W SZ E C H ŚW IA T
P I S M O P R Z Y R O D N IC Z E -
O R G A N P O L S K I E G O T-WA P R Z Y R O D N I K Ó W IM. K O P E R N I K A
ROCZNIK 1947, ZESZYT 7
»
REDAKTOR: Z. GRODZIŃSKI
A ' ' •
KOMITET REDAKCYJNY:
K. MAŚLANKIEWICZ, WŁ. MICHALSKI, ST. SK O W R O N , D. SZYMKIEWICZ, J. TOKARSKI
Z ZASIŁKU WYDZIAŁU NAUKI MINISTERSTWA OŚW IA TY
\ .
K R A K Ó W 19.47
K u r y ł o w i c z W.: Groza wojny biologicznej ...
S o l t a n A.: Co to jest energia atomowa ...
M e d w e c k a-K o r n a ś A.: Rozsiewanie roślin przez mrówki M o n n e L.: O strukturze i funkcji cytoplazmy ...
K a u f m a 11 L.: Rola genu w kształtowaniu o rg a n izm u ...
*
Wi e l c y p r z y r o d n i c y : ... ...
str. 193
211 202 207
1%
214 Karol Linneusz
Z n a s z e j p r z y r o d y : ... ...
Bielinek kapustnik
D r o b i a z g i p r z y r o d n i c z e : ...
Jak młode torbacze dostają się do torby lęgowej.
„ 216
217
Z badań nad biologią wielorybów.
Sensacyjne odkrycie zoologiczne.
Nieco o faunie wysp.
Borsuk w centrum Warszawy.
Plankton w morzach arktyeznyćh.
P r z e g l ą d w y d a w n i c t w : „ 222
T. Majewski — Miód pszczeli.
K. Demel — Biologia ryb Bałtyku.
M. Siedlecki — Ryby morskie.
E. Passendorfer — Bogactwa kopalne ziem polskich.
Biblioteczka Powszechnych W ykładów Uniwersytetu M. Kopernika.
J. Zwierzycki — Złoża surowców mineralnych na Dolnym Śląsku w oświetleniu gospodarczym.
B. Szabuniewicz — Zarys fizjologii człowieka.
C. F. A. Pantin — Notes on microscopical techniąue for zoologists.
K o m u n i k a t : „ 224
A dres R edakcji i A d m in is tra c ji:
R e d a k c j a : Z. G ro d z iń sk i — Z akład anatom ii porów naw czej U. J . K raków , św . A n n y 6. — Telefon 566-92.
A d m i n i s t r a c j a : B r. K o k o sz y ń sk a — K raków , P odw ale 1.
P IS 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
R ocznik 1947 Z eszyt 7 (1771)
W. KURYŁOW ICZ
G ROZA W O JN Y B IO LO G IC ZN EJ J) Dopiero w dw a lata po ukończeniu wojrfy
p rzenikają do prasy fachowej i popularnej pewne bardzo ciekawe i niezm iernie ważne wiadomości. Chodzi o przygotowania i prace zw iązane z m ożliwościami w ojny biologicz
nej. Prace te, ja k zapew nia am erykańska prasa, m iały n a oku jedynie cele obronne i zostały sprowokowane ustalonym i przez am erykański wywiad, przygotowaniam i niem ieckimi.
Z zaleceń prezydenta Roosevelta czynniki wojskowe zorganizowały badania na bardzo dużą skalę. Z-początkiem r. 1942 zatrudniono około 5.500 fachówców-biologów, w lym 1.500 lekarzy i przyrodników i 4.000 perso
nelu technicznego Program badań został ustalony i przekazany wojskowej służbie w ojny chemicznej (Arm y’s Chemical War.- fare Service), obecnie zw anej korpusem che
m icznym (Chemical Corps). Badania skon
centrow ano w ośrodku Camp Detrick, n ie
daleko Frederick, Md. Powstały tu najw ięk sze pracow nie biologiczne jakie kiedykol
wiek zbudowano, które zajęły się- pracam i
*) Z a g a d n ie n ia w o jn y biologicznej o m ów ione są w o b szern y m a rty k u le w «Problem ach», n r 8/9 1947 r.
doświadczalnymi, zw iązanym i bezpośrednio z możliwościami biologicznej wojny. Obok Camp Detfick utworzono dalsze centra b a
dawcze. W Vigo, Ind. pow stały zakłady m a
sowej produkcji broni biologicznej, a w P a- scaguola, Miss. i Dugway, Utah ośrodki dla polowych prób tej am unicji. M arynarka Sta
nów Zjedn. stw orzyła w łasny ośrodek b a dawczy w kalifornijskim uniwersytecie w Berkeley — NAMRU N r 1 (Navy Medical Research Unit N r 1). W ośrodku tym pro
wadzono bad an ia nad m ożliwościam i wojny bakteriologicznej, w szczególności — jak podaje p rasa — «nad pew ną chorobą za
kaźną, której n a razie nie m ożna ujaw nić, a która jest od wieków znana i zab ija n a j
silniej*. Można się domyślać, że b adania te dotyczyły dżum y lub grypy. Jak zapew niają pracownicy tych ośrodków, zwłaszcza p ra cownicy Camp Detrick, w całych Stanach
Zjednoczonych nie było bardziej niebez
piecznej pracy, chyba w Los Alamos, skła
dzie bomb atom owych. Mimo zachowani i m aksym alnej ostrożności, z grupy 220 ro botników zatrudnionych w Camp Detrick, 60 zakaziło się.
Ogólny program pracy tych ośrodków
streszczał się w edług prasy wojskowej
w ustaleniu w arunków w których «drobno
ustroje zyskują najw iększą zjadliwóść, dzięki specjalnym sposobom ich hodow ania n a doborowych podłożach. Zjadliw óść tę określano n a obiektach zwierzęcych i roślin
nych, przy czym starano się poznać w a
runki, sprzyjające m ożliw ie najdłuższem u utrzym aniu tej zjadliw ości. Ustalono ilości drobnoustrojów potrzebnych do w yw ołania zakażenia w najrozm aitszych w arunkach, okresy w ylęgania rozm aitych chorób za
kaźnych po sztucznym zakażeniu, w spół
działanie pew nych związków chem icznych w pływ ających n a drobnoustroje, ozy tok
syny w sposób potęgujący ich chorobotw ór
cze działanie®.
W szystkie te b ad an ia były przeprow a
dzone w oparciu o najnow sze zdobycze bio
logii i techniki. Na ten m om ent położono najw iększy nacisk i to zadecydowało w d u żej m ierze o osiągniętych w ynikach. Do
dać należy, że sam a idea w przągnięcia czyn
ników biologicznych do w ałki z człowiekiem nie jest nowa, nowe są tylko sposoby jej realizacji.
K ierując się opinią doradcy D epartam entu W ojny dla spraw w ojny biologicznej G. W . Mercka, że «tylko szybkie zakończenie w ojny zapobiegnie użyciu środków syntetycznych, które n ie uszkadzając życia ludzkiego, czy zwierzęcego zniszczą św iat roślinny i uczy
nią go niezdatnym do użytkow ania*, przy
stąpiono też do b adań n a dużą skalę nad tym i w łaśnie zw iązkam i chem icznym i. Są to tak zwane «regulatory wzrostu» h a m u jące w roślinach ich funkcje wzrostowe, najczęściej wzrost tylko niektórych' tkanek roślinnych, co w w yniku pow oduje znisz
czenie całej rośliny. T akich now ych zw iąz
ków syntetycznych w yprodukow ano ponad 2.000. W śród nich z n a jd u je się znana już dziś substancja 2,4-D (kw as dw uchlorofe- noksyoctowy) o w ybiórczym działaniu na rośliny szerokolistne, czy podobna w dzia
łan iu substancja 2, 4, 5-T (kw as trójchloro- fenoksyoctowy). Naukow cy zajm u jący się tą dziedziną zagadnień są zdania, że przeiz krytyczne ulżycie zespołu tak ich połączeń m ożnaby kontrolow ać i regulow ać wzrost całego św iata roślinnego kuli ziem skiej. P o
dobną kontrolę m ożna dziś roztoczyć nad św iatem owadów, dzięki poznaniu znako
mitego środka owadobójczego DDT (di- chloro-difenylo-trójchloroetanu) i jego licz
nych pochodnych.
