WSZECHŚWIAT
P I S M O P R Z Y R O D N I C Z E
O RG AN P O LS K IE G O TO W ARZYSTW A P R Z YR O D N IK Ó W IM. KOPERNIKA
Z ZA SIŁK U WYDZ. NAUKI MINiST. O ŚW IA T Y
R o c z n i k 1950, Z e s z y t 1
P ISM EM MINIST. O ŚW IA T Y NR VI. OC-2734/47 Z 30. IV. 1948 Z A L E C O N O D O B IB L IO T E K N A U C Z Y C I E L S K I C H I L I C E A L N Y C H
R E D AK TO R : FR. G Ó RSKI • KOMITET REDAKCYJNY: Z. G RO DZIŃSKI, K. MAŚLANKIEWICZ, WŁ. MICHALSKI, S. SKOW RON, S. SMRECZYŃSKI
W. S Z A FE R
T R E Ś Ć Z E S Z Y T U
S t ę ś l i c k a - M y d l a r s k a W.: Małpolud}' z Aryki południowej ... str. 1 K r a u s e A.: Fermenty naturalne i fermenty nieorganiczne ... 5 Z u r z y c k i J.: Porosty wskaźnikiem higieny miasta ... 11 W a w r z y c z e k W.: Kilka słów o R. W. Bunsenie ... 15 S l a s k i J. i S ł a s k a K.: R egeneracja w ierzchołków w zrostow ych w stadium
kiełkowania jabłoni ... „ 18 G r o m a d s k a M.: Zagadnienie gatunków ^szkodliwych* i « obojętnych* . . . . „ 21 J u r k o w s k a H.: Rola molibdenu w życiu roślin ... „ 23 D ą b r o w s k a K.: Dlaczego kultury tkanek «rosną»? ... „ 26
D r o b i a z g i p r z y r o d n i c z e : „ 28
Azotobakter d owady.
Olbrzymy wśród owadów.
Ryjówka słoniowata.
Hodowla owocu in vitro.
Stosowanie przerobów ropy naftowej w sadownictwie i warzywnictwie.
P r z e g l ą d w y d a w n i c t w : „ 30
E. K. Suworow: Osnowy ichtiologii.
J. Huitey: The New Systematics.
E. C. Clayden: Practicał Section Cutting and Staining.
Na okładce: porost Peltigera canina. (Fot. J. Zurzycki).
2>
R e d a k c j a : F. Górski — Zakład fizjologii roślin U. J. Kraków, św. Jana 20 Adres Redakcji i Adm inistracji:
R e d a k c j a : F. Górski — Zakład fizjologii roślin U. J. Kraków, Telefon 221-98
A d m i n i s t r a c j a : Br. Kokoszyńska — Kraków, Podwale 1.
P I S M O P R Z Y R O D N I C Z E -
O R G A N P O L S K I E G O T - W A P R Z Y R O D N I K Ó W IM. K O P E R N I K A
Rocznik 1 950 Zes zyt 1 (1793)
W. STĘSLICKA-MYDLARSKA
MAŁPOLUDY Z AFRYKI POŁUDNIOWEJ
W bieżącym roku przypada 25-lecie n a j
donioślejszego dla paleoantropologii odkry
cia, które wypełniło dotychczas istniejącą lukę w genealogii człowieka. Odkryto bo
wiem z dawna poszukiwane «missing link», owo ogniwo pośrednie m iędzy człowiekiem i zwierzętami, stanowiące przedmiot n a m iętnych sporów w drugiej połowie XIX i na początku XX wieku. W roku 1924 prof.
Ii. A. D a r t opublikował pierwszą sen
sacyjną wiadomość o odnalezieniu w w a pieniach plioceńskich w miejscowości Taungs w Afryce południowej czaszki dzie
cięcej w ykazującej szereg zdumiewająco ludzkich cech. D a r t znalezisku swemu nadał nazwę A ustralopiihecm africanus, co oznaczać m a «małpę południową*. W inte
resującej tej czaszce doskonale izachowana jest część twarzowa wraz z dużym frag
mentem 'przyległej kości czołowej. Móz- goczaszka natom iast uległa niem al zupeł
nemu zniszczeniu, zachowało się jednakże1 zm i n era li zo wan e wnętrze puszki czaszko
wej stanowiące jej n atu raln y odlew. W for
mie Australopithecus africanus D a r t u d e
rza przede wszystkim zadziwiająco liudzki charakter mlecznego uzębienia. Siekacze i -kły m ają proporcje najw yraźniej ludzkie, poza tym trzonowce mleczne — zwłaszcza
zaś pierwszy z nich — przypom inają pod każdym względem zęby ludzkich dzieci.
Jest rzeczą szczególnie wartą podkreśle
nia, że u wszystkich młodocianych form m ałpich pierwszy m leczny ząb trzonowy posiada zaostrzony ksiztałt z jednym w y raźnym szczytem, podczas gdy u form ludz
kich ząb ten odznacza się szeroką po
wierzchnią zgryzu z czterema tępym i guz
kami n a koronie. Do roku 1924 nie znano — poza człowiekiem — an i jednego przedsta
wiciela wśród dziś żyjących jak i kopal
nych Naczelnych, któryby wykazywał ten ludzki typ rzeźby korony ma pierwszym trzonowcu mlecznym. Ponieważ uzębienie mleczne wykazuje zawsze cechy filogene
tycznie starsze, więc też jasn y staw ał się, wniosek, że nie m a bezpośredniego n a w ią zania genealogicznego między dzisiejszymi Naczelnymi a człowiekiem. Pnzodków czło
wieka należy bezwarunkowo szukać wśród form o ludzkiej rzeźbie pierwszego mlecz
nego trzonowca. Przez długi czas forma
taka stanow iła hipotetyczne tylko ogniwo
łączące człowieka z form am i kopalnych
m ałp człekokształtnych i dopiero w 1924 ro
ku hipoteza oblekła się w realny kształt
stając się naukowo poznanym faktem.
W S Z E C H Ś W I A T
W dwanaście lat po odkryciu pierwszego młodocianego przedstaw iciela grupy Austra- lopithecinae paleontolog am erykański B r o o m dokonał dalszych praw dziw ie re w elacyjnych znalezisk. W roku 1936 zasły
nął T ransw al jako m iejsce odkryć form kopalnych łączących się ściśle as czaszką Australopilhecus africanus D a r t . W m iej
scowości Sterkfontein koło Krugersdorp od
kry ł m ianow icie B r o o m niezm iernie cie
kaw ą formę, której n ad ał wym owną nazwę rodzajową Ples.ianthropus (niem al czło
wiek), tak dalece bowiem (uderzyły go za
dziw iająco ludzkie cechy u tej tajem niczej istoty. Na krótko przed wybuchem drugiej w ojny światowej, bo w roku 1938, o d n a lazł następnie w odległej o kilka kilom e
trów od Sterkfontein miejscowości Krom- draai drugą nie m niej interesującą formę nazw aną przez niego również znacząco Pa- ranthropus («obok człowTieka»). Jak k o lw iek ' B r o o m uznał, żc różnice występujące m iędzy znalezionymi w Taungs, Sterkfon- tein i K rom draai form am i są w ystarczaj ące, by uspraw iedliw ić nadanie im odrębnych nazw rodzajowych, to przecież n ie ulega wątpliwości, że stanow ią one w raz ,z od
k rytym przez: D a r t a dzieckiem Austra- lopithecm africanus jeden zw arty krąg fonm, w ykazujących w zajem ne ścisłe pow i
now actw a i n aw iązania.' Dla tego kręgu form zaproponował G r e g o r y nazwę A u - slralopithecinae wydzielając je izatem w sy
stem atyce Naczelnych w oddzielną now ą podrodzinę. W związku iz tym w yłoniła się dyskusja, czy podrodzinę Australopitheci- nae um ieścić w obrębie rodziny Człowieko- w atych (Hominiclae), czy też raczej w obrę
bie wielkich m ałp człekokształtnych (A n - Ihropoidae). Szczegółowa analiza anato m i- ozno-porównawcza szeregu cech tych inte
resujących istot zdaje się jednak przeważać szalę n a korzyść tej pierwszej ew entualno
ści, przeto też większość paleoantropologów w łącza afrykańskie znaleziska do rodziny Hominidae.
