó w to n . S tr u m ie ń m e te o ró w z a r e je s tr o w a n y w d n ia c h 16— 17. V. 57 o d p o w ia d a łb y d o b o w e m u o p a d o w i 5000 to n m ik r o m e te o r y tó w n a c a łą k u lę z ie m sk ą . A le ju ż d a n e z dn. 19— 26. V. 57 w y k a z u ją , że o p a d te n b y łb y m n ie js z y n iż 100 to n . D a n e z e b r a n e p rz e z ra d z ie c k ie r a k i e t y k o sm ic z n e o d p o w ia d a ją d o b o w e m u o p a d o w i m ik ro m e te o ry tó w n a c a łą p o w ie rz c h n ię Z ie m i — od p o n iż e j
10d o o k o ło
100to n .
T rz e b a d o d ać, że o b e c n ie m o d e l z d e rz e n ia h ip e r - s z y b k ie g o c ia łk a ( m ik ro m e te o r u o p rę d k o ś c i od 5 do 70 k m /s e k .) a n a liz o w a n y je s t n a g ru n c ie h y d r o d y n a m ic z n y m . M e ta le p rz y ta k im z d e rz e n iu m u s z ą by ć t r a k to w a n e ja k o ciec ze śc iśliw e ( S t a n i u k o w i c z , B j o r k , 1959). I s to tn e p rz y ty c h z d e rz e n ia c h je s t d z ia ła n ie e f e k t u z a g ę sz c z e n ia s u b s ta n c ji p o w ło k r a k ie ty i lo k a ln e g o o g rz a n ia , co p ro w a d z i do p o w s ta n ia fa li u d e rz e n io w e j i b a r d z ie j sz k o d liw y c h s k u tk ó w e ro z y jn e g o d z ia ła n ia z d e rz e ń n a m a t e r i a ły p o w ło k i r a k ie ty .
W y n ik i p o m ia ró w s tr u m ie n i m ik ro m e te o ró w w s k a z u ją , że n ie b ę d ą o n e p r z e d s ta w ia ły is to tn e g o n ie b e z p ie c z e ń s tw a d la p rz y s z ły c h a s tro n a u tó w .
P a s m a c z ą s t e k n a ł a d o w a n y c h d o k o ł a Z i e m i
Z a jm ie m y się k r ó tk o o m ó w ie n ie m m e c h a n iz m u , p ro w a d z ą c e g o do w y c h w y ta n ia c z ą s te k n a ła d o w a n y c h p rz e z p o le m a g n e ty c z n e o o d p o w ie d n ie j k o n fig u ra c ji.
R o z p a tr u je m y p o le m a g n e ty c z n e o n a tę ż e n iu H i o s y m e t r i i c y lin d ry c z n e j, k tó re g o lin ie sił są ró w n o le g łe d c o si c y lin d r a . N iech n a tę ż e n ie p o la m a g n e ty c z n e g o H
mw p o b liż u g ó rn e j i d o ln e j p o d s ta w y c y li n d r a je s t w ię k s z e od H . I n a c z e j m ó w ią c g ę sto ść lin ii s ił u p o d s t a w y i w ie rz c h o łk a c y lin d ra je s t w ię k sz a n iż w ś r o d k u c y lin d ra . W p r a c a c h n a d r e a k t o r a m i te r m o ją d r o w y m i p o k a z a n o (B u d k e r , 1953 — Z S R R , P o s t — U SA , 1953), że ta k i e p o le m a g n e ty c z n e zd o ln e je s t u tr z y m y w a ć p la z m ę p rz e z b a rd z o d łu g i czas. U k ła d y t a k ie , z w a n e m a s z y n a m i z w ie rc ia d la n y m i lu b p u ła p k a m i (b u tla m i) m a g n e ty c z n y m i, m o g ą n ie ty lk o u tr z y m y w a ć p la z m ę , a le i o g rz a ć ją do t e m p e r a t u r te r m o ją d r o w y c h — 10&°K.
O k a z u je się, że o b s z a ry o ro s n ą c y m n a tę ż e n iu p o la
m a g n e ty c z n e g o w k ie r u n k u ró w n o le g ły m do o si c y
li n d r a (w p o d a n y m p rz y k ła d z ie — p rz y jeg o w ie rz
c h o łk u i p o d s ta w ie , H M) s ta n o w ią z w ie rc ia d ła m a g n e
ty c z n e , od k tó r y c h o d b ija ją się c z ą s tk i n a ła d o w a n e
(d o d a tn ie lu b u je m n e ) z a m k n ię te w p u ła p c e . W y sokość
c y lin d r a m oże b y ć d o w o ln ie d u ż a . N iech n a jm n ie js z a
w a rto ś ć H w ś r o d k u c y lin d r a w y n o si H Q. J a k w i a
d om o, c z ą s tk a n a ła d o w a n a p o ru s z a się w je d n o r o d
n y m p o lu m a g n e ty c z n y m po lin ii ś r u b o w e j (lu b k o
ło w e j, je ż e li s k ła d o w a je j p rę d k o ś ć ró w n o le g ła do
p o la je s t ró w n a z e ru ) o s ta ły m p ro m ie n iu ś ru b y .