Najgroźniej przedstaw iają się w yniki b a dań nad możliwościami użycia czynników bakteryjnych, względnie ich toksyn do za
b ija n ia ludzi, iziwierząt, czy roślin. Rola dro
bnoustrojów i ich toksyn nasuw a wojnie biologicznej nieskończone możliwości. Mogą być one w ykorzystane do zab ijania bezpo
średniego, m ogą wywoływać śmierć po prze
byciu choroby, względnie powodować pow stanie samej tylko choroby zakaźnej. Przez użycie czynników o m ałej .zaraźliwości m oż
n a atak um iejscaw iać dowolnie, lub od
w rotnie wywołać epidemię, czy pandem ię przez użycie drobnoustrojów pow odujących pow staw anie silnie zaraźliwych chorób.
Przez zastosowanie nowych środków tech
nicznych, sztucznych nośników -aerosoli “) m ożna rozprowadzać zarazki, czy ich tok
syny w sztucznych m głach, drogą po w ietrzną, tru d n ą do kontroli. Dalsze p e r
spektywy w ojny biologicznej to środki skie
row ane przeciw św iatu zwierzęcemu i ro ślinnem u. Użycie takiego rodzaju broni zm usiłoby nas do obrony obu tych światów^.
Groźbę sztucznego wprzęgnięcia drobno
ustrojów do w alki z człowiekiem, św iatem zwierzęcym i roślinnym pow iększają: nie- widzialność tej broni, łatwość jej w ytw arza
n ia i stosowania. Broni tej nie m ożna zmo
nopolizować, tak ja k bom by atom owej. Su
rowiec do jej w yrobu jest dostępny dla każ
dego, a jej wyrób w ym aga raczej pom ysło
wości, aniżeli kapitału. B adania m ogą być prowadzone w m ałych naw et pracow niach, a użycie biologicznej broni rnoż być doko
nan e przez m ałą grupę ludzi. Siła niszcząca takiej broni jest bardzo duża. Jeśli dla przy
kładu weźmiemy toksynę jad u kiełbasia
nego ( Clostr. botulinum ), którą udało się
*) «C hm ury* albo «migła» ae ro so lo w a w y tw a
rz a n e są n a jc z ę śc ie j z zaw iesin olejów , k tó re w y
d m u c h u je się p o d w ysokim ciśn ien iem p rz e z d e
lik a tn e sita. A erosole p o s ia d a ją dziś sz e ro k i z a
k re s z a sto so w a n ia : w lo tn ic tw ie ja k o sztu czn e z a
słony, w w alce z o w a d a m i ja k o n o śn ik i D D T itd.
W S Z E C H Ś W I A T 195 w Camp Detrick otrzym ać po raz pierwszy
w stanie krystalicznym , to 1 mg tej sub
stancji zaw iera około 30,000.000 n a jm n ie j
szych dawek śmiertelnych mysich. 25 gr tego jad u posiada moc 900 bilionów m in i
m alnych dawek śmiertelnych mysich, co jest ekw iw alentem dla 180 milionów ludzi.
Czy potrafim y się technicznie przeciw sta
wić broni bakteriologicznej? Częściowo tylko. Publiczna Służba Zdrowia potrafi ograniczać, a niekiedy całkowicie opanowy
wać i zwalczać epidemie przenoszone przez pasożyty, pokarm y i wodę. Nie um iemy nie
stety dostatecznie skutecznie walczyć z cho
robam i zakaźnym i, przenoszonymi przez powietrze. Tę drogę «kropelkowego* zaka
żenia udaje się uwielokrotnić przez zastoso
w anie sztucznych nośników bakteryjnych — aerosoli. Na nich m ożna przenosić n a jm n ie j- szie, a zarazem najgroźniejsze dla człowieka, zw ierząt i roślin drobnoustroje, zarazki przęsączalne.
Ja k zapobiec tym groźnym m ożliw o
ściom? Dotychczas nie znam y prostych, obronnych środków technicznych przeciwko takim m etodom niszczenia.
O pinia publiczna, często naw et opinia fa chowców jest zbyt powolna, aby zdać sobie spraw ę z istotnego niebezpieczeństwa w ojny biologicznej, grożącej zagładą cywilizacji.
Broń biologiczna może się stać bronią, każ
dego narodu. Należy więc szukać rozw iąza
nia tego p roblem u n a drodze porozum ienia zbiorowego. Chcąc się obronić przed skut
kam i w ojny biologicznej, należy jej u n i
knąć.
Nie można nie poddać się pewnym reflek
sjom. Czy zespołowa praca biologów, w w y
niku której ustalono nowe możliwości n i
szczenia człowieka, podobnie jak zespołowa praca fizyków n a d niszczącym działaniem
energii atomowej oznacza postęp? Z punktu widzenia nauki tak. Ze społecznego punktu widzenia napewno nie jest postępem. Czy uczonemu wolno w strzym ywać postęp nau k i z obawy przed aspołecznym wyzy
skaniem jego odkrycia? Czy są nauki dobre i złe? Bakteriologia, podobnie jak i fizyka nie jest nauką dobrą, ani złą. Bomba a to mowa nie zrobiła z fizyki nuklearnej nauki złej, an i m edycyna praktyczna n ie izrobi z biologii nauki dobrej. Stosowalność nauk, ich społeczny czy aspołeczny kierunek n a daje człowiek, nie zawsze dla dobra czło
wieka, nie zawsze niezależnie od rasy, reh - gii, czy politycznej opinii. Czy nauce należy wyznaczać granice, czy pozostawić jej roz
wój samej sobie? W ydaje się, że postęp nauki będzie zależał od jej wolności, od wolności naukowców, od swobody w ym iany m yśli i wiedzy. Kto pracuje n a d człowie
kiem, skoro zdawałoby się, że n auka p ra cuje dla człowieka, lub przeciw niem u? Czy powołani są do tego socjologowie, historycy, psychologowie i psychiatrzy? Te p y tan ia n a suw ają się dziś każdem u uczonemu. «Nauka i życie w świecie», «N auka i cywilizacja*,
«Etyka naukowa» to tylko niektóre z rozwa - żań jednego tylko z współczesnych kongre
sów naukowych, n ad drogami, jakim i pójść pow inna współczesna nauka.
Te m oralizatorskie refleksje mogą się w y
dać cynicznie m yślącem u homo sapiens n a iwne, skoro dotychczasowe doświadczenia nie mogą nas napełnić otuchą i opty
mizmem. Musimy porzucić ten sposób m y
ślenia, jeśli chcemy uniknąć zagłady w raź z cywilizacją. Patrzym y z trw ogą w p rzy szłość. Strach nie doprowadzi nas jedn ak do rozw iązania spiętrzonych trudności, jeśii rozwój m oralny człowieka nie będzie się do
konyw ał równolegle z jego rozw ojem m a
terialnym .