M ateriał kostny dotyczący podrodziny Ausłralopithecinae zebrany w ciągu dwm- dziestopięciolecia od roku 1924 do ro k u 1949 obejm uje dziś szczątki 21 osobnikówr. Szcze
gółowe zestawienie przedstaw ia się nastę
pująco:
Rodzaj Australopithecus 3 osobników Plesianthropus 13
Paranthropus 5 „
Razem 21 osobników M ateriał ten jest istotnie dość obfity i po
zwala już teraz w zupełnie wystarczający sposób zorientować się w szczegółach b u dowy anatom icznej tych nad w yraz inte
resujących istot, które żyły w górnym plio- cenie w południow ej Afryce. Co więcej, n a leży żywić nadzieję, że najbliższa przy
szłość przyniesie nowe znaleziska, gdyż pro wadzi się tam na w ielką skalę zakrojone prace wykopaliskowe i stale mnożą się w ie
ści o dalszych zdobyczach.
Jeśli chodzi o dokładne datow anie geo
logiczne i ustalenie wieku dokonywanych znalezisk, to wedkiig opinii B r o o m a , w y
powiedzianej ostatnio w styczniu br. for
m y kręgu Ausłralopithecinae należy odnieść bezw aru nk owo do pliocenu. Rodzaj Ple
sianthropus odkryty w Sterkfontein należy przy tym um ieścić w naj górniej szym plio- cenie,podczas gdy znaleziony przez D a r t a m łodociany Australopithecus z Taungs we
dług wszelkiego praw dopodobieństw a jest znacznie starszy i pochodzi być może n a w et ze środkowego pliocenu. Rodzaj Pa- ranlhropus zn ajd u je się m niej więcej w środku m iędzy tym i dwiema formami.
W yjaśnić tu należy, że B r o o m podaje te dane jedynie n a podstaw ie analizy p a leontologicznej. Geologowie do tej pory nie wypowiedzieli się w tej sprawie.
W m ateriale dotyczącym Australopithe- cinae posiadam y szczątki osobników róż
nego wieku. Rodzaj Plesianthropus rep re
zentow any jest przez jedną czaszkę niem al kom pletną oraz przez fragm enty innych czaszek, dzięki czemu możemy się zorien
tować dość szczegółowo zarówno w budo
wie części twarzowej jak i części mózgo
wej czaszki. Ponadto znaleziono uszkodzoną kość udową i jed n ą z kości nadgarstka.
Z ro dzaju Paranthropus znamy m niejszą
ilość czaszek zachowanych dość fragm enta-
W S Z E C H Ś W I A T 3
rycznie, ale — co jest niezm iernie ważne — odkryto w K rom draai dobrze zachowaną kość skokową oraz ułam ki kości ram ienio
wej i łokciowej. Znaleziska te pozwalają wnioskować o budow ie kończyn tych a fry kańskich form.
W budowie czaszki u przedstawicieli A u- stralopithecinae uderza szereg cech n ajzu -
✓ pełniej ludzkich, które zbliżają te istoty do człowieka. Budowa okolicy nadoczodołowej stoi n a pograniem między wałem nadoczo- dołowym pleistoceńsikich form Hominidae (Pithecanthropus i Homo neanderlalensis) i bardzo silnie rozw iniętym lukiem mad- brwiowym dzisiejszego człowieka. Z faktu tego w ynika wniosek, że widocznie wytw o
rzenie się wałów nadoczodołowych było spe
cjalizacją późniejszą, która rozwinęła się u form wiodących do współczesnego czło
wieka stosunkowo niedawno, gdyż dopiero z początkiem pleistocenu.
B r o o m a za n im także wielu innych anatom ów i paleontologów ja k np. G r e - g o r y i L e G r o s C l a r k wykryli sze
reg ludzkich cech morfologicznych w b u dowie izębów tych form. Zarówno kształt jak i proporcje zębów są ludzkie, kieł nie sterczy ponad linię zgryzu, układ luku zę
bowego tworzy wydłużoną parabolę.
Otwór potyliczny wielki u Ausłralopithe
cinae umieszczony byl ja k u człowieka u spodu czaszki i um ięśnienie karkowe było w związku z tym o wiele słabiej rozw i
nięte aniżeli m jakiejkolw iek znanej w iel
kiej m ałpy człekokształtnej. U dorosłych goryli i szympansów, a także u azjatyckie
go orangutana, potężnie rozw inięte linie karkowe znaczące przyczepy mięśni tw orzą wysoko sterczące grzebienie kostne, które nad ają zwłaszcza czaszkom samców szcze
gólnie charakterystyczny wygląd. Niczego podobnego nie stw ierdzam y u Auslralopi- thecinae. Linie karkowe tworzą u nich wprawdzie wał potyliczny, jego rozm iary jednakże m ożna porównać z analogicznymi utworam i w ystępującym i na kopalnych — a naw et i niektórych współczesnych czaszkach ludzkich. U żadnego przedstaw i
ciela podrodziny Ausłralopithecinae n ie , występuje także znany u antropoidów grze
bień strzałkowy, naw et lin ie skroniowe nie w ykazują zbyt w yrazistej rzeźby. Słabszy rozwój um ięśnienia żuchwy był zapewne związany ze słabym rozwojem siekaczy i kłów, miimo że żuchwa jako taka była stosunkowo bardzo masywna.
Niezmiernie interesujące jest stwierdze
nie, że szwy n a czaszce u form Ausłralo
pithecinae zrastały się bardzo późno. Z a
m ykanie się szwów jest związane z rozwo
jem osobniczym. U dzisiejsizych m ałp człe
kokształtnych w trakcie w yrzynania się drugiego ostatecznego zęba trzonowego szwy są już zamknięte; z tym zjaw iskiem wiąże się wczesne dojrzewanie tych zwierząt — tymczasem u form Ausłralopithecinae n a wet osobnicy z trzecim zębem trzonowym w ykazują jeszcze niezam knięłe szwy na czaszce. U Ausłralopithecinae należy więc przyjąć stosunkowo bardzo długi okres w zrastania i rozwoju, co zbliża te istoty do człowieka, Także stopień starcia kolejnych zębów trzonowych u dorosłych okazów A u słralopithecinae potwierdza poprzednie wnioskowanie. Pierw szy trzonowiec w yka
zuje bardzo duże zużycie i zazwyczaj szkli
wo na nim jest już zupełnie starte, drugi ząb kolejny zawsze jest znacznie m niej zużyty, podczas gdy ostatni stosunkowo n a j mniej. Tak wielkie różnice występujące w stopniu zużycia poszczególnych trzonow ców świadczą o tym, że m usiały istnieć długie przerwy w pojawianiu! się tych zę
bów. U żadnego innego przedstaw iciela rzędu Naczelnych, a więc an i u m ałpiatek ani u m ałp nie stwierdzono nigdy takiego zjawiska, jedynie człowiek odznacza się ta kimi cechami. Z tego zjaw iska można w nio
skować, że okres dziecięctwa trw ał u tych istot w przybliżeniu tak długo jak u współ
czesnego człowieka, czyli bez porównania dłużej aniżeli u dzisiejszych m ałp człeko
kształtnych.
