P I S M O P R Z Y R O D N I C Z E
ORGAN POLSKIEGO TOWARZYSTWA PRZYRODNIKÓW IM. KOPERNIKA
GRUDZIEŃ 1963 ZESZYT 12
P A Ń S T W O W E W Y D A W N I C T W O N A U K O W E
Zalecono do b ibliotek n auczycielskich i licealnych pism em M inisterstw a Oświaty n r IV/Oc-2734/47
T R E S C Z E S Z Y T U 12 (1949)
S u b o t o w i c z M., P o la m a g n e ty c z n e i c z ąstk i n a ła d o w a n e w p rz e strz e n i k o sm iczn ej ... 273 S t e c k i K., W ja k i sposób n a sz e ro ślin y o w ad o ż ern e c h w y ta ją sw ą zdobycz 276 W o j t u s i a k R. J., S ztu czn e s a te lity do b a d a n ia w ęd ró w e k zw ie rz ą t 280 S w i d z i ń s k a L., J a k zapobiec w y sy c h a n iu M orza K a sp ijsk ie g o . . . . 282 B o c h e ń s k i Z., W ycieczka o rn ito lo g iczn a n a w y sp ę S k o k h o lm . . . . 286 . P ro f. J a n D em bow ski (W spom nienie p o śm iertn e) ... 290 D robiazgi p rzy ro d n icz e
P ta k o szyi w ęża (B. G r z i m e k ) ... 291 W a rto ść spożyw cza b a n a n ó w (W. J . P a j o r ) ... 292 E k sp lo z ja gw iazd o w a (J. P a g a c z e w s k i ) ...293 A k w a riu m i T e rr a r iu m
S tru m ie n ia k p a n a m sk i — R w u lu s isth m e n sis G a rm a n (Z. L o r e c ) . . 293 R o z m a i t o ś c i ... ' 295 R ecen zje
T. J e z i e r s k i , S. M. Z a w a d z k i : C e n n ie jsze od zło ta (K. M.) . 296 C h ro ń m y P rz y ro d ę O jcz y stą (Z. M . ) ...296 T. Ż u r o w s k i : Ś w it g ó rn ic tw a (K. M . ) ...296
S p i s p l a n s z
la . W IE W IÓ R K A , S c iu ru s ńu lg a ris L. — F ot. W. S tro jn y
Ib. Z A JĄ C S ZA R A K , L e p u s eu ro p a eu s P alla s. — F ot. W. S tro jn y Iib . O K IS C Ś N IEŻN A . — F ot. S. K ozłow ski
I la . Z IM A W M IE ŚC IE . — F ot. W. S tro jn y
III. T A TR Y W Y SO K IE (słow.) — w id o k ze S ław k o w sk ieg o szczy tu k u 'pn. w schodow i. N a I pl. P o śre d n ia G rań. W głęb i od p ra w e j Ł o m nica (2634 m ), D u rn y S zczy t (2625 m) i B a ra n ie R ogi (2536 m). — Fot.
H. V ogel
IV. ZIM O W A BAŚŃ. S łu p y k o n s tru k c y jn e sopockiego m ola. — Fot.
H. M asick a
O k ł a d k a : Z IM A W G Ó RACH. — Fot. I re n a S am ek
P I S M O P R Z Y R O D N I C Z E
O R G A N P O L S K I E G O T O W A R Z Y S T W A P R Z Y R O D N I K Ó W IM. KOP E RNI KA
G R U D ZIEŃ 1963 ZESZYT 12 (1949)
M IECZY SŁA W SUBOTO W ICZ (Lublin)
POLA M AGNETYCZNE I CZĄSTKI N A ŁA D O W A N E W PR Z E ST R Z E N I KOSMICZNEJ
W o sta tn ic h lata ch ro zw in ęły się rak ieto w e i radio telesk op ow e m eto d y bad an ia pól m ag n e ty czn y ch w otaczającej n as p rze strz e n i oraz u d o sk o naliły się m eto d y analizy oddziaływ ania cząstek n a ład o w an y ch z ty m i polam i. B adanie pól m ag n e ty cz n y c h p la n e t i gw iazd oraz m ię
d z y p la n e ta rn y c h i g alak ty czn y ch pól m ag n e
ty czn y ch uw ażane je s t obecnie za n ieb ę d n y ele
m e n t p oznania i w y jaśn ien ia tak ich zjaw isk jak d y n a m ik a procesów w gw iazdach, ru c h m a te rii m iędzy g w iezd n ej i m ię d z y p la n e ta rn ej, p ro m ie
niow anie kosm iczne zarów no g alak ty czn e, jak i gw iazdow e, rad io e m isja G a la k ty k i i poszcze
gólnych gw iazd, czy w reszcie — s tr u k tu ra w n ę trz a gw iazd.