A. S O Ł T Ą N 1)
CO TO JE S T E N E R G IA A TO M O W A ? W iele ju ż pow iedziano i napisano o tzw.
broni atomowej. N atom iast dużo m niej zaj - icow ano się w yjaśnieniem istoty nowego źródła energii jak im stała się od niedaw na energia atom ow a oraz om ówieniem jej za
stosowań w czasie pokoju. Stanowić to bę
dzie przedm iot niniejszego artykułu, przy czym główny nacisk położymy n a w y jaśn ie
nie, n a czym w ogóle energia atom owa po
lega.
A więc przede w szystkim trzeba sobie zdać sprawę, że ściśle mówiąc, słow a «ener- gia atom owa* m a ją znaczenie obszerniejsze niż to, które im w języku potocznym obe
cnie przypisujem y. E n ergia atom owa z n i czy bowiem dosłownie: energia, zaw arta w atomie. Otóż od w ielu ju ż lat u m ie ją lu dzie nie tylko w ykorzystyw ać w niektórych w ypadkach energię zaw artą w atom ach, lecz co więcej, .zagadnienia z tym zw iązane są teoretycznie dość dobrze opanow ane. Zilu strujem y to przykładem . Atom w ęgla i atom tlenu, znajd u jące się w znacznej odległości od siebie, po siad ają w iększy zapas energii niż te sam e dwa atom y połączone wr czą
steczkę tlenku węgla. Połączenie ich, które następuje przy sp alaniu węgla, m usi więc być zw iązane z w ydzieleniem pew nej ilości energii: jeśli sp alan iu ulegnie większa ilość atom ów węgla, n a d m ia r energii o d n ajd zie
my w postaci w ydzielanego ciepła. Nie b y łoby błędem powiedzieć, że uzyskane ciepło pow stało z energii atom owej węgla i tlenu.
Podobnie, atom np. rtęci, uderzony pracz szybko p oruszającą się cząstkę, może pobrać część jej energii kinetycznej, przez co w e
w nętrzny jego zapas energii zostanie zw ięk
szony, ząś n adw yżka ta będzie w następstw ie oddana otoczeniu w postaci prom ieniow ania w idzialnego lub niew idzialnego. Przez p e
w ien czas atom rtęci posiadał zatem więcej energii niż n orm alny atom tego p ierw iastka;
*) A u to r b y ł, ja k o je d e n z n ie lic z n y c h fizy k ó w , o b ecn y p o d c z a s d o św ia d c z e ń z b o m b ą ato m o w ą na B ikini.
i tu znów m ożnaby powiedzieć, że była t>.“
energia atomowa.
To co obecnie rozum iem y pod powyższym term inem m a jednak znaczenie węższe; jest to energia, która jest zaw arta nie w całym atomie, lecz w jego m ałej, za to bardzo istotnej części: w jądrze atomowym.
1. JADRO ATOMU
Nie m a tu m iejsca n a krótki naw et prze
gląd metod, które doprowadziły do pozna
nia podstaw owych cech jądra. M usimy się ograniczyć do pobieżnego przypom nienia tych cech atom u i jego jądra, n a które bę
dziemy się m usieli powoływać w dalszym ciągu artykułu.
Ja k wiadom o ładunki elektryczne nie są podzielne nieograniczenie. N ajm niejszy, n ie podzielny ju ż ładunek nazyw am y ład u n kiem elem entarnym ; wartość jego wynosi 1,6.10—19 coulombów. Istnieje duża różnica m iędzy n a tu rą elektryczności dodatniej i ujem nej, różnica która przez wiele wie ków nie w ydaw ała się istotną. Polega ona n a tym, że ładunki elem entarne ujem ne, zwane elektronam i ujem nym i, m ogą w ystę
pować niezależnie od m aterii i przez to m oż
naby je nazwać elektrycznością czystą; zaś ładunkiem elem entarnym elektryczności do
datniej są bądź elektrony dodatnie, analo
giczne do ujem nych, bądź jeden ze składni
ków właściwej m aterii, proton, czyli jądro najlżejszego atom u — wodoru. Ponieważ elektron dodatni, przez połączenie z u jem nym , ulega andhilacji, zaś tych ostatnich jest znacznie więcej, przeto obserwować go m ożna w przypadkach raczej w yjątkow ych.
Elektryczność dodatnia stanow i więc w pew nym sensie jeden ze składników m aterii.
Oba elektrony są to cząstki bardzo lekkie, m asa ich wynosi 1/1840 m asy protonu.
Jąd ro atom u, które zn ajd uje się w jego środku jest naład o w aną dodatnio cząstką niezm iernie m ałych rozm iarów naw et w po
ró w nan iu z rozm iaram i atom owym i; śred
W S Z E C H Ś W I A T 197 nica jego nie przekracza 1/10000 średnicy
atom u; posiada ono mimo to m asę znaczną, rów ną praw ie całej masie atomu, albowiem w skład tego ostatniego wchodzą obok j ą dra jedynie lekkie otaczające je elektrony.
W atom ie niezjonizowanym , czyli elektrycz
nie obojętnym,, ładunek dodatni jądra, który oznaczamy Ze, gdzie e jest ładunkiem ele
m entarnym dodatnim a Z liczbą całkowitą dodatnią, jest oczywiście równy, lecz po
siada znak przeciwny niż ładunek — Ze otaczających jądro elektronów. Liczbę Z w yrażającą z jednej strony ładunek jąd ra
nym i różnym i symbolami chemicznymi, tj. , posiadającym i różne Z. Natom iast różnice te są praw ie niedostrzegalne dla atomów, m ających to samo Z, oznaczonych więc tym sam ym symbolem chemicznym, lecz posia
dającym różne masy. Jak wiadomo, więk
szość pierwiastków jest m ieszaniną atomów o różnych m asach, które w skali jednostek ciężaru atomowego w yrażają się w przybli
żeniu liczbami całkowitymi. Atomy o róż
nych masach, tworzące dany pierwiastek, nazywamy jego izotopami. Istnienie izoto
pów znane już jest dawno, natom iast roz-
Ryc. 1. Zakłady fabryczne w Oak Ridge Tenn., w ydzielające z uranu naturalnego jego izotop o ciężarze atom ow ym 235.
atom u w jednostkach e, z drugiej — liczbę elektronów w atomie, nazyw am y jego liczbą atomową.
J e s t o n a r ó w n a k o l e j n e m u n u m e r o w i p i e r w i a s t k a w u k ł a d z i e p e r i o d y c z n y m M e n d e l e j e w a .
W łasności chemiczne atomu, jego em isja i absorbcja (jeśli chodzi o prom ieniow anie widzlialne, podczerwone, nadfiolkowe oraz roentgenowskie) zależą niem al jedynie od liczby elektronów ątom u Z, tj. od ładunku jąd ra, nie zaś od jego masy. W związku z tym w ybitne różnice chemiczne i optyczne w ystępują między pierw iastkam i oznaczo-
dzielenie izotopów jednego pierw iastka, w siziczególności jeśli chodzi o większe ich ilości, nastręcza poważne trudności tech
niczne i na większą skalę zostało dokonane dopiero podczas drugiej wielkiej wojny.
O ile dla chem ika lub optyka izotopy je d
nego pierw iastka są praw ie identyczne,
o tyle z punktu w idzenia budowy ją d ra sta
now ią one układy zupełnie odm ienne. J ą
der atom owych różnych jest zatem znacznie
więcej niż pierw iastków li konieczne jest
wprowadzenie specjalnych oznaczeń dla j ą
der, by to zróżnicowanie uwzględnić. Jądro
atomowe pierw iastka, którego symbol che-
m iczny jest — Q, liczba atom owa — Z, cię
żar atom owy zaokrąglony do najbliższej liczby całkow itej — A, oznaczać będziemy:
przy czym w wielu w ypadkach symbol ten będziem y traktow ać po prostu jak o m asę odpowiedniego jąd ra, w yrażoną w takich lub innych jednostkach.