W ażnym szczegółem, który rzuca n ie zmiernie interesujące światło n a zagadnie
nie Ausłralopithecinae, jest odkrycie ska
m ieniałych w nętrz czaszek, stanowiących wierny odlew m asy mózgowia. Stwierdzono na tej podstawie, że stopień skomplikowa
nia zwojów mózgowych był znacznie w ię
4 W S Z E C H Ś W I A T
kszy u Am tralópithecinae aniżeli u ja k ie j
kolwiek m ałpy człekokształtnej dziś nam znanej. Poza tym sarno ukształtow anie zwo
jów mózgowych, układ bruzd, rzeźba po
wierzchni półkul mózgowych i szereg in nych cech zbliża form y te raczej do czło
wieka nie w ykazując naw iązań do antro - poidów. Sam a pojem ność czaszki tych istot była jednakże w bezwzględnych cyfrach raczej niewielka. Szczegółowe zestawienie daje poniższa tabelka:
chodu i biegu w postawie dwunożnej. Kość skokowa na tom' :st pozwala wnioskować, że paluch stopy mógł być do pewnego stopnia rozstawny, jednakże nie był to w żadnym wypadku paluch chwytny, tak ja k to w ystępuje u wszystkich m ałp człe
kokształtnych. Paluch tych istot mógł być ściśle przysuw any w jednej linii do r e szty palców, stąd też stopa ich była uży
w ana ja k u człowieka do funkcji m arszo
wych i podporowych. Drogą pryw atnej ko-
Australopithecus africanus (form a dorosła) ok. 600 cm 3 Plesianthropus tra n su a a le n sis... 435 cm 3 Paranthropus r o b u s t u s ... 650 cm 3 Pan tr o g lo d y te s ... 325—500 cm 8 Gorilla g o r i l l a ... 415—655 cm :' Sim ia s a t y r u s ... ok. 450 cm n N ajm niejsza pojemność dotąd znana u form
człowiekowatych (Pithecanlhropus I I) 775 cm 3 Średnia pojemność człowieka dzisiejszego . 1300—1500 cm 3
Podkreślić tutaj należy, że zazwyczaj po
jem ność czaszki jest cokolwiek niższa u osobników płci żeńskiej, co stoi w izwiąz- ku z drobniejszą budow ą ich ciała i słab
szym um ięśnieniem .
Jak w ynika z powyżej podanego zesta
wienia pojemność czaszki istot z kręgu Ausłralopithecinae n a ogół osiągała górną granicę stw ierdzoną u dorosłych męskich gosrylf. Poniew aż jednak na podstaw ie a n a lizy kończyn długich stwierdzono, że for
m y te były drobne, smukłe, niewielkie (wzrost około 130 cm) i stosunkowo lek
kie, przeto więc stosunek ciężaru mózgu do ciężaru ciała m usiał być u n ich k orzystniej
szy aniżeli u dzisiejszych antropoidów.
Analiza anatom iczno-porów naw cza kości długich szkieletu tych niezm iernie intere
sujących istot plioceńskich doprowadziła do bardzo ważnych stwierdzeń. Szczegóły b u dowy kości udowej oraz kości skokowej do
wodzą, że m ałpolud afrykański był istotą dwunożną, poruszającą się w w yprostow a
nej postawie. Kość udow a była m echani
cznie przystosowana do stania, marszu.
respondencji z odkrywcą tych form, B r o o- m e m , otrzym ałam dalsze wiadomości po
tw ierdzające najzupełniej to ujęcie. W sty
czniu 1949 roku odkryto bowiem kości m ie
dnicy o cechach najzupełniej ludzkich świadczących o pionizacji ciała i dwunoż
nym chodzie tych istot.
Z b a d ań przeprow adzanych nad szcząt
kam i kończyn górnych wynika, że ruchy palców rą k były cokolwiek m niej swobo
dne aniżeli współczesnego Europejczyka, ale bezwarunkow o swobodniejsze aniżeli u j a kiejkolw iek dzisiejszej m ałpy człekokształt
nej. Budowa zaś kości ram ieniowej i łok
ciowej oraz ukształtow anie staw u łokcio
wego dowodzi, że przedstaw iciele podro
dziny Ausłralopithecinae nie używali ra m ion i rąk do celów lokomocji nadrzewnej.
Okoliczności towarzyszące znaleziskom
tych form dostarczaj ą ze swej strony d o
wodów n a to, że Ausłralopithecinae były
m ieszkańcam i stepów, chroniącym i się je
dnakże chętnie w jaskiniach. Były to więc
jedyne — poza człowiekiem kopalnym
dotąd znane form y jaskiniow e wśród Na-
W S Z E C H Ś W I A T o
Rysunek został wykonany na podstawie odręcz
nego szkicu nadesłanego drogą prywatnej ko- resipondenfcji przez R o b e r t a B r o o m a, U w i
docznione są na nim kąty i punkty zastosowane do analizy stanowiska systematycznego form
czelnych. Z tego względu Linneuszowska nazwa gatunkow a nad an a antropoidom,
a mianowicie Homo troglodytes, zdaje się w całej pełni przysługiwać tym a fry k ań skim formom, gdyż charakteryzuje je le
piej aniżeli nazwa małjp południowych, p ro ponowana przez D a r t a i G r e g o r y ’ego.
Korzystając z łaskawie przesłanego mi przez R. B r o o m a odręcznego szkicu przedstaw iającego przekrój strzałkowy cza
szki formy Plesianthropus z zaznaczonymi punktam i kraniom etrycznym i, wykonałam szereg pomiarów, które podaję poniżej z tym jednakże zastrzeżeniem, że są to dane przy
bliżone.
Zastosowałam przede wszystkim m iary kątowe, które u jm u ją architektonikę kości czołowej i kości potylicznej a poza tym wskaźniki położenia bregm y oraz n a jw ię kszej wysokości czaszki u jęte jako rzuty tych punktów w ątosunku do długości cza
szki (G—I n a załączonym rysunku). Uzy
skane cyfry są niezm iernie interesujące i dowodzą ścisłego naw iązania form A a - siralopithecinae z rodziną Homirndae. P o niższe zestawienie ilustruje te fakty:
I II III IV V VI
Kąt profilo
wy czoła XGi
Kąt bre
gmy BGI
Kąt wypu
kłości kości czołowei
NXB
Kąt lambdy LIG
Wskaźnik wysokości
kaloty
Wskaźnik położenia
bregmy
i Plesianthropus
66 51 146 63 54 40Pithecanthropus
53 38 146 63 34 44Neandertalczyk
i (średnio) 61 47 142 67 42 36
1 Homo sapiens di-
; luuialis (średnio)
78 55 133 76 50 35Homo sapiens re-
| cens
(średnio) 81 61 132 97 60 33Dla w yjaśnienia dodaję, że cechy I, II, III i VI obrazują budowę i układ kości czołowej, podczas gdy cechy IV i V poza ukształtowaniem okolicy potylicznej w ska
zują także na przyczepy m ięśni karkowych, od których uzależnione jest położenie inio- nu. Z tych sześciu cech można przeto wnioskować o obydwóch kierunkach spe
cjalizacyjnych, którym i odznacza się czło
wiek, a m ianowicie o rozwoju mózgu
i o wyprostowanej postawie. Z powyższego
zestawienia wynika, że formy kręgu A u -
stralopithecinae najzupełniej mieszczą się
w obrębie form ludzkich, przeto włączenie
ich do rodziny Hominidae w ydaje się
w pełni uzasadniono.
Niewiadomo właściwie jak te formy n a zwać popularnie w języku polskim . Nie były fo bowiem ni m ałpy ni Ludzie, ale raczej coś pośredniego, trudnego do n azw a
nia. N ajlepiej określałaby je właściwie n a zwa m a ł p o l u d ó w . Tymczasem okre
ślenie to utarło się ju ż w stosunku do plei- stoceńskiego kręgu Pilhccanthropus. Zw a
żywszy jednak, że Pithecanthropus był isto
ta niew ątpliw ie ju ż ludzką, posiadającą so
bie właściwą kulturę, przystoi m u raczej nazwa p r a c z ł o w i e k a , podczas gdy polską nazwę m a ł p o l u d ó w przenieść można słuszniej' na owe tajem nicze formy plioceńskie z Afryki południowej.