C ało k ształtem w y m ienio nej w y żej p ro b lem a
ty k i z a jm u je się stosunkow o m łody dział fi
zyki — m a g n e to h y d ro d y n a m ik a (m -h-d). P rz e d m io tem jej b a d a ń są w łasności m echaniczne i e le k tro m a g n ety c zn e ośrodków defo rm o w al- nych („p ły n ó w ”) przew odzących p rąd elek try c z n y . B adania te są in te re su ją c e ze w zglę
dów teo re ty c z n y c h i p rak ty czn y ch . W iadom o bow iem , że część p ierw o tneg o prom ieniow ania kosm icznego docierającego do krańcó w atm o
sfe ry Ziem i pochodzi ze Słońca; są to p rzew aż
nie p ro to n y o energ ii, w przed ziale 107 do 5.1010 eV (elektronow oltów ). W o kresie nasilo
n ej akty w no ści Słońca w y sy łan e ze Słońca p ro m ieniow an ie korm iczne m oże stanow ić isto tn ą groźbę dla p rzy szły ch a stro n a u tó w p o d ró żu ją
cych w p rze strz e n i m ię d z y p la n e ta rn ej. T rw ają obecnie p race, k tó ry c h celem je s t przew idzieć
Bez. ob. \ 7 1 f .
ok resy „spokojnego” Słońca, k ied y będzie bez
pieczne dokonyw anie lotów kosm icznych.
A naliza oddziały w an ia ziem skiego pola m a gnetycznego z „ w ia tre m ” plazm ow ym , „ w ie ją cym ” ze Słońca pozw oli nie ty lk o lep iej o k re ślić w a ru n k i rad io tele k o m u n ik a cji m iędzy son
dam i kosm icznym i i sztu czny m i sa te litam i a Ziem ią, ale i k om u nik acji w obszarze Ziem i, a także b ilans term ic z n y atm o sfe ry , k tó ry z k o
lei w p ływ a ta k bezpośrednio na w a ru n k i m e teorologiczne na Ziem i. Albo w reszcie b ad an ia radioastronom iczn e w y k o n y w a n e za pom ocą potężnych rad iotelesk o pów pokazały, że p o d sta w ow a część prom ieniow an ia radiow ego p rz y chodzącego na Ziem ię z K osm osu zw iązana je s t ściśle z p ierw o tn y m pro m ien io w aniem kosm icz
nym . W te n sposób rad io astro n o m ia pozw oliła nie tylko lep iej zrozum ieć prom ien iow anie ko
sm iczne, ale — przez analizę jego oddziały w a
nia z g alak ty czn y m i polam i m ag n ety czn y m i —- Dozwoliła sporządzić now y m odel naszej G a
laktyki.