A teraz w yjaśn im y dlaczego energia, która w ystępuje w b ilansach energetycznych prze
m ia n jądrow ych (cizyli to co .w ła śn ie n azy w am y energią atom ow ą) dopiero niedaw no stała się przedm iotem b a d a ń i prób zasto
sow ań praktycznych w odróżnieniu od po
zostałej energii, zaw artej w atom ie, którą jest np. energia chem iczna lub tp. Powody po tem u są dw a: jeden to m ałe rozm iary jąd ra, które rzecz pro sta u tru d n ia ją jego b a dania; drugi — to olbrzym ie energie, które w chodzą w grę przy przem ianach ją d ro w ych d które w w ielu w ypadkach p rzek ra
czają setki m ilionów razy energie uw alniane lub pochłaniane w reakcjach chemicznych.
B adania eksperym entalne ją d ra atomowego w ym agały p rzede w szystkim opracow ania nowych metod, któreby zapew niły możność stosow ania tych w ielkich energii; zostało to
• osiągnięte dopiero w ciągu ostatniego p ię t
nastolecia.
Chociaż energie, o których będziemy m ó
w ić są znaczne, jednakże w zastosow aniu do zjaw isk elem entarnych, m ierzone w zw y
kłych jednostkach pracy fizyki m akroskopo
wej, ja k erg, joule, k alo ria itp., będą się w y
rażać liczbam i bardzo m ałym i podobnie jak m asa atom u podaw ana w gram ach. W obec tego do zjaw isk atom ow ych lepiej stosować jednostki m niejsze, m ianow icie elektrono- wolty, które oznaczać będziem y eV i które definiujem y jako pracę, w ykonaną pnzez pole elektryczne przy przeniesieniu ładunku elem entarnego wzdłuż spadku potencjału 1 volta. 1 eV = 1,6 . 1 0 -12 erga.
P osiadam y obecnie ju ż dość pew ne dane tyczące składników ją d ra atomowego; skład n ik am i tym i są: ju ż ra z w ym ieniony pro ton, obdarzony elem entarnym ładunkiem dodatnim i posiadający ciężar atom owy
m ało różny od jedności, oraz cząstka po
zbaw iona ładunku, o ciężarze atomowym zbliżonym do jedności. Jest n ią neutron, w ykryty w 1931 roku. Jeśli zastosujem y do niego symbolikę tak ą ja k do jąd e r atom o
wych i um ów im y się, że «chemicznym»
synlbolem neutronu jest litera n, wówczas neutron oznaczać m usim y ón. Ją d ra o licz
bie atom owej Z i ciężarze atom owym A (za
okrąglonym do najbliższej liczby całkow i
tej) m usi oczywiście posiadać Z protonów, które m u n a d a ją ładunek Ze; resztę skład
ników ją d ra stanow ią neutrony w ilości A —Z.
2. ZASADA ZACHOWANIA ŁADUNKU I ZASADA ZACHOWANIA ENERGII Te dwie zasady dobrze znane z fizyki m a- krosokopowej w ydają się dotychczas dokła
dnie spełnione rów nież w elem entarnych układach jakim i są ją d ra atomowe. Sfor
m ułu jm y je tu ta j zaczynając od zasady z a chow ania ładunku elektrycznego.
Z m iana (tj. przyrost lub ubytek) całko
witego ładu nk u zawartego w pew nej obję
tości (rozum iem y pod tym sum ę «alge
braiczną® ładunków z uw zględnieniem obu znaków) rów na jest ładunkow i, który prze
p łynął przez powierzchnię ograniczającą tę objętość (tj. w płynął do w nętrza lub w y
p łyn ął n a zewnątrz). W przypadku gdy przepływ nie istnieje, ładunek nie ulega zm ianie, stąd nazw a postulatu: zasada za
chow ania ładunku. Możnaby ją wyrazić inaczej: jeśli elektryczność zostaje w jakim ś obsizarze wytworzona, to zawsze zjaw ia się o na w postaci dwóch ładunków rów nych lecz przeciwnego znaku. T ak przyzw ycza
jen i jesteśm y do tej zasady, że w ydaje się ona niem al oczywista i dalszych w yjaśnień nie wym aga.
Z asada zachow ania energii może być sfor m ułow ana w sposób następujący: zasób energii u k ładu odosobnionego jest w ielko
ścią niezależną od przem ian, które w tym układzie n astępu ją. Może ona ulec zm ianie tylko wtedy, gdy układ* przestanie być odo
sobniony i gdy m u energia będzie z ze
w nątrz dostarczona lub przezeń n a zew nątrz
oddana.
W S Z E C H Ś W I A T 199 W przypadku przem ian jądrow ych ko
nieczna jest następująca uwaga. Energie, o których będziemy mówić, są bardzo duże, dynam ika newtonowska izaś jest tylko p rzy bliżeniem słusznym dla energii dostatecz
nie małych, m usim y tu więc stosować dy
nam ikę relaktyw istyczną, ważną dla wszel
kich energii.
Prow adzi ona do postulatu równoważno
ści m asy i energii wyrażonego wzorem E in steina
E = mc2,
gdzie E jest całkow itą energią układu, m — jego m asą, zaś c — współczynnikiem pro-
3. WARUNKI RÓWNOWAGI JĄDRA ATOMOWEGO
Dobrze wiemy, że anaozna większość istniejących w przyrodzie atomów, a zatem i ich jąder, pozostaje w stanie niezm iennym od m iliardów lat. T a trw ałość jąd e r m usi być zw iązana z faktem, że czynniki zew
nętrzne na nie oddziaływ ujące są zbyt słabe by wyprowadzić ją d ra ze stanu równowagi, w którym się znajdują. Stanowi równowagi, jak zawsze, odpowiada m inim um energii.
By sobie to uprzytom nić, wyobraźmy so
bie wahadło. E nergia jego jest najm niejsza gdy się ono nie waha, tj. gdy energia kine-
Ryc. 2. Zakłady w Pasco W ash. produkujące pluton o ciężarze atom ow ym 239.
porcjonalności rów nym prędkości światła (w próżni), wynoszącym w układzie CGS 3 .1 0 '° cm/s. Znajomość m asy układu po
zwala obliczyć całkow itą energię w nim za
w artą, czego uczynić nie m ożna opierając się n a fizyce niereletywistycznej.
Równoważność m asy i energii daje moż
ność w y rażania energii w jednostkach masy i odwrotnie. I tak jednostka ciężaru atom o
wego (czyli w przybliżeniu m asa protonu lub neutronu) jest równoważna 9 ,3 .1 0S eV, m asa elektronu — 500.000 eV.
tyczna wynosi zero (u jem n a być nie może) a potencjalna również m a wartość n a j
m niejszą. Otóż właśnie w takich w arunkach (tj. gdy w ahadło jest w spoczynku) z n a j
duje się ono w równowadze.
Stan m inim alnej energii jest, w m yśl tego cośmy powiedzieli poprzednio, stanem m ini- m alnej masy. A więc ją d ro atom owe trw ałe posiada m asę mniejs<zą od m asy jakiegokol
wiek układu, któryby mógł powstać z tego ją d ra bez udziału czynników zewnętrznych.
Jeśli ten w arunek nie jest spełniony, jądro
jest nietrw ałe i nazyw am y je p ro m ien io twórczym. Pierw iastki promieniotwórcze posiadają więc ją d ra o m asie większej niż m asa układu, który może z ją d ra sam orzut
nie powstać.