T rudno dziś wyrokować o poziomie in teligencji tych naszych plioceńskich p rzod
ków. Posiadam y jednakże szereg pośrednich dowodów stw ierdzających ponad wszelką wątpliwość, że w tych prym ityw nych czasz
kach zaczynała kiełkować myśl. W iem y np., że istoty te polowały żywiąc się w i
docznie mięsem złowionej zwierzyny. Z tego wynika, że m usiały posiadać coś na kształt broni, bodaj kam ienie służące jako poci
ski, oraz że izinały jakąś technikę podcho
dzenia, osaczania i ścigania, upatrzonej ofia
ry, co czyniły zapewne zespołowo. D a r t zaryzykował naw et 'przypuszczenie, że być może owe istoty znały już użytek ognia.
B r o o m jednakże stanowczo przeciw sta
wia się takiemu ujęciu, które oparte jest n a zbyt nikłych podstawach. W północnym T ransw alu odkryto bowiem ostatnio wraz ze szczątkam i form Ausłralopithecinae n ad palone kości zwierzęce. F akt ten bezwa
runkowo nie dowodzi znajomości użytko
w ania ognia przez afrykańskiego m ałpolu
da, gdyż mógł być po prostu wynikiem przypadkowego pożaru.
Z wszystkich powyżej szczegółowo przy
toczonych względów wynika, że Australo- pithecinae w inny być rozpatryw ane jako w ym arłe formy przedludzkie stojące n a po
graniczu szczebla rozwojowego małpiego i ludzkiego. Istoty te należy więc uznać za reprezentantów gałęzi rozwojowej przed- ludzkiej blisko stojącej m iejsca odszczepie- n ia się od pierwotnego p nia rozwojowego, który był wspólny z praform am i współczes
nych m ałp człekokształtnych.
A. KRAUSE
FERMENTY NATURALNE I FERM ENTY NIEORGANICZNE
Komunikat 69. Zakład Chemii Nieorganicznej Uniwersytetu Poznańskiego
Przyrodnikow i znane są n atu raln e fer
m enty czyli enzymy, znajdujące się w ży
wych ustrojach zarówno zwierzęcych jak i roślinnych. Istnieje bardzo dużo ferm en
tów, lecz każdy z nich spełnia jako k a ta lizator zadanie specyficzne i selektywne będąc nastaw ionym n a uruchomięmie pe
wnej określonej reakcji chemicznej. Bez udziału danego ferm entu reakcja nie za
chodziłaby w ogóle lub też w bardzo wol
nym tempie, a może naw et poszłaby w innym ewtl. niepożądanym kierunku.
Najpospolitsze wśród ferm entów są fer
m enty hydrolizujące i ferm enty oksyda
cyjne. W soku żołądkowym zn ajd uje się ferm ent pepsyna hydrolizująca białko. Śli
na zaw iera ferm ent ptyalinę hydrolizują- cy skrobię. Na skutek hydrolizy duże skom plikowane cząsteczki skrobi rozpada
ją siię wkońcu na liczne m ałe cząsteczki maltozy, co m ożna przedstaw ić za pom o
cą prostego rów nania chemicznego:
2 (C6H 10O5) n + n H20
skrobian.C12H22On
maltozaW szczegółach proces ten jest jed nak skom plikow any i prowadzi do pow stania róż
nych produktów pośrednich jak skrobia rozpuszczalna .i dekstryny. Hydrolizę (cu
krow anie) skrobi m ożna łatwo zadem on
strować korzystając z dwuprocentowego
kleiiku skrobiowego (100 cm3), do którego
W S Z E C H Ś W I A T
dodaje się kilk a cm 3 śliny utrzym ując n a stępnie m ieszaninę tę w 40°—60° C. Przed dodaniem śliny kleik skrobiowy zabarw ia się rozcieńczonym roztw orem jodu inten
sywnie niebiesko, przy czym m ożna roz
poznać zabarw ione ziarnka skrobi. Potrze
bny w tym celu rozcieńczony bladożółty roztwór jodu w jodku potasu (roztwór Lu- gola) należy uprzednio rozlać do szeregu probówek. Pod wpływem śliny kleik skro
biowy ulega hydrolizie, której przebieg i szybkość m ożna kontrolować w ten spo
sób, że w pewnych odstępach czasu w le
wa się każdorazowo kilka cm3 m ieszaniny skrobi-śliny do probówek zaw ierających roztwór jodu. Początkowy przebieg h ydro
lizy objaw ia się tym, że kleik skrobio
wy staje się bardziej wodnisty, a próba z jodem, jakkolw iek w yw ołuje jeszcze za
barw ienie niebieskie, nie wykazuje już ziarn skrobi. Pow staje skrobia rozpusz
czalna. W dalszych odstępach czasu kon
trolowanej hydrolizy skrobi otrzym uje się kolejno zabarw ienia: fioletowe, czerwone (dekstryny), brązowe, aż wreszcie kolor jodowy7 już nie ulega zmianie, co św iad
czy o zupełnym zcukrow aniu skrobi na maltozę. Szybkość reakcji cukrow ania skro
bi zależy oczywiście od stężenia kleiku skrobiowego, od stężenia śliny, jak również od pH i tem peratury. W obrębie 20°—60°
stw ierdza się silne przyśpieszenie reakcji ze wzrostem tem peratury. Powyżej 70° fer
m ent p ty alin a ulega już wyraźnie znisz
czeniu (inaktyw acji), wskutek czego szyb
kość hydrolizy m aleje. Bardziej jeszcze skomplikowanym niż skrobia węglowoda
nem jest celuloza, która jednak człowie
kowi jest nieprzysw ajalna z powodu b ra ku odpowiednich ferm entów hydrolizują- cych w przewodzie pokarm owym . W iele zwierząt natom iast posiada zdolność hydro- lizow ania celulozy. N ajbardziej w yposa
żonym pod tym względem jest mól, w któ
rego przewodzie pokarm owym zn ajd u ją się ferm enty hydrolizujące naw et tak skom plikowany węglowodan, jak im jest wełna.
Zhydrolizowrane produkty są już na ty le proste, że łatw o się sp alają w naszym organiźmie. Również i w tym przypadku
potrzebne są. odpowiednie ferm enty, które jako katalizatory pośredniczą w przeno
szeniu tlenu powietrza, jakim oddychamy, na różne substraty organiczne (składniki pokarmowe) spalające się w 37° ostatecz
nie na dwutlenek węgla i parę wodną, k tó
re to składniki zaw arte są w powietrzu wydzielanym z płuc. Znaczenie i spraw ność owych ferm entów jako katalizatorów' oksydacyjnych uw ydatniają się może n a j
hardziej, gdy przypomnieć sobie, że np.
spalanie cukrów bez udziału katalizato
rów7 wymaga kilkusetstopniow ej tem pera tury. Proces spalania różnych substratów w naszym organiźm ie określa się jako oksy
dacyjną przem ianę m aterii dostarczającej człowiekowi potrzebnej ilości kalorii. N aj
ważniejszym wśród ferm entów oksydacyj
nych jest ferm ent oddechowy W anburga obok hem oglobiny jako nośnika. Hemo
globina obecna jest w czerwonych ciałkach krw i (erytrocytach) i zaw iera żelazo dwu wartościowe. Bez żelaza nie potrafilibyśm y więc oddychać i spalać. Jest rzeczą cha
rakterystyczną, że ślady różnych pierw iast
ków nie tylko potrzebne są do życia, lecz mimo m inim alnych ilości osiągają nieby
wałe efekty. Między innym i bardzo w aż
nym pierwiastkiem śladowym jest miedź znajdująca się np. wr wątrobie. Niekiedy pierw iastek ten może spełniać rolę tak do
m inującą ja k w naszym organizmie żelazo, tworząc zam iast hemoglobiny inny barw nik oddechowy — hem ocjaninę zaw artą np. we krwi ślimaków. Ostatnio zostały wykryte w wrątrobie bydlęcej śladyr pewnego związku kobaltu, którego znaczenie jako czynnika Iirzeciwanernicznego należy szczególnie pod
kreślić. (E. L e s t e r S m i t h , 1948). Śla
dy magnezu, boru i wielu innych p ie r
wiastków potrzebne są d la życia roślin, przyczyniając się do w ytw arzania chloro
filu i asym ilacji dw utlenku węgla (por.