O bszar dokoła Ziem i, któreg o w łasności o k re ślone są w znacznej m ierze przez ziem skie pole m agnetyczne, nosi nazw ę m ag n e to sfe ry ziem skiej. W iążem y z nią szereg zjaw isk geofizycz
nych, tak ic h jak p o w stan ie zo rzy p o larn e j, is t
nienie p a tm pierścieniow ych cząstek n aład o w a
nych dokoła Ziem i, p rzech od zenie fal rad io w y ch i w a ru n k i ich o db ioru n a Ziem i, em isję p ro m ie
niow ania o m ałe j częstości fali itd . K sz ta łt m a g n e to sfe ry nie jest identyczny: z polem tró jw y m iarow ego dipola m ag netycznego, ze w zględu
36
274
obszar pola nieregularnego
plazmowy
.. wiatr"
słoneczny
magnetosfery Magnetosfera
Z 0 '* " *
stabilna powierzchnia
Ryc. 1. O b raz ze tk n ię cia w ia tr u plazm ow ego ze S łońca z m a g n e to sfe rą . M iędzy f a lą u d erz en io w ą a m a g n e to - s fe rą z n a jd u je się obszar n ie re g u la rn e g o pola m a g n e
tycznego
na o d d ziały w an ie tego pola m agn ety czneg o ze stru m ie n ie m p laz m y b ieg n ącym od S łońca k u Ziem i, słonecznym w ia tre m plazm ow ym . W r e z u ltacie ziem skie pole m ag n ety czn e u leg a d e fo rm acji, m a g n e to sfe ra zo staje ograniczona, ściśn ięta od stro n y p rzy słon ecznej i w postaci długiego ogona rozciąg n ięta po stro n ie o dsło- neczn ej. M iędzy m a g n e to sfe rą a w ia tre m sło
n eczn y m w y tw a rz a się w a rstw a pośred n ia, c h a ra k te ry z u ją c a się n ie re g u la rn y m polem m a g n e ty cz n y m (ryc. 1). Od s tro n y w e w n ę trz n e j o b szar p o śred n i ogran iczon y je s t sta b iln ą p o w ierzch nią m ag n e to sfe ry , w e w n ątrz k tó re j pole m a g n e ty czn e m a k s z ta łt re g u la rn y , od zew n ą trz zaś fa lą u d erzen io w ą w ia tru plazm ow ego. G ru b o ść w a rs tw y p o śre d n ie j w zdłuż linii Z iem ia— Słońce w ynosi około 25000 km ; w a rs tw a ta rozciąga się od 10 R e do 14 R e; m ie rzy m y od śro d k a Z ie
m i, R e oznacza długość p ro m ien ia Ziem i. S tr u k tu rę o b szaru granicznego m iędzy w ia tre m p laz m ow ym a m a g n e to sfe rą badano te o re ty c z n ie (ryc. 2). D la p rz y p a d k u dw u w y m iaro w eg o p o kazano, że p rze k ró j po w ierzch n i m a g n e to sfe ry płaszczyzną w zdłuż osi dipola nie je s t w y p u k ły w obszarze ty lk o dw óch p u n k tó w , g ra ją c y c h isto tn ą ro lę w m ech an izm ie w y c h w y tu i p rz y spieszania cząstek naład o w an y ch przez ziem skie pole m ag n ety czn e. W obszarze g ran ic m a g n e to sfe ry n a tę ż e n ie pola m ag netycznego, w y n o szące około k ilk u d ziesięciu gam m a (1 g am m a = 10—5 gaussa), o d b iega od w arto ści, jak ic h n ależało b y spodziew ać się dla dipola g eom ag ne
tycznego. W obszarze p o śred n im ziem skie pole m ag n ety czn e przechodzi w m ię d z y p la n e ta rn e pole m ag n ety czn e o n a tę ż e n iu 2— 4 gam m a. O d d ziaływ an ie w ia tru plazm ow ego z m ag n e to sfe rą w okresie w zm ożonej ak ty w n o ści Słońca p ro w adzi do b u rz m ag n ety czn y ch , silnego zak łó
cenia k s z ta łtu i natężen ia pola m ag n ety czneg o Ziem i. P ole to posiada dw ie sk ładow e: sta łą
i zm ienną. S kładow a sta ła zw iązana je st p rzede w szystkim z ru c h e m ciekłego w n ę trz a Ziemi, co w y ja śn ia te o ria m -h -d m ag n e ty zm u Ziemi.
S kładow a zm ienn a pochodzi w z/z od w pływ ów zew n ętrzn y ch , przed e w szy stkim — prądów w jonosferze, aktyw ności Słońca oraz oscylacji atm o sfery .