W p o lu m a g n e ty c z n y m n ie je d n o ro d n y m c z ą s tk a ta k a
p o ru s z a się p o lin ii ś r u b o w e j o m a le ją c y m p r o m ie n iu
(w k ie r u n k u ro s n ą c e j w a rto ś c i p o la). J a k p o k a z a li
W r z e s i e ń 1960 237
P o i n c a r e - S t ó r m e r - A l f v e n , m o m e n t m a g n e ty c z n y (o, c z ą s tk i w ta k im p o lu je s t a d ia b a ty c z n y m n ie z m ie n n ik ie m ru c h u . W y n ik a s tą d m o żliw o ść s c h w y ta n ia c z ą s tk i n a ła d o w a n e j p rz e z o d p o w ie d n io u k s z ta ł
to w a n e p o le m a g n e ty c z n e .
W a ru n e k w ią z a n ia c z ą s tk i m ięd zy d w o m a z w ie rc ia d ła m i m a g n e ty c z n y m i n ie z a le ż y od je j m a s y , z n a k u je j ła d u n k u , c a łk o w ite j e n e rg ii, p o ło ż e n ia w p r z e s tr z e ni, cz y te ż od sz c z e g ó ln e j k o n f ig u r a c ji p o la m a g n e ty c z nego. N ie z a le ż n o ść w ią z a n ia c z ą s te k w p u ła p c e m a g n e ty c z n e j od w ie lu p a r a m e tr ó w je s t p o ż ą d a n a d la u tr z y m a n ia w n ie j ró ż n y c h c z ą ste k , ró ż n ie n a ła d o w a n y c h i o ró ż n y c h e n e rg ia c h . C z ą s tk a b ęd zie w y k o n y w a ła d r g a n ia m ię d z y d w o m a z w ie rc ia d ła m i m a g n e ty c z n y m i, d o p ó k i p rz y p a d k o w e z d e rz e n ia z in n y m i c z ą s tk a m i n ie z m ie n ia ją je j p rę d k o ś c i.
S c h w y ta n ie c z ą s tk i w p u ła p c e m a g n e ty c z n e j, ja k ju ż za z n a c z o n o , n ie z a le ż y od sz c zeg ó ln ej k o n f ig u r a c ji p o la m a g n e ty c z n e g o . P o le m a g n e ty c z n e Z ie m i je s t z g ru b s z a p r z y k ła d e m p o la k u lis te g o d ip o la , k tó re g o lin ie s ił z a g ę sz c z a ją się p r z y b ie g u n a c h . P o le to — o m ie rz a ln y m n a tę ż e n iu — w y p e łn ia p rz e s trz e ń p o n a d p o w ie rz c h n ią Z ie m i d o z n a c z n y c h od leg ło ści, i z a p e w n e k ilk u d z ie s ię c iu ty s ię c y k m w o b sz a rz e ró w n ik a g e o m a g n e ty c z n e g o , p rz e c h o d z ą c w sp o s ó b c ią g ły w m ię d z y p la n e ta r n e p o le m a g n e ty c z n e o n a tę ż e n iu 3.10
—4g a u s s a .
U c z e n i a m e r y k a ń s c y i ra d z ie c c y w y k r y li co n a j m n ie j
2p a s m a s c h w y ta n y c h c z ą s te k n a ła d o w a n y c h w z ie m s k im p o lu m a g n e ty c z n y m , p a sm o z e w n ę trz n e ro z c ią g a ją c e s ię od 13 do 55 ty s ię c y k m n a d p o w ie rz c h n ią Z ie m i, k tó r e g o m a k s im u m n a tę ż e n ia p rz y p a d a n a w y so k o ść 17 ty s ię c y k m , o ra z p a sm o w e w n ę trz n e , ro z c ią g a ją c e się od 600 d o 6000 k m z m a k s im u m n a w y so k o ści 3000 k m . P o ło ż e n ia m a k s im ó w z m ie n ia ją się.