A. M a k s i m o w, Mikroelementy i ich znaczenie w życiu roślin i zwierząt, W a r
szawa, 1947).
Szczególnie ważnym pierw iastkiem śla
dowym jest żelazo jako fundam entalny
składnik szeregu fermentów, do których
zaliczamy m. in. hemoglobinę, hem iny
8 W S Z E C H Ś W I A T krw i oraz katalazę i peroksydazę. Za w y
jątkiem hem oglobiny zaw arte w nich że
lazo jest trójwartościow e. Obydwa o sta
tnie ferm enty są bardzo rozpowszechnione w u strojach roślinnych i zwierzęcych. Ka- talaza specjalnie jest czynna w k a ta lity cznym rozkładzie wody utlenionej. Szcze
gólnie leukocyty zaw ierają dużo k atala- zy. Gdy zwilżyć np. ropną ranę wodę utlenioną, pow staje silna p iana z powo
du obfitego w ydzielania się tlenu z rozkła
du wody utlenionej. Rozkład jest tak sil
ny, że jedna cząsteczka katalazy w cią
gu jednej sekundy rozkłada więcej niż 50 tysięcy cząsteczek
w od yutlenionej. Ciężar cząsteczkowy wody utlenionej wynosi oko
ło 34, ciężar cząsteczkowy katalazy zaś około 300 000, która to liczba u w aru nk o
w ana jest przede wszystkim ciężarem czą
steczkowym białka specyficznego w cho
dzącego w skład katalazy. Komórka droż- dżowa o średnicy 7 ^ zaw iera około 20 ty
sięcy cząsteczek katalazy.
Ferm ent peroksydaza jest pod względem strukturow ym do pewnego stopnia podo
bny do katalazy, gdyż zaw iera tę sam ą grupę czynną (prostetyczną), m ianowicie hem atynę wraz z żelaezm trójw artościo
wym. Obydwa ferm enty różnią się jednak białkiem specyficznym, tzw. nośnikiem, z którym złączona jest grupa prostetycz- na. Dopiero taki zespół jest w pełni czyn
n y jako ferm ent, a nadto nośnik decyduje o jego własnościach specyficznych. Istotnie, peroksydaza posiada indyw idualne w ła
sności katalityczne, co w yraża się tym, że nie rozkłada o n a wody utlenionej, lecz p o tęguje jej działanie utleniające, tzn. zw ię
ksza jej potencjał tlenowy. Można się o tym przekonać w reakcji benzydynowej. Ben
zydyna (para-dw u am in o-d w u fen y l) jest to b iała krystaliczna substancja organiczna nie zm ieniająca się pod wpływem samej wody utlenionej. Gdy jednak dodać kilka kropel soku z surow ych ziem niaków z a w ierającego ferm ent peroksydazę, pow sta
je n atychm iast błękit benzydynowy będą
cy produktem utlenienia benzydyny. Reak
cję benzydynow ą w yw ołuje również kro
pla krwi, a raczej zaw arte w niej hem i-
ny. Podobnie zachow ują się jednak też różne związki nieorganiczne jak wodoro
tlenki i tlenki zwłaszcza m etali ciężkich, a naw et i same metale, jak np. platyna, miedź, srebro, magnez, ołów, chrom, wol
fram , żelazo i kobalt (A. K r a u s e i współ
pracow nicy). F akty te świadczą o tym, że pewne substancje nieorganiczne mogą się zachowywać podobnie jak n aturaln e fer
m enty, z czego by wynikało, że m ateria m artw a upodabnia się w pewnym zakre
sie do m aterii żywej (A. K r a u s e , Proble
my Nr 5, 1949). Ferm enty nieorganiczne znane są od czasu słynnych prac Brediga (m niej więcej od roku 1-900) i były przed
miotem wielu badań. Bredig badał przede w szystkim koloidalnie rozdrobnione m eta
le jak np. platynę i stwierdził, że rozkła
da ona silnie wodę utlenioną. P latyna ko loidalna zachow uje się więc podobnie jak ferm ent katalaza. T akich katalaz nieorga
nicznych znam y dzisiaj bardzo dużo. Są to w pierw szym rzędzie gele różnych am - foterycznych wodorotlenków i tlenków m e
tali, często bardzo pospolite i znane z p ra ktyki analitycznej. T ak np. b ru natn y osad w odorotlenku żelazowego w ytrącany z roz
tworu soli żelazowej pod wpływem a lk a liów (am oniaku lub ługu sodowego) jest w łaśnie tak ą katalazą nieorganiczną. Po - dobnym i własnościam i odznacza się n ie bieski wodorotlenek miedziowy, zielony wodorotlenek chromowy, biały w odorotle
nek ołow iany i inne (A. K r a u s e i współ
pracow nicy). Również tlenki m etali (uw o
dnione), jak dw utlenek m anganu, tlenek miedziowy i żelazowy należą do tej g ru py. Mimo tych zdolności enzymatycznych uważano ferm enty nieorganiczne za u po
śledzone w porów naniu z ferm entam i n a turalnym i. Najnowsze badania wykazały jednak, że bynajm niej tak nie jest. Istn ie
je ju ż pewien sztuczny superferm ent n ie organiczny składający się z wodorotlenku żelazowego, miedziowego i kobaltowego, który w swym działaniu przewyższa nawet ferm ent katalazę (A. K r a u s e i J. K a - j e w s k i). Specjalnie zawarte w nim że
lazo jest bardzo czynne (aktyw ne) działa
jące jeszcze w ilości 10' 7 mg i to w roz
W S Z E C H Ś W I A T 9 cieńczeniu jak 1:100 m iliardów. Ta zaw ar
tość żelaza w 1 mg superferm entu odpo
wiada m niej więcej zawartości żelaza ży
wej substancji tkankowej. Ciekawym jest, że powyższe ślady żelaza z osobna nie dzia
łają n a rozkład wody utlenionej, lecz tylko w towarzystwie miedzi i kobaltu, tzn. w po
łączeniu z odpowiednim nośnikiem. W ydaje się, że najcharakterystyczniejsza cecha pier
wiastków śladowych jest ta, że działają one jedynie w odpowiednich zespołach «do
branego jakby towarzystwa*. W przeciw
nym razie m ogą u tru dniać odpowiednią reakcję katalityczną zachow ując się n a wet jako zalruwacze (por. tab. I). Z ta beli tej w ynika poza tym, że również miedź i m angan w ykazują w ybitną czynność jako pierwiastki śladowe.
Oprócz katalaz nieorganicznych znane są nieorganiczne peroksydazy, oksydazy, reduktazy i fosfatazy. O niektórych fer
m entach nieorganicznych typu peroksyda
zy wspom niano już wyżej. Szczególnie do
brym m odelem peroksydazy jest wodoro
tlenek żelazowy, którego działanie k a ta
lityczne m ożna wybitnie nasilić przez śla
dy miedzi spełniającej rolę aktyw atora czyli promotora. Stwierdziliśm y np., że oksydacyjne odbarw ienie soku czerwonych buraków może być przyśpieszone jeszcze przez jedn ą m iliardow ą część m iligram a miedzi, o ile znajduje się ona w towa
rzystwie żelaza (A. K r a u s e i A. W i t k o w s k a ) . W tym przypadku jak i w w ie
lu innych decyduje jakby czynnik socjo
logiczny w spółdziałania pierw iastków (A.