P ole m ag n ety czn e w pobliżu pow ierzchni S łońca w ynosi śred nio 1— 2 gaussów , jed n a k o bszary zw iązane z aktyw n ością Słońca m ogą w pobliżu plam słonecznych uzyskiw ać lokalne n a tę ż e n ia do 4000 gaussów . O w a ru n k a ch m a
g n etycznych w U kładzie S łonecznym decy duje w ia tr plazm ow y, unoszący ze sobą „zam rożone”
w nim pole m agnetyczn e, oraz lokalne pola m ag n ety czn e p lan et. Z o b serw acji ogonów ko
m e t w y nik a, że w ia tr plazm ow y m a k ie ru n e k ra d ia ln y . N a słoneczny w ia tr plazm o w y sk ład ają się przede w szy stkim e le k tro n y i proto ny , po
ru sz a jąc e się w pobliżu o rb ity Ziem i z p rę d k o ścią 500— 1000 km /sek i posiadające gęstość 102— 104 jonów /cm 3. W w y ją tk o w y c h p rz y p a d k ach silniejszej akty w no ści Słońca k o n c e n trac ja m oże w ynosić 105 protonów /cm 3, zaś prędkość — do 1500 km /sek. P o m ia ry w ykonane za pom ocą E x p lo re ra — X, Ł u n n ik a — I i II w y k azu ją k o n c e n tra c ję pro tonó w nieco ponad 20/cm3, ich prędkość zaś — od 300 do 1500 km /sek. W raz z w ia tre m p lazm ow ym ze Słońca p ły n ie n a Z ie
m ię s tru m ie ń energii m ag n ety czn ej o w ielkości 1 e rg a /cm 2, sek. D ocierające do Ziem i fale m a
gn ety czn e o dużej am p litu d zie m ogą być często
„ n addźw ięko w y m i” falam i m -h -d , pop rzedza
n y m i falą uderzeniow ą.
T ak w ięc m ię d z y p la n e ta rn e pole m agnetyczn e unoszone w ra z z plazm ą w k ie ru n k u rad ia ln y m je s t pochodzenia słonecznego. Z e w zględu na ru c h obrotow y Słońca linie sił tego pola m ają k ie ru n e k spiral, zaczynających się na Słońcu.
Ryc. 2. S tr u k t u r a o b sz aru g ran iczn eg o m iędzy w ia tre m plazm ow ym a m a g n e to sfe rą
1 — N — p u n k ty n e u tra ln e , C, D — o b szary zw ię k szonej k o n c e n tra c ji e le k tro n ó w (C) i p ro to n ó w (D), 19° — k ą t m iędzy osią m a g n ety c zn ą Z iem i a k ie ru n
kiem b ie g u n m a g n ety c zn y — p u n k t n e u tra ln y 2 — O scylacje o b sz aru gran iczn eg o w okolicy p u n k tu g ran ic zn e g o N i k s z ta łt pola m a g n ety c zn e g o w po bliżu N. W ty m o scy lu jący m obszarze m ogą być p rz y
sp ieszan e c z ąstk i w pułapce
Ryc. 3. Ś ru b o w e to ry w y ch w y ta n y ch w p u ła p ce m a gnetycznej cząstek , o d b ija ją c y c h się od zw ierciad eł m a g n ety c zn y c h w o b sz arac h północnych i p o łu d n io w y ch ziem skiego pola m agnetycznego. N iezależnie od tego cząstki są unoszone (dryf) w k ie ru n k u ró w n o
leżnikow ym
Podczas rozbły sk ó w n a Słońcu w y rzu can a p la zm a tw o rzy w ra z z „zam rożonym ” polem m a
gn ety czn y m c h m u rą „nadd źw ięk ow ą” . P ole w y nosi w te d y 50— 100 gam m a, zaś gęstość energii plazm y 5.10- 9 erg/cm 3 je s t p o ró w n y w aln a z gę
stością en erg ii pola.
Pole m ag n ety czn e o s y m e trii osiow ej i odpo
w iedn iej k o n fig u ra cji (ryc. 3) może stanow ić pu łap k ę m ag n e ty cz n ą dla cząstek n ałado w a
ny ch — protonów , jonów i elektronów . C ząstki te p o ru szają się w ta k ie j p u łapce po to ra c h ś ru bow ych o m ale ją c y m pro m ien iu i jeżeli są speł
nione pew n e w a ru n k i w y c h w y tu cząstki przez pole p ułap ki, to cząstka odbija się od obszarów żgęszczenia linii sił pola m agnetycznego, zw a
nych zw ierciad łam i m ag nety czn y m i. K o n fig u ra c ja ziem skiego pola m agnetycznego, k tó re je s t p rzy k ła d em pola k u listeg o dipola (z p ew ny m przyb liżen iem ), sp rz y ja w y c h w y ty w an iu przez nie cząstek nałado w anych . P ole ziem skie m oże więc stać się p u łap k ą m agn ety czn ą.