Do takich przem ian należy rozdzielenie ją d ra prom ieniotwórczego n a dwie części, np. dobrze znane w yrzucenie cząstki a, b ę
dącej ja k wiadomo jąd rem atom ow ym helu o ciężarze atom ow ym 4. Masa ją d ra m usi być większa przed rozpadem od sum y m as cząstki « i powstałego po rozpadzie jądra, przy czym nadw yżka m asy od n ajd u je się w postaci energii kinetycznej produktów rozpadu.
In n ą przem ianą w ystępującą w jądrach prom ieniotw órczych byw a proces polegający n a sam orzutnej przem ianie w jąd rze p ro tonu na neutron lub odwrotnie. Zgodnie z zasadą .zachowania ład u n k u zostaje w tym procesie w ytw orzony elektron dodatni lub ujem ny, zw any najczęściej prom ieniem (3.
T u znów m asa ją d ra przed przem ianą jest większa od sum y m as nowego ją d ra i elek
tronu.
• W przypadku obu przem ian a i (3 izdarza się nieraz, że część nadw yżki energii (m asy) o której m ów iliśm y zostaje w yprom ienio- w an a na zew nątrz w postaci fal elektrom a
gnetycznych, zw anych prom ieniam i y.
Ciał prom ieniotw órczych, tj. p o sia d a ją cych ją d ra nie spełniające w arunków rów nowagi, istnieje w przyrodzie niewiele. Na drodze laboratoryjnej m ożna jed n ak w y
tw arzać ją d ra nietrw ałe: o trzym an a w ten sposób prom ieniotwórczość nazyw a się sztuczną.
4. R O ZSZC ZEPIEN IE CIĘŻKICH JĄDER Obok przem ian w ym ienionych w u stę
pie poprzednim istnieje jeszcze jed n a m ożli
wość rozpadu w przypadku ją d e r n a jc ię ż szych. Masa ich bow iem jest dość znacznie w iększa od sum y m as dwóch ją d e r o zbli
żonych do siebie liczbach atom ow ych (a więc i m asach), z których dane jądro ciężkie mogłoby być utworzone. Rozpad ten zw any rozszczepieniem rządzony jest tym i
sam ym i praw am i co inne zjaw iska prom ie
niotwórcze z tą jed nak różnicą, że możemy go w każdej chw ili wywołać wprow adzając dodatkowy neutron do ją d ra ciężkiego ato
m u, co na ogół nie przedstaw ia specjalnych trudności. Jest rzeczą niezm iernie doniosłą, że rozpadowi tqm u n a dwie w pnziybliżeniu równe' części towarzyszy em isja neutronów.
Pow staje w ten sposób możliwość podtrzy
m ania zjaw iska rozszczepiania w większej m asie pierw iastka ciężkiego dzięki tem u że w tórne neutrony służyć będą do dalszego w yw oływ ania następnych rozszczepień. W y m aga to oczywiście dostatecznej ilości ciała rozszczepialnego, by uw alniane neutrony tylko w m ałej liczbie uciekały n a zewnątrz izaś większość ich była w chłaniana przez ją d ra sąsiednie dotychczas nie rozszcze
pione.
Energia jądrow a, która się przy tym u w a l
nia w postaci energii kinetycznej produktów rozszczepienia, jest rzędu 2 . 108 eV. Mówiąc językiem fizyki m akroskopowej, wydziela się podczas tej reakcji olbrzym ia ilość cie
pła. Reakcja przebiegająca w sposób gw ał
tow ny stanow i potężny wybuch i n a tym oparta jest zasada bom by atomowej.
Należy podkreślić, że produkty rozszcze
pienia są pierw iastkam i prom ieniotw órczy
mi, w ysyłającym i prom ienie (3 i y-
Pow iedzieliśm y, że główna różnica między zwykłą przem ianą prom ieniotwórczą z je d nej i rozszczepieniem ciężkich ją d e r z d ru giej strony polega n a tym, że to ostatnie m o
żemy dowolnie wywoływać, podczas gdy na tam te dotychczas żadnego w pływ u nie m a my. W ten sposób rozszczepienie jest obe
cnie jedynym przypadkiem , w którym m o
żemy wyzyskać energię atom ową z n a jd u jąc ą się w nielicznych istniejących jądrach nietrw ałych. Nie bez znaczenia też jest fakt, że energie w ystępujące przy rozszczepieniu są w yjątkow o wielkie, naw et w porów naniu z energiam i innych przem ian jądrow ych.
I ta k np. ł g radu, który rozpadając się w y
syła cząstki a w ilości 3,7 . 1010 n a sekundę, oddaje w postaci ciepła otoczeniu energię rów now ażną z grubsza 10~8 g n a r o k ; pod
czas gdy gram ciała rozszczepialnego od
d aje energię równoważną 10—3 g i to p rak-
W S Z E C H ś W I A T 201 tycznie w c z a s i e d o w o l n i e k r ó t
k i m (rzędu m ikrosekundy w przypadku wybuchu).
5. NA JW A ŻN IEJSZE JĄDRA ROZSZCZE
PIALNE
Istnieją tylko trzy jąd ra atomowe, w któ
rych rozszczepienie może występować w po
staci reakcji łańcuchowej samorzutnie się podtrzym ującej.
Jednym z nich jest izotop u ranu 235 U, w ystępujący w zwykłym uranie w koncen
tracji 1/140. Oddzielanie izotopów jest, jak wspomnieliśmy, niezm iernie uciążliwe.
D rugim jest 239 j Pu, czyli jądro sztucznie wytwarzanego pierwiastka, plutonu, pow- stającego iz izotopu u ran u 238 U przy re-
J ^
akcjach, których tylko początkowe i koń
cowe produkty są uwidocznione po obu stro
nach poniższego rów nania 238 , , 239
92 U 4 - 0 " = 94 Pu + 2 e (e oznacza elektron ujem ny)
Bez wchodzenia w szczegóły powiemy, że reakcja prow adząca do w ytworzenia p lu tonu przebiega sam orzutnie z wydzieleniem ogromnych ilości ciepła w układach zw a
nych stosami, złożonych ze zwykłego uranu (a więc zawierającego również ten Izotop, o którym m ówiliśmy poprzednio, co jest w a
runkiem koniecznym) oraz a pewnych do
datkowych substancji ja k grafit, tzw. ciężka woda lub inne.
W reszcie trzecim jądrem jest 233 U,który można w ytw arzać w takichże stosach z toru według schem atu
W obu w ypisanych wyżej rów naniach ła two sprawdzić, że sum a ładunków, odpow ia
dających początkowemu i końcowemu sta
dium każdej reakcji, nie ulega zmianie, zgo
dnie z zasadą zachow ania ładunku. Energia
wydzielona podczas reakcji wydaje się być równa zeru, gdyż sum y m as przed reakcją i po niej są jednakow e (przy zaniedbaniu m asy elektronu jako bardzo m ałej). Tak jednak nie jest: ciężary atomowe wypisane u góry symboli chemicznych są zaokrąglone do najbliższej liczby całkowitej, w rzeczy
wistości jednak się od liczb całkowitych róż
nią. Niewielka nadw yżka m asy z lewej strony każdej równości od najduje się w po
staci wydzielonego ciepła.