K r a u s e , W ykład plenarny na Zjeździe Chemików Polskich we W rocławiu, 1948).
Ślady pierw iastków mogą przyśpieszać lub zaham ować reakcję katalityczną, w zw iąz
ku z czym zaznacza się ich w ybitna spe
cyficzność i selektywność, co naw et m o
że zadecydować o kierunku reakcji k a ta litycznej. J a k w ynika z tabeli I, ślady jo nów m anganaw ych i miedziowych (tzn.
roztwór wodny soli m anganaw ej WZgl. so
li m iedziowej) działają wprost przeciw nie w katalitycznym rozkładzie wody u tle nionej lub w peroksydatyw nym utlenianiu (odbarw ianiu) indygokarm inu.
TABELA I.
Ilość pierwiastka
jeszcze czynna w 37° Nośnik Działanie katalityczne pierwiastka
śladowego Autorzy
Mn” 10~6g Mn" 10~ g C u" 10 ^g
(jak rów nież większa ilość)
C u ” 10-8 g
wodorotlenek magnezu wodorotlenek magnezu wodorotlenek magnezu wodorotlenek magnezu
przyśpiesza rozkład w ody utlenionej
hamuje peroksydatywne utlenie
nie indygokarminu
nie przyśpiesza rozkładu wody utlenionej
przyśpiesza peroksydatywne utlenienie indygokarm
A. Krause, K. Przyłęcka ; i J. Rosochowicz
(1949 r.)
Przy sposobności należy wspomnieć, że katalizatory tego typu są bardzo rozpo
wszechnione. Nawet m inerały mogą być dobrymi katalizatoram i i z tego powodu odegrać poważną rolę w gospodarce tleno- nej w przyrodzie m artw ej. (A. Lewandow
ski, A. Smoczkiewiczowa, Zakł. Chem.
Nieoirg. U. P. (1947)).
N ajbardziej jednak badacze interesowali się ferm entam i nieorganicznym i o c h ara
kterze oksydaz, które podobnie jak hem o
globina byłyby zdolne do przenoszenia tle
nu powietrza n a różne substraty o rg an i
czne. W ten sposób m ożna by naśladować proces oddychania w pew nych jego fra gmentach. Jest to zadanie trudne, gdyż większość katalizatorów nieorganicznych aktyw uje tlen dopiero w wyższych tem peraturach, z czego korzysta się z powo
dzeniem w technice, jak np. w procesie utleniania (spalania) am oniaku w ok. 500°
w obecności platyny w celu otrzym ania
10
W S Z E C H Ś W I A T kw asu azotowego i azotanów. Spalanie róż
nych substancji w 37° tlenem powietrza nie jest łatw e i w ym aga odpowiednich, b a r
dzo spraw nych katalizatorów. W edług O.
W a r b u r g a n a d a je się do tego celu np. węgiel z krw i (zaw ierający zarówno żelazo ja k i związki azotowe), który oka
zał się dobrym przenośnikiem tlenu w u tle
n ian iu cysteiny. N. J. K o b o z e w i I. A.
Z o ł u b o w i c z (1948) używali węgla z cu
k ru z domieszką soli żelazowej i miedziowej dla u tleniania siarczynu sodowego tlenem pow ietrza. Obydwa węgle, o których mowa, n ie są jednak katalizatoram i nieorganiczny
m i. O statnie nasze bad an ia wykazały, że istn ieją rów nież oksydazy wyłącznie n ie
organiczne. Udało się np. utlenić nieogra
niczone ilości siarczynu sodowego w obec
ności gelu wodorotlenku kobaltawego, któ
ry w ilości 0,001 m iligram a przyśpiesza je szcze tę reakcję w 20° (A. K r a u s e i E.
B o r z e s z k o w s k i , 1949). Jo ny Co ■ (roztw ór wodny soli kobaltaw ej) nie dzia
ła ją w tym przypadku. Niebieski gel wo
dorotlenku miedziowego (w ilości 0,1 mg w rozcieńczeniu 1:1000 000) okazał się do
b rym katalizatorem , za którego pośredni
ctwem m ożna utlenić nieograniczona ilo
ści arszeniku w 20° (A. K r a u s e i K.
K r y s i ń s k i , 1949). W nieobecności k a talizatora arszenik nie utlenia się tlenem pow ietrza. D ziałanie katalizato ra w lym przypadku polega na ciągłej zm ianie w a r
tościowości obecnego w środowisku zw iąz
ku miedzi. Arszenik u tlen iając się powo
du je odtlenienie czyli redukcję miedzi dw u- wartościowej na jednow artosciową. Miedź jednow artościow a (tlenek m iedziaw y) za
m ien ia się pod wpływem tlenu pow ietrza z powrotem n a miedź dw uw artościow ą (tle- i ek wzgl. wodorotlenek m iedziowy), tak że cały proces może się zacząć od nowa:
II III
4 C u O -j- AsgOg tlenek arszenik m iedziow y
I
V I
A s 2O b + 2 C n 20
II
2 CiigO -}- 0 2
tlenek tlen m iedziawy
4 C u O itd.
Jest to nieprzerw any łańcuch reakcji ka- talitycznej pow tarzający się wobec mi n i m alnych ilości katalizatora do nieskoń
czoności, oczywiście tak długo ja k obe
cny jest katalizator i niew yczerpana jest m ieszanina reagująca. Ponieważ zwiększe
nie wartościowości (por. rzym skie cyfry) jest równoznaczne z utlenianiem , a obni
żenie jej jest wyraezm redukcji (odtlenia- nia), przeto powyższy układ jest układem redukcyjno-oksydacyjnym , który również jest aktualny w oksydacyjnej przem ianie m aterii człowieka i zwierząt, jakkolwiek w innej, formie. Z m iana wartościowości np. m iedzi dwuwartościowej w jednow ar- tościową polega n a u t r a c i e jednego naboju dodatniego jo n u Cu++-> Cu+, co jest równoznaczne ze z w i ę k s z e n i e m się naboju ujem nego, tzn. ze zdobyciem jednego elektronu. A zatem substancja redukująca się przyłącza elektrony, nato m iast substan cja utlen iająca się traci elek
trony. Poniew aż w powyższych rów na- • niach reak cja katalitycznego utleniania arszeniku zw iązana jest z ciągłą zm ianą wartościowości m iedzi, przeto m am y do czynienia z tzw. rezonansem elektrono
wym . T en rezonans elektronowy w ydaje się być najb ardziej charakterystyczną ce
chą zjaw isk katalitycznych. Można go ró
wnież wywołać za pośrednictw em wolnych rodników czyli pseudoatomów, które spe
cjalnie uzdolnione są do wyw ołania reakcji chemicznych. Tłum aczy się to tym, że ro
dniki podobnie jak atom y nie posiadają pełnej powłoczki , 8-elektronowej, w sku
tek czego mogą pobierać obce elektrony.
Rodnik HO należący do najpospolitszych m a w łaśnie tak ą lukę elektronową, gdyż zew nętrzna powłoczka elektronowa atom u tlenu m a 6 elektronów (6 .), wodoru 1 elek
tron (10), rodnika HO zatem 7 elektro
nów’, a więc brak jednego elektronu ( — ) dla skom pletow ania pełnego oktetu:
• •
- ! O o H
• •
N atom iast cząsteczki (np. cząsteczka w o
dy H aO, cząsteczka tlenu O,) m ają struk-
W S Z E C H Ś W I A T
11turę oktetową (8 -elektronow ą), wskutek czego niekiedy trudn o je zmusić do reakcji.