P a s m o z e w n ę trz n e tw o rz ą c z ą s tk i p o ch o d z ą c e ze S ło ń c a o s to s u n k o w o n ie w ie lk ie j e n e rg ii, ś r e d n io 20 do 50 k e V i s tr u m i e n iu 10
10c z ą s te k n a cm
2sek. S t r u m ie ń e le k tr o n ó w o e n e rg ii m a k s y m a ln e j 2 M eV sz a c u ją u c z e n i ra d z ie c c y n a 5.10
5cz./cm
2sek . N a w y so k o ści 40— 50 ty s ię c y k m s to s u n e k lic z b y c z ą s te k o e n e rg ii 45 k e V , 450 k e V i 4,5 M eV w y n o sił o d p o w ie d n io ja k 1 :1 0 —2:1 0 —5. P a s m o to tw o rz ą p rz e d e w s z y s tk im e le k tr o n y ; ic h k o n c e n tr a c ja s iln ie z a le ż y od a k ty w n o ś c i S ło ń c a . „ E x p lo r e r V I ” z a r e je s tr o w a ł w o b sz a rz e r ó w n ik o w y m s tr u m ie ń c z ą s te k 10
8cz./cm
2sek . Z a o b se rw o w a n o f lu k tu a c j e n a tę ż e n ia w z d łu ż lin ii o s ta ły c h sze
ro k o ś c ia c h g e o m a g n e ty c z n y c h , co w ią ż e m y z b u rz a m i m a g n e ty c z n y m i i a k ty w n o ś c ią S ło ń c a .
W e w n ę trz n e p a s m o c z ą s te k n a ła d o w a n y c h ro z c ią g a się p o o b u s tr o n a c h p ła s z c z y z n y ró w n ik o w e j do sz e ro k o ś c i g e o m a g n e ty c z n e j o k o ło 30°. T w o rz ą je d w ie g ru p y c z ą s te k : je d n a o d u ż e j e n e rg ii — p ro to n y — ś r e d n io 100 M eV i o s tr u m ie n iu 10s cz./cm
2sek . o ra z d r u g a o m n ie js z e j e n e rg ii — e le k tr o n y — około 600 k eV i o s t r u m ie n iu 2.10* cz./cm
2sek. S tr u m ie ń e le k tr o n ó w o ś r e d n ie j e n e r g ii 12 k e V w y n o si (3— 6).10
8czVcm
2sek. C a łk o w ita e n e r g ia p ro to n ó w w ty m p a śm ie je s t m n ie js z a n iż e le k tr o n ó w i d la te g o w p ły w tw a r d e j s k ła d o w e j n a z ja w is k a geo fizy czn e je s t m n ie js z y . P a n u je p r z e k o n a n ie ( C h r i s t o f i l o s , S i n g e r , W i e r - n o w ), że tw a r d ą sk ła d o w ą w p a ś m ie z e w n ę trz n y m s ta n o w ią p ro to n y , b ę d ą c e p ro d u k te m ro z p a d u b e ta
n e u tro n ó w a lb e d a Z iem i. N e u tro n y są w tó r n y m p r o d u k te m w s p ó łd z ia ła n ia p ie r w o tn e g o p ro m ie n io w a n ia k o sm ic z n e g o i a tm o s f e r y Z iem i. S ą p r z y ta c z a n e a r g u m e n ty (D e rsle r, K a rp lu s , 1906) za „ z ie m s k im ” p o ch o d z e n ie m ta k ż e i e le k tro n ó w , s c h w y ta n y c h w o bu p a sm a c h c z ą s te k n a ła d o w a n y c h .
S zczeg ó ło w sze p o m ia ry o b u w s p o m n ia n y c h p a s m w y k o n a n o p rz e d e w s z y s tk im p rz y p o m o cy r a k i e t k o sm iczn y ch a m e r y k a ń s k ic h i ra d z ie c k ic h o ra z sz tu c z n y ch s a te litó w Z iem i, S p u tn ik a I I I i E x p lo re r a V I, u s ta w io n e g o s p e c ja ln ie d o z b a d a n ia ty c h p a sm .
W y ra ż a n e są p rz y p u s z c z e n ia (S. C h a p m a n , 1959), że ob a p a s m a , szczeg ó ln ie zaś z e w n ę trz n e , o d g ry w a ją is to tn ą ro lę w b ila n s ie c ie p ln y m g ó rn e j a tm o s fe ry . Z m ia n y te m p e r a tu r o w e o ra z z m ia n y g ę sto śc i g ó rn e j a tm o s fe r y z w ią z a n e są z a k ty w n o ś c ią S ło ń ca, w z n a c z n e j m ie rz e z jego p ro m ie n io w a n ie m k o rp u s k u la rn y m . S tr u m ie ń c ie p ła tr a n s p o r to w a n y p rz e z e le k tr o n y p o w o d u je z m ia n y w y so k o ścio w e i szero k o ścio w e te m p e r a tu r y .