6. MOŻLIWE ZASTOSOWANIA Znaczna energia cieplna pow stająca przy łańcuchowej reakcji rozszczepienia wym ie
nionych trzech jąd er atomowych może być z pewnością wyzyskana nie tylko przy w y
buchu, gdy proces odbywa się gwałtownie, lecz również drogą procesu powolnego od
powiednio uregulowanego. Znajdujem y Lu więc możność m agazynow ania znacznych energii w stosunkowo m ałych m asach: 1 kg plutonu ulegający rozszczepieniu daje tyle ciepła ile spalenie przeszło 10.000 tonn wę
gla. W przypadkach gdy specjalnie zależy n a tym, by zapas paliw a był możliwie lekki, znaleźć może zastosowanie jedna z trzech wym ienionych substancji. Jako przykład za
cytujm y statki transoceaniczne, które do
tychczas, w yruszając w drogę m uszą być zawsze silnie obciążone znacznym zapasem m azutu lub innego paliw a; albo jeszcze bardziej — przyszłe rakiety m iędzyplane
tarne, których lekkość jest specjalnie ważna.
Pewne zastrzeżenie należy tu jednak uczy
nić: podczas przebiegu rozszczepienia w y
syłane neutrony i prom ienie y w ym agają specjalnych osłon, zabezpieczających ob sługę. Osłony te m uszą być grube i ciężkie przez co dodatkowo obciążają całe urządze
nie. Wresizcie zwróćmy uwagę na to, że koszt 1 kalorii wytworzonej na drodze wykorzy
stania rozszczepienia jąd e r atom owych jest, przynajm niej dotąd, znacznie wyższy od kosztu takiejże ilości ciepła, powstałego przy spalaniu np. węgla.
Innym źródłem energii cieplnej są stosy, o których w spom inaliśm y w ustępie po
przednim. Produkują one ciała rozszcze
pialne i, n iejako w postaci produktu ubocz
nego, dostarczają nam ciepła. Techniczne próby jego w ykorzystania n a większą skalę już się rozpoczęły.
Innego typu zastosowanie znajdzie roz
szczepienie przez wykorzystanie produktów pnzy nim pow stających, które ja k m ów i
liśm y są ciałam i prom ieniotwórczym i d a
jącym i prom ienie (3 i y. Niektóre z tych ciał m ożna w ytw arzać w stosach w ilościach sięgających kilogram ów ; są one przew ażnie znacznie aktyw niejsze niż rad i w iele in nych pierw iastków prom ieniotwórczych.
Otwiera to szerokie horyzonty nie tylko przed m edycyną, rozporządzającą dotych
czas kosztownymi i względnie słabym i źró
dłam i prom ieni y, lecz i przed w ielu innym i naukam i przyrodniczym i.
7. CZY ISTN IEJĄ INNE ŹRÓDŁA EN ERG II ATOMOW EJ?
Nie tylko istnieją, ale ciągle z n ich korzy
stam y: energia słoneczna pochodzi w łaśnie z reakcji jądrow ych zupełnie innego typu.
Są one zjaw iskam i wręcz przeciw nym i opi
sanem u wyżej rozszczepieniu: jeśli jakieś jąd ro jest lżejsze niż sum a m as dwóch in nych jąder, z których ono mogłoby powstać, wówczas istnieje możliwość pow stania jego przez połączenie się tych ją d e r z wydziele
niem większej lub m niejszej ilości energii
np. w postaci prom ieniow ania y, które w końcu przez absorbcję zam ienia się na ciepło. Jedną z ważniejszych reakcji takich jest przem iana której znów tylko począt
kowe i końcowe stadium uwidocznim y 4',H + 2e = jHe.
Jak widzim y, polega ona n a połączeniu się 4 protonów przy jednoczesnym zniknię
ciu 2 elektronów ujem nych przez co pow
staje cząstka «• E nergia w yprom ieniow ana wynosi 3,2. 107 eV i jest równoważna n a d wyżce masy, którą posiadają cząstki w sta nie początkowym (lewa strona rów nania) n ad m asą produktu końcowego (praw a strona).
Znaczne siły odpychania elektrycznego m iędzy jąd ram i atom owym i przeciw sta
w iają się połączeniu jąder; może ono n a stąpić wtedy, gdy energia zderzeń jąd e r jest dostatecznlie Wielka, m ówiąc inaczej: gdy tem pera tur a jest dostatecznie wysoka.
W odpowiednich tem peraturach reakcja podtrzym uje się autom atycznie aż do w y
czerpania produktów mogących dawać opi
saną syntezę.
W ydaje się prawdopodobne, że w dalszej przyszłości ludzkość potrafi wyzyskać ener
gię atomową, w ydzielaną nie tylko w z ja w isku rozszczepienia, lecz również w re akcjach, prowadzących do syntezy jąder atomowych.
A. MEDWECKA-KORNAŚ
R O Z SIE W A N IE R O ŚLIN PR ZE Z M R Ó W K I') W śród roślin, których owoce czy nasiona
rozprzestrzeniane są przez zwierzęta, dużą grupę stanow ią rośliny rozsiewane przez m rów ki, tak zwane m yrm ekochory. W y ka
zu ją one wszystkie szereg bardzo interesu
jących cech, zharm onizow anych z tym w ła
śnie sposobem rozsiew ania.
Są to rośliny zielne, rosnące przew ażnie w lasach lub zbiorow iskach ruderalnycli. Ich
J) O ro z s ie w a n iu ro ś lin p rz e z w ia tr i p ta k i p i
sałam w n u m e rz e 2, ro c z n ik a 1946 W szech św iata.
diaspory (czyli części, które odryw ają się od rośliny i służą do jej rozprzestrzeniania, jak nasiona, owoce itp.) są stosunkowo duże (2—3 m m długie) i ciężkie (5—20 m g) 2). Na powierzchni m ają zazwyczaj jasn y i miękki wyrostek, tak zwany elajosom, zbudowany z cienkościennych komórek, zaw ierających obficie tłuszcz, a niekiedy także skrobię
2) W śró d ro ś lin o in n y m sposobie ro zsiew an ia,
zw łaszcza w ia tro sie w n y c h sp o ty k a m y d ia sp o ry
z n aczn ie lżejsze (0,1—0,5 mg, w s k ra jn y c h w y p a d
k a c h zaledw ie 0,002 m g).
W S Z E C H Ś W I A T 203 i białko (rys. 1). Początkowo przypuszczano,
że elajosorn m a znaczenie odżywcze dla ro
snącego zarodka, jednak bliższe obserwacje wykazały, że jest on «przeznaczony» dla mrówek. Badacz szwedzki R. S e r n a n d e r
posypywał mrówkom wymieszane diaspory rozm aitych roślin i notował, które z nich i po jakim czasie zostawały sprzątnięte. Z a
łączona tabelka ilustruje jedno z jego licz
nych doświadczeń:
P o z o s t a ł 0 d i a s p o r
Godzina 16*8 17°o 17°* 1704 17„e 17°8 17“ 17'4 17.6
D ąb ró w k a ro zło g o w a [Ajuga reptans)
z elajo so m em 10 10 9 5 2 1 1 1 0
B odziszek k o sm a ty (G eranium m ollej
bez elajosom u 10 10 10 10 10 10 10 9 9
R esed a m a ła (R eseda P hyteu m a )
z e lajo so m em 10 8 7 5 4 3 2 1 0
Ja k widać, w tych wypadkach mrówki w ybierają diaspory z elajosomami, a na po
zbawione elajosom u nie zw racają praw ie zupełnie uwagi.
Zebrane nasiona znoszą mrówki do m ro wiska, z jad ają elajosom, a nieuszkodzone dzięki tw ardej łupinie nasiennej czy owo
cowej diaspory w raz z innym i odpadkami w yrzucają n a zewnątrz i w ten sposób roz
siew ają. Na tak zwanych śm ietnikach m ró
w e k 3) w idywano nieraz całe sterty w yrzu
conych nasion. W zdłuż ich dróg i w pobliżu m row isk rośnie zwykle dużo myrm ekocho- rów.