Pod wpływem działania katalizatora czą
steczki trudno reagujące mogą się defor
mować lub przekstzałcić się w odpowied
nie rodniki i wówczas reakcja zachodzi bez przeszkód. W ciągu reakcji k atality cznej potrzebne rodniki mogą powstawać, zanikać i znowu się tworzyć w stale po
w tarzającym się rytm ie wahadłowym.
Ostatnio udało się stworzyć pewien k a talizator rodnikow y składający się z gelu wodorotlenku żelazowego w raz z zaadsor- bowanym roztworem chlorku żelazowego.
Zespół ten okazał się doskonałym k a ta lizatorem pośredniczącym w utlenianiu (odbarw ianiu) indygokarm inu tlenem po
wietrza w 37° (A. K r a u s e i J. T r z e- b i ń s k i , 1949)( Niebieski barw nik odbar
wia się w tych w arunkach łatwo wskutek odwodorowania czyli utleniania się na iza- tynę. Na ogół enzymatyczne zjaw iska utle
niania polegają na odwodorowainiu su b stratów. Dlatego też ferm enty oksydazy nazyw ają się również dehydrogenazam i.
Odwodorowanie jest rzeczywiście równo
znaczne z utlenianiem . Gdyby cząsteczkę glukozy C6H 120 6 pozbawić atomów w o
doru, powstałby tlenek węgla w ilości 6 cząsteczek CO. W rzeczywistości pow stają różne produkty pośrednie, gdyż odwodoro
wanie zachodzi stopniowo w sposób dość skomplikowany. A ponieważ oddychamy tlenem, powstaje w końcu dwutlenek w ę
gla i wroda. Obydwie reakcje są bardzo egzotermiczne i dostarczają naszem u o r
ganizmowi potrzebnej ilości kalorii, jednak stopniowo — jakby na raty, — gdyż in a czej groziłaby naszem u organizmowi ży
wiołowa reakcja spalenia. W procesie tym bierze udział szereg ferm entów działają
cych w określonym układzie h iera rc h i
cznym.
W powyższych badaniach Zakład Che
m ii Nieorganicznej U. P. korzystał z po
mocy finansowej udzielonej m u przez Ko
m isję dla Spraw Odbudowy Nauki Polskiej, za co składam niniejszym serdeczne po
dziękowanie.
.1 ZURZYCKI
POROSTY WSKAŹNIKIEM HIGIENY MIASTA
Porosty są jednym i z roślin najodpor
niejszych na niekorzystne w arunki oto
czenia. W yrazem tej odporności oraz skro
mności w ym agań życiowych jest ich b a r
dzo szerokie rozpowszechnienie. Porosty spotykamy niem al wszędzie: rosną one wśród gęstych tra w n a łące, na igliw iu leśnym, na korze drzewa, i n a nagiej skale, a podobno spotykano porosty rosnące nawet na szkle. W skali geograficznej ta skromność w ym agań w yraża się tym, że porosty rosną i to w ogrom nej ilości i roz
maitości właśnie tam gdzie inne rośliny nie zn ajd u ją już wym aganego dla siebie m inim um . Porosty są wiięc pionieram i ży
cia na szczytach gór w krainie turni, sta nowią główmy składnik tu n d ry północnej, są wreszcie stosunkowo licznie reprezen
towane w klim atach pustynnych.
Są jednak m iejsca na ziemi gdzie rośliny te rosnąć nie mogą. Takim i pustyniam i bezporostowymi są tereny wielkich m iast.
Porosty odznaczają się ogromną, bodaj że najw iększą wśród roślin odpornością n a skrajne tem peratury, brak wody, krótki okres wegetacji, ale cechuje je również ogromna, być może że znów najw iększa wśród roślin, wrażliwość na zanieczyszcze
nia powietrza. T a wrażliwość spraw ia, że na terenie wielkich m iast nie spotykamy w ogóle porostów7, a w bliskiej okolicy m iasta rozwój ich jest m n ie j lub więcej zaham owany. Dzięki tej wrażliwości po
rosty są doskonałymi wskaźnikam i zanie
czyszczeń powietrza miejskiego i z w ię
kszego lub mniejszego zaham ow ania ich
rozwoju wnosić można o gorszych lub lep-
1 2
/
W S Z E C H Ś W I A T szych w arunkach higienicznych p a n u ją
cych w danym ośrodku m iejskim .
N asuw a się pytanie, czym należy tłu m aczyć tą zagadkową cechę porostów: z je dnej strony ogromną odporność na k ra ń cowe tem peratury, wyschnięcie i inne nie
korzystne czynniki w ystępujące n a tu ra l
nie w przyrodzie, z drugiej strony dużą wrażliwość n a szkodliwe domieszki powie
trza w ystępujące w m iastach. N ajpraw do
podobniej odpowiedzi na to pytanie n a leży szukać w złożonej naturze porostów.
Rośliny te nie są bowiem jednorodnym i organizm am i ale składają się z dwu kom ponentów: glonów i grzyba. W zajem ny stosunek glonu i grzyba podaw any był doniedaw na jako przykład symbiozy, ide
alnego współżycia, w którym obie strony odnoszą wzajem ne korzyści. Glon, roślina zw iązana ze środowiskiem wodnym ii b a r
dzo w rażliw a na wyschnięcie jest ch ro niona przez otaczającego ją grzyba. Grzyb ten dostarcza jej wody wraz z rozpuszczo
nym i solami m ineralnymi- a wzamiian za to otrzym uje część związków organicz
nych, które glon zasym ilow ał a których grzyb jako pozbawiony chlorofilu przy
swoić nie może. Dziś, n a podstaw ie w y
ników ostatnich badań, skłonni jesteśm y przypuszczać, że grzyb jest kom ponentem w yzyskującym swego tow arzysza i to w spo
sób bardzo w yrafinow any, niejako «z m y ślą o przyszłości*, nie zabija go bowiem ale pozw ala glonom nędznie wegetować po to aby w dalszym ciągu czerpać z nich korzyści. Stosunek ten pośredni m iędzy współżyciem a pasożytnietwem określam y m ianem helotyzmu. J a k zatem przedsta
w ia stię zagadnienie m ałej odporności po
rostów n a zanieczyszczenia powietrza w świetle teorii helotyzmu? W ysoka lub niska tem peratura, wyschnięcie itp. a ta k u ją przede wszystkim grzyba jako kom ponenta otaczającego i ochraniającego glony, a poniew aż grzyb ten dzięki posił
kom czerpanym od swego tow arzysza jest dobrze wyosażony do walki z niekorzyst
nym i czynnikam i, łatw o więc je przetrzy
m u je a tym sam ym i cały porost zostaje zachowany. Inaczej jest z zanieczyszcze
niam i gazowymi powietrza. T e atak u ją przede wszystkim intensyw nie asym ilujący i oddechający glon. Glon, który jest już poważnie obciążony konsekwencjam i współ
życia z grzybem, w takich w arunkach p rze
staje się rozm nażać a wreszcie ginie. Sze
reg spostrzeżeń zdaje się przem aw iać za tym, że w łaśnie specyficzne współżycie obu kom ponentów porostów jest powodem ogro
m nej ich wrażliwości n a zanieczyszcze
n ia powietrza. Przem aw ia za tym np. fakt, że same glony mogą rosnąć n a drzewach w obrębie m iasta, że wreszcie poza m ia stem, tam gdzie zaczyna się w egetacja po
rostów w ystępują często gatunki, w któ
rych grzyb i glon związane są bardzo luźnie, gdzie więc konsekwencje helotyzmu pow inny przejaw iać siię słabiej.