B a d a n o te o r e ty c z n ie (1959) ś r e d n i czas p o b y tu c z ą s te k n a ła d o w a n y c h z n a jd u ją c y c h się w ty c h p a sm ach , ze w z g lę d u n a ro z p r a s z a n ie k u lo m b o w s k ie na jo n a c h r e s z te k a tm o s fe ry . T a k n a p rz y k ła d d la p r o to n u o p rę d k o ś c i 108 cm /sek . w o d leg ło ści g e o c e n try c z - n e j około 40 000 k m c z a s te n w y n o si 5,63.10<> sek. O g ó l
n ie — ś r e d n i czas p o b y tu c z ą ste c z e k s c h w y ta n y c h w zie m sk ą p u ła p k ę m a g n e ty c z n ą z m ie n ia się od k ilk u m in u t od s e te k i ty s ię c y la t, z a le ż n ie od ty p u r o z p r a sz a n y c h c z ą s te k , ich g ę sto śc i, e n e rg ii o ra z o d leg ło ści od Z iem i.
L a ta ją c y p o b a rd z o w y d łu ż o n e j o rb ic ie (ap o g eu m 42 400 k m , p e rig e u m n ie c o p o n a d 300 km ) a m e r y k a ń s k i s a te lita „ E x p lo le r V I ” u m o ż liw ił z b a d a n ie d y n a m ik i p a sm A lle n a . O k a z u je się, że k o n c e n tr a c ja c z ą s te k w d a n y m o b sz a rz e p a s m a z e w n ę trz n e g o m oże d z ie s ię c io k ro tn ie się zm ien ić w p rz e c ią g u k ilk u d n i. P ó łn o c n y b rzeg p a s m a z e w n ę trz n e g o , z n a jd u ją c y się w p o b liż u p o łu d n io w e j g ra n ic y o b s z a ru s ta łe g o p o ja w ia n ia się zórz p o la r n y c h , m oże p rz e s u w a ć się do 800 k m n a p o łu d n ie . Z n a c z n ie b a r d z ie j s ta b iln e w sw e j s t r u k tu r z e i p o ło żen iu je s t w e w n ę trz n e p a s m o c z ą s te k n a ła d o w a nych, ro zm iesz czo n e w o b sz a rz e ró w n ik a g e o m a g n e tycznego. P rz e s u n ię c ia — szczeg ó ln ie p a sm a z e w n ę tr z nego — p ro w a d z ą n ie r a z do częścio w eg o zac h o d z e n ia na sie b ie o b u p a sm : w te d y o b a p a s m a z le w a ją się w jed n o . Z p o m ia ró w „ E x p lo re ra V I ” w y n ik a , że p o ło w a e le k tro n ó w tw o rz ą c y c h p a s m o z e w n ę trz n e p o sia d a e n e rg ię m n ie js z ą n iż 100 keV , n ie c o z aś p o n a d lVo e le k tro n ó w — e n e rg ię w ię k sz ą n iż 0,5 M eV . R o z
k ła d e n e rg e ty c z n y p o tw ie r d z a , że p a s m o z e w n ę trz n e tw o rz ą r a c z e j c z ą stk i p o ch o d zące ze S ło ń c a n iż z ro z p a d u n e u tr o n ó w a lb e d a Z iem i. W sp o m in a się o m o ż li
w o ści n ie w ie lk ie g o p rz y s p ie s z a n ia c z ą ste k w z ie m sk ie j p u ła p c e m a g n e ty c z n e j w p ro c e s ie z m ia n m a g n e ty z m u ziem sk ieg o , a le m e c h a n iz m teg o p ro c e s u n ie je s t w y ja śn io n y .
„ E x p lo re r V I ” u m o ż liw ił ta k ż e w y k ry c ie (1960 r.) w o d leg ło ści g e o c e n try c z n e j 5 do 7 R (gdzie R — p r o m ień Z iem i) z m ie n n y c h w c zasie i p rz e s trz e n i to r o id a l- n y ch u k ła d ó w p rą d o w y c h , siln ie z a k łó c a ją c y c h z ie m sk ie p o le m a g n e ty c z n e . O b ecn o ść z m ia n z a re je s tro w a n o w o b szarze k ilk u ty s ię c y k m w c z a sie 24 g o d zin i k r ó t-
34