Ponieważ m rów ki najbardziej czynne są z w iosną i z początkiem lata, rośliny rozsie
w ane przez nie m uszą wydawać owoce b a r
dzo wcześnie. Kw itną też rzeczywiście jedne iz pierwszych, a tempo dojrzew ania owoców jest u nich nadzwyczaj szybkie. Materiałów odżywczych potrzebnych do tak intensy
wnego rozw oju dostarczają często zielone, powiększone i asym ilujące kielichy lub pod- kwiatki.
Aby diaspory mogły być zabierane przez mrówki, m uszą leżeć na ziemi lub znajdo
wać się tuż ponad nią. Toteż rośliny m y r- mekochoryczne m a ją zwykle łodygi roze
słane względnie kładące się po przekw itnię
ciu na ziemię (rys. 2). W szystkie te w łaści
wości stoją niew ątpliw ie w służbie rozprze
strzeniania przez mrówki.
3) M iejsca, gdzie m ró w k i w y rz u c a ją o d p a d k i z m ro w isk a.
Rozpatrzmy teraz kilka przykładów. Jako pierwszy posłużyć nam może przylaszczka czyli trojanek trzyłatowy (Hepatica triloba).
T a powszechnie znana, m odro kw itnąca wczesną wiosną (m arzec-kw iecień) roślina tworzy często kobierce w lasach liściastych i w zaroślach. Po przekwitnięciu, gdy płatki korony opadną, zielone działki kielicha roz
rastają się i asym ilują. Dzięki tem u owoce
Rys. 1. B u d o w a anatom ,iczna elajosom u ja sk ó ł
czego ziela (C helidoniurn m ajus). A — w idok z boku, B — p rz e k ró j p o p rz e c z n y ; w idoczne cienkościenne k o m ó rk i elajosom u (e) z k ro p e l
k a m i tłuszczu i c h ro n ią c e n asien ie gruha łu
pina (ł).
Rys. 3. Przylaszczka (Ile p a lic a triloba). A — r o ślina kw itn ąca i ow ocu jąca; w id oczn e p rzegi
nające się ku ziem i szypułki z d ojrzew ającym i ow ockam i. B — ow ocostan otoczony p ow ięk szonym asym ilującym kielichem . C — p ojedyn
czy ow ocek z elajosom em (e).
dojrzew ają bardzo szybko (m aj-czerw iec).
Są to dość duże kosm ate niełupki, których trzomeczek w ykształcony jest w postaci ela- josom u. W czasie owocowania wzniesione dotychczas szypułki p rzeg in ają się i pokła
dają na ziemi tak, że m rów ki z łatwością mogą zabierać i roznosić owoce (rys. 3).
Przebiśnieg lub śnieżyczka (G alanthus n i
lu dis), najpopularniejszy z naszych zw iastu
nów wiosny, jest również rozsiew any przez
Rys. 4. Śnieżyczka (G alanthus nivalis). A — ro ślina kwitnąca, B — oderw ana torebka z na
sionam i, C — n a sien ie z ęlajosonem ^e). B, C wg. S e r n a n d e r a .
mrówki. Owocem jest tu kulista torebka.
W czasie jej dojrzew ania cała łodyga w iot- czeje, kładzie się n a ziemi i bardzo szybko ginie. Często zielone, niedojrzałe jeszcze to
rebki leżą poodryw ane wokół rośliny m acie
rzystej. Gdy otworzą się, u w aln iają opatrzone dużym elajosom em nasiona. Równocześnie zsychają liście tak, że z początkiem lata cała roślina przepada bez śladu (rys. 4).
U niektórych roślin m rówkosiewnych ela-
Rys 2.' Śniedek baldaszkow aty (O rn ith o g a lu m u m b ella tu m ): roślina kw itnąca (A) i ow ocu
jąca (B).
W S Z E C H Ś W I A T 205 josom nie wykształca się, a rolę jego od
grywa przepojona tłuszczem zewnętrzna część łupiny nasiennej. Tak jest u rosnącego masowo w naszych lasach bukowych, zw ła
szcza karpackich, czosnku niedźwiedziego (A lliu m ursinum ) czy u występującego w zaroślach, zbożach i ogrodach śniedka ( Ornithogalum nułans i O. umbellatum, rys. 6 A).
Cechy charakterystyczne roślin mrówko- siewnych w ystępują szczególnie wyraźnie przy porów naniu ich ;z pokrewnymi gatun
kam i o in ny m sposobie rozsiewania. P rzy
kładem mogą lu być dwa gatunki naszych zawilców: pospolity myrmekochoryczny za
wilec gajowy (Anem one nemorosa) i rzad
szy od niego wiatrosiew ny zawilec leśny (A nem one silueslris) (rys. 5).
Z a w i l e c g a j o w y (mrówkosiewny) Owoc z elajosomem.
Szypułka w czasie dojrzewania owoców w dół przegięta, bardzo słabo zdrewniała, nie wydłużona.
Liście n a łodydze poniżej dojrzewającego owocostanu silnie powiększone.
K w itnienie III—V.
D ojrzew anie owoców IV—V.
Z a w i l e c l e ś n y (wiatrosiewny) Owoc bez elajosomu, pokryty długim p u chem.
Szypułka w czasie dojrzew ania owoców wzniesiona, bardzo silnie wydłużona i szty
w na dzięki zdrewnieniu.
Liście na łodydze poniżej owocostanu nie powiększone.
K w itnienie IV—VI.
Dojrzew anie owoców V II—VIII.
F lora nasza liczy dość dużo roślin m ró- wkosiewnych. Jedne z nich m ają podobnie ja k przylaszczka owoce z elajosomami, u in
nych podobnie jak u śnieżyczki elajosom w ystępuje wprost na nasieniu. Do pierwszej grupy należy m iędzy innym i: jaskier ziar- nopłon (R anunculus ficarici), pięciornik biały (Potentilla alba), milek wiosenny (Adonis uernalis), dąbrówka rozłogowa i kosmata
(A juga reptans i A. genenensis), m iodunka (Pulm onaria), żywokost (S ym p h y tu m ), j a snota (Lam ium ), gajowiec żółty (Galeobclo- lon luteum), do drugiej zaś k osina tka owło
siona (Luzula pilosa), różne gatunki złoci (Gagea), kokoryczy (Corydalis), fiołków (Viola np. Viold odorata), oszloch dwulistny (Scilla bifolia), łuskiew nik różowy (Lathraea sąuamaria), możylinek trójnerw owy (Moeh- ringia trineruia), rezeda (Reseda odorata).
'* eT j T\ :Lr>j’sl
Rys. 5. Owocostan i pojedynuczy ow ocek za
w ilca leśnego (A n e m o n e siluestris — A) i za
w ilca gajow ego (A n em o n e n em orosa — B).
W budowie diaspory u roślin m rówkosiew
ny eh panuje duża różnorodność. Niekiedy elajosom nie jest częścią nasienia lub owocu, lecz powstaje z innych organów ro
śliny jak na przykład szypułek (tak jest u leńca — Thesium ), pęclierzykowatych podkwiatków (niektóre turzyce np., Carex digitata). U pospolitej w lasach liściastych traw y perłówki zwisłej (Melica nutans) cały płony kw iatek w kiosku przekształca się w elajosom (rys. 6).
Rośliny «używają» często kilku sposobów rozsiewania równocześnie. Tak jest i u pew
nych myrmekochorów, których diaspory przenosi najpierw , w iatr (np. bław atek — Centaurea cyanus) lub w ystrzeliw uje roślina m acierzysta przy gwałtownym pękaniu owo
ców' (liczne fiołki i wilczomlecze — Euphorbia, szczyr trw ały — Mercurialis pe- rennis) a później zbierają z ziemi mrówki i przenoszą dalej.