Mimo, że od daw na wiedziano, że śro
dowisko w ielkich m iast wpływ a niszcząco na wegetację porostów, dopiero w ciągu ostatnich dw udziestu lat opracow ano kilka m iast pod tym względem (Oslo, Sztok
holm, Zurych i Kraków). W badaniach tego rodzaju ograniczam y się zwykle do porostów rosnących n a drzewach. Metoda pracy polega n a zbadaniu szeregu drzew rosnących n a terenie m iasta i jego n a j
bliższej okolicy w prom ieniu kilk u n a
stu km. Dla każdego drzewa sporządza się spis gatunków porostów, które na nim ro
sną z uw zględnieniem ilości ich występo
w ania. Przy określaniu gatunków należy zachować duży krytycyzm gdyż środow i
sko m iejskie działa często deform ująco na kształt poszczególnych osobników po wodu
jąc _ ich pofałdowanie, pokurczenie i czę
sto zupełną zatratę charakterystycznego dla danego gatunku wyglądu (rys. 1).
Centrum każdego "większego m iasta po
zbawione jest zupełnie porostów. W K ra
kowie np. n a drzew ach P lan t nie rośnie
ani jeden porost. W m iarę oddalania się
od środka m iasta p ojaw iają się najpierw
nieliczne ślady porostów, których ilość
stopniowo w zrasta. Ten obszar nazyw am y
strefą walki. W reszcie wkraczam y w strefę
norm alnej wegetacji. Aby mieć możność
porów nania wielkości tych trzech stref
(strefy bezporosłowej, strefy walki i strefy
W S Z E C H Ś W I A T 13
Rys. i. Zmieniony wygląd iporostów rosnących w pobliżu miasta. Na lew-o okaz ze strefy walki, na prawo ze strefy normalnej wegetacji, a)
Xanthoria parietina,
h)Physcia ascen-
dens,
c)Euernia prunastri,
d)Parmelia phi,sod.es.
norm alnej wegetacji) dających obraz we
getacji porostów n a terenie różnych m iast, ustalam y je n a podstaw ie pew nych ści
słych definicji opartych głównie na ilo
ściowym występow aniu poszczególnych po rostów’. Rys. 2 przedstaw ia m apki czterech zbadanych m iast z zaznaczonymi strefam i wegetacji porostów. Dla każdego m iasta zasięg i kształt stref w egetacji jest inny.
W Zurychu m am y dość szeroki pas strefy walki, ciągnący się wzdłuż m iasta i tyłko m ałe wyspy bezporostowe. Strefa bezpo- rostowa jest już większa w Oslo, gdzie zajm uje około 1/3 powierzchni m iasta, a je szcze większa w Sztokholmie, gdzie obej
m uje praw ie całe m iasto ale nie wycho
dzi poza jego obszar. Stosunki w yzna
czone dla Krakowa przypom inają nieco Sztokholm. Pas strefy w alki nie jest tu zbyt szeroki, choć nieco szerszy niż w Sztokholmie zwłaszcza od strony wschodniej i południowej. W yraźna róż
nica polega n a tym, że w Krakowie strefa
bezporostowa wychodzi m iejscam i dość znacznie poza obszar właściwego m iasta.
Wielkość i uprzem ysłowienie wszystkich czterech wspom nianych m iast jest w przy bliżeniu podobne, zachodzi więc pytanie co powoduje takie znaczne różnice m ię dzy nim i w zachow aniu się porostów.
Prawdopodobnie decydującą rolę gra tu taj bliskie sąsiedztwa lub brak większych la sów w pobliżu m iasta. Z porów nania m ap na ryc. 2 widać, że wielkość strefy bez- porostowrej jest odwrotnie proporcjonalna do ilości lasów7. Najbogatszą florę poro
stów m a Zurych, nieco gorszą Oslo i Sztok
holm, a najuboższą Kraków. Ilość lasów najw iększa jest koło Zurychu, gdzie duże lasy zaczynają się już w odległości 3 km od m iasta. Nieco m niejsze zalesienie po siadają okolice Oslo i Sztokholmu. W oko
licy Krakowa, jeśli nie liczyć Lasku W ol
skiego, najbliższe lasy leżą dopiero w o d
ległości 16 km od m iasta. M ikroklimat
14 W S Z E C H Ś W I A T lasu potrafi widocznie neutralizow ać szko
dliw y wpływ ośrodków m iejskich.
J a k a jest n a tu ra czynnika w strzym ują
cego wegetację porostów w m iastach. Nie
śnie najsilniejsze. Dlatego w ydaje się, że główną rolę jako czynnika ham ującego rozwój porostów w m iastach należy przy
pisać gazowym zanieczyszczeniom powie-
0. d .
Rys. 2. a) Zurych, b) Oslo, c) Sztokholm, d) Kraków. Obszar zakreskowany przedstawia teren gęstych zabudowań, zakropkowany — lasy, zaczerniony — wody. Linia kropkowana oznacza granicę strefy bezporostowe], linia przerywana — granicę strefy walki.
w ątpliw ie n a rozwój porostów wyw iera wpływ' zespół czynników zmienionego k li
m atu miejskiego. D w a z tych czynników w ysuw ają się na p lan pierwszy. Są nim i pył oraz zanieczyszczenia gazowe pow ie
trza. W centrum m iasta ilość pyłu jest m niejsza niż n a przedm ieściach a z a h a m owanie wegetacji porostów jest tam w ła-
trza przede i ołowiu.
wszystkim związkom siarki
Zanieczyszczenia powietrza produkowane przez m iasto przenoszą siię następnie głów
nie w kierunku najczęstszych wiatrów. Dla
K rakow a np. przeciętne kierunki wiatrów
p rzedstaw iają się następująco:
W S Z E C H Ś W I A T 15
Kierunek N NE E SE S SW W NW
% Wiatrów
•yfff:' 8 15 15
•
4 3 1
14
311i i i !
Najczęstsze w iatry w ieją więc w kie
runku wschodnlim. Odchylenie stref we
getacji jest również zgodne z tym kie
runkiem .
Charakterystyczne jest zachow anie się porostów w tych m iejscach, gdzie do te
renu m iasta podchodzą wzgórza. W w y
padku K rakow a m a to m iejsce od połu
dnia (K rzem ionki) i od zachodu (Salw a
tor). W obu tych m iejscach zaznacza się bardzo w yraźne wygięcie stref wegetacji w kierunku m iasta. Szczególnie wyraźnie m a to m iejsce koło stosunkowo wysokiego wzgórza salwatorskiego. T aki obraz zdaje się wskazywać n a to, że szkodliwy czyn
nik rozpościera się płasko nad m iastem a nie dociera w górę. Podobny wynik otrzymano dla Zurychu, gdzie strefy we
getacji ciągną się pasem wzdłuż rzeki. J e śli wziąć pod uwagę znacznie większy ciężar właściwy dw utlenku siarki w sto
sunku do pow ietrza to zjaw isko powyż
sze staje się zupełnie zrozumiałe.
Każde skupienie m iejskie posiada w ła
sny m ikroklim at o znacznie zmienionych w arunkach w stosunku do terenu otacza
jącego. Zm iany te są n a ogół niekorzys
tne dla życia. Jedne organizm y reagują na nie silnie przez słaby rozwój lub zu
pełne jego zaham ow anie, inne słabiej lub też pozornie nie reagują w ogóle. Porosty są jednym i z najw rażliw szych roślin pod tym względem. Jednakże zanieczyszczone powietrze m iejskie jest szkodliwe także i dla roślin wyższych: np. drzew a szpil- tcmve szczególnie św ierki są m ało wy
trzym ałe pod tym względem i tym należy tłum aczyć m ałą iich ilość lub zupełny brak w m iastach. Ogrodnikom znany jest fakt, że z drzew owocowych jabłonie czę
sto źle rosną w obrębie m iast. Powietrze wielkiego m iasta n ie jest też oczywiście idealne i dla człowieka. Duża strefa bez- porostowa Krakowa, najw iększa spośród czterech zbadanych dotąd m iast, jest groź
nym sygnałem w skazującym n a niekorzy
stne w arunki higieniczne panujące w n a szym mieście.
W. WAWRZYCZEK