W krajach śródziemnom orskich żyją b a r
dzo ciekawe mrówki z rodzaju Messor i po
krewne, które odżyw iają się nasionam i, ob
fitującym i w skrobię, przede wszystkim ziarnam i traw. Chociaż w spom ina o nich już w Biblii S a 1 o m o n, biologia tych m rówek była do niedaw na tajem nicą. Do
piero ostatnio poznano sposób, w ja k i prze
rab ia ją one znoszone zewsząd do m row iska
Rys. 6. T ypy diaspor m y r m e k o ch or y c z n y c h : A — śniedek zw isły (Ornithogalum nutans),
B — kosm atka ow łosion a (Luzula pilosa), C — kokorycz pusta (Corydalis cava), D — n ieza
pom inajka sk ąpok w iatow a (Myosotis sparsi- flora), E — jasnota plam ista (Lamium macu- latum), F — len ieć alpejski (Thesium alpinum),
G — turzyca górska (Carex montana), H — per- łów k a zw isła (Melica nutans), e — elajosom .
nasiona. Okazało się, że n ajp ierw «młócą»
je, w yłuskując z plew, a potem przem ieniają ich skrobię w cukier przy pomocy w ydzielin gruczołów ślinow ych (rys. 7). Cała ta skom plikow ana przeróbka potrzebna jest dlatego, że m rów ki nie m ogą pobierać pokarm u sta łego, lecz w yłącznie płynny. Z iarno ulega przy tym rzecz prosta zupełnem u zniszcze
niu. Mimo to m rów ki z rodzaju Messor od
g ryw ają kolosalną rolę w rozsiew aniu ro ślin, gdyż ogromne ilości nasion gubią w czasie transportu. Dzieje się to tak reg u larnie, że daw niej posądzano am erykańską m rówkę Pogonom yrm ex, której try b życia jest podobny do trybu życia rodzaju Messor,
• ^
iż sieje celowo w sąsiedztw ie m row isk tr a wy, których nasionam i się żywi (głównie z rodzaju Aristida). Przy bliższym zbadaniu okazało się jednak, że te rzekom e ogródki w yrastają z nasion zgubionych przez robot
nice w czasie transportu.
N atom iast w Ameryce tropikalnej, w dżungli n a d Amazonką, w ystępują zbio
row iska roślin, które w zupełności zasłu
g ują na nazwę ogrodów mrówek. Są to kule, umieszczone wysoko na drzewach (do 30 m ponad ziem ią), dochodzące do wielkości dyni, złożone z próchnicy, przetkanej p ląta n in ą korzeni i gęsto porośnięte specyficzną roślinnością (rys. 8). Spośród w ystępują
cych tu 14 gatunków roślin, które należą głównie do rodzin obrazkowatych (Araceae), anasow atych (Bromeliciceae), Gesneriaceae i kaktusow atych (Cactaceae), tylko dwa zna
leziono także w innych zbiorowiskach. Re
szta przyw iązana jest ściśle do tych w iszą
cych ogrodów, które stanow ią gniazda dwóch rodzajów m rówek: Camponotus i Azteca.
Bardzo interesujące jest zakładanie takich gniazd. Robotnice znoszą na upatrzoną ga
łąź drobne cząstki próchnicy i um ieszczają w niej przytrainsportowane równocześnie diaspory. W m iarę rozw oju m łodych rośli
nek donoszą ustaw icznie glebę, a równocze
śnie użyźniają ją swym i ekskrem entami.
Rośliny występujące w takich wiszących ogrodach m ają w porów naniu z innym i ro snącym i na drzewach, a rozsiewanym i prze-
Rys. 7. M rówki z rodzaju Messor m łócące ziarna traw (A) i żujące ich treść (B).
w ażnie przez ptaki, nasiona i owoce o wiele m niejsze i lżejsze, dostosowane do tra n
sportu przez mrówki.
M yrmekochoria jest w k rajach tropikal
nych zjaw iskiem praw dopodobnie bardzo
rozpowszechnionym, lecz wciąż jeszcze mało
W S Z E C H Ś W I A T 207
Rys. 8, O gród m ró w ek C am ponotus fe m o ra tu s z okolic Ma n a os w B razylii, złożony z Strep to - c a ly x a n g u stifo liu s (Brom eliaceae), A n th u riu m sc o lo p e n d rin u m (Araceae), P ep e ro m ia n em a to - stachija (P iperaceae), C odonanthe Uleana (Ge-
sneriaceae).
Rys. 9. K aw ałek p ęd u D ischidia R afflesiana z trz e m a liśćm i n o rm a ln y m i i jed n y m dzban-
kow atym .
zbadanym . N ajskrajniejszym jej przykła
dem jest w ystępująca na Jaw ie Dischidia Rafflesiana (Asclepiadaceae) (rys. 9). N a
siona jej oprócz elajosomu opatrzone są p u chem i w ędrują początkowo z wiatrem.
Upadłszy n a gałąź czy pień, kiełkują w pra
wdzie, lecz wkrótce potem gliną. Jedynie wtedy, gdy m ałe mrówki z gatunku Irydo- niyrm ex myrmecodiae zaciągną je do swych mrowisk w szczelinach kory, rozw ijają się normalnie. Dorosła roślina m a część liści przekształconych w dzbankowate twory, wew nątrz których m ieszkają m rówki. Dis
chidia jest więc nie tylko rośliną m yrm eko- choryczną, lecz także w ykazuje dość częste pod zw rotnikam i zjawisko tzw. m yrm eko- filii, tzn. dostarcza mrówkom m ieszkania w swych częściach wegetatywnych.
Mrówki odgryw ają więc bardzo ważną rolę w rozsiewaniu roślin. Mamy tu do czy
nienia ze zjaw iskiem współżycia z którego obie strony odnoszą korzyści: mrówki zn aj
d ują pokarm , a w zam ian za to przenoszą nasiona roślin często n a duże odległości.
Możemy przy tym wyróżnić trzy stopnie co
raz to ściślejszej zależności wzajem nej.
1) Mrówki zbierają nasiona i z ja d a ją je — rozsiewają jedynie przez przypadkowe zgu
bienie (Messor i nasiona traw ), 2) mrówki zjadają elajosom a odrzucają nasienie, które przez to nie straciło zdolności kiełkowania, 3) mrówki znoszą nasiona n a określone miejsce po to, by kiełkowały tam i rosły (ogrody m rówek tropikalnych).
L. MONNfi
<
O STRUKTURZE I FU N K CJI CYTOPLAZMY Komórka jest bryłką protoplazmy, skła
dającą się z ją d ra i cytoplaizmy. Proto
plazm a jest m aterialnym podkładem życia.
Zjaw iska życia zn ajd u ją swoje w ytłum a
czenie w procesach odbyw ających się w protoplażmie. B adania n a d cytoplazmą poczyniły znaczne postępy w ciągu lat wo
jennych i w artykule tym będą omówione niektóre aktualne zagadnienia z tego za
kresu.
Białka, kwasy nukleinowe, lipoidy, woda i niektóre substancje m ineralne są składni
kam i chemicznym i protoplazmy. Proto
plazm a nie jest bezładną m ieszaniną roz
m aitych związków chemicznych. Jest ona zorganizowanym i skom plikowanym zespo
łem niezliczonych związków chemicznych.
Protoplazm a posiada strukturę grubszą, w i
dzialną w zw yczajnym m ikroskopie i stru k turę delikatniejszą, o której inform uje nas mikroskop polaryzacyjny, elektronowy, a n a liza chemiczna i inne metody. Drobiny ga-
z ó a v