S ch w y tan e w tę p u ła p k ę cząstki — e le k tro n y i p ro to n y — p o ru sz a ją się po o rb ita ch p o łu d n i
kow ych, k tó re są zaw ężającym i się liniam i ś ru bow ym i w k ie ru n k u od ró w n ika geom agnetycz
nego n a północ i na południe. D odatkow y ru ch unoszenia (dryf) w y k o n u ją cząstki w k ie ru n k u rów noleżnikow ym . T ak więc o scylu jąc m iędzy zw ierciadłam i p ółnocnym i południow ym , p rze su w ając się zarazem w k ie ru n k u rów noleżniko
w ym , cząstki w y k o n u ją w p ułap ce m ag n ety cz
n ej bardzo sk o m pliko w an y ru c h po torze ś ru bow ym . S ch w y ta n e w te j pułapce cząstki tw o rzą prom ieniow anie pierścieniow e w pasm ach, k tó re w USA noszą nazw ę p asm V an A llena.
Istn ieje szereg te o rii w y jaśn iający ch m ec h a nizm w y c h w y tu cząstek n aładow an y ch przez ziem skie pole m agnetyczn e, ich rozk ład e n e r
gety czny i k ieru n k o w y , pochodzenie i czas po
b y tu w p u łap c e m ag n ety czn ej. W o p arciu o w cześniejsze pom iary, w y k onan e p rzy pom ocy
sztucznych satelitó w Ziem i oraz sond kosm icz
nych, przypuszczano, że istn ieją dw a pasm a pierścieniow e w m ag n eto sferze o c h a ra k te ry sty czny m składzie i rozm ieszczeniu: pasm o w e w n ę trzn e rozciąg ające się n a w ysokości od 1000 do 6000 km i m ak sim um n a tężen ia cząstek na w ysokości 3000 km , u tw o rzo ne przez e le k tro n y i p ro to n y pochodzące z n eutronow ego a l
beda Ziem i — pasm o ze w n ę trzn e n a w ysokości od 14000 do 60000 km , utw orzone p rze d e w szy st
kim przez e le k tro n y (ryc. 4, 5) pochodzące z w ia tru plazm ow ego.
P oglądy te uleg ły sko ry g o w an iu w rezu ltacie dalszych pom iaró w (ryc. 4, 5). O becnie p rz y j
m u je się istn ien ie jednego ty lk o p asm a p ierście
niowego, posiadającego m aksim a k o n c e n trac ji e lek tro n ó w i protonów . W yrzucony 16. 8. 1961 r.
s a te lita Ziem i E x p lo re r X II o k reślił m ak sy m aln ą w arto ść stru m ie n ia elektron ó w n a około
108/cm 2.sek dla en erg ii w iększych niż 20 keV oraz około 105/cm 2. sek dla energii ponad 2 MeV.
M aksim um k o n c e n trac ji elek tro n ó w w y p ad a w odległości 3 R e, co p o tw ierd za w cześniejsze p om iary radzieck ie (1960). Obecność pro ton ów stw ierdzono w całym obszarze m ag n e to sfe ry od 2 do 10— 12 R e czyli do g ran ic m ag n eto sfery . J e d n a k nie w y k ry to proto nó w o energii ponad 40 MeV w odległości w iększej niż 2,5 R e-
W arto p rz y okazji w spom nieć, że istn ie ją sztuczne pasm a pierścieniow e, stw orzone przez A m ery k an ó w przez eksplodow anie bom by w o
dorow ej o en erg ii 1,4 m egaton TN T n a w ysoko
ści 400 k m ponad w yspą Jo h n sto n a n a P a c y fik u 9 lipca 1962 r., w ram a ch p ro je k tu „ S ta rfis h ” . W brew b łęd n y m nadziejo m (i rachu nk om ) p ew nej g ru p y uczonych USA, pasm o to nie znikło w ciągu k ilk u m iesięcy, lecz istn ie je i będzie istnieć jeszcze przez k ilk ad ziesiąt lat, stanow iąc isto tn ą przeszkodę i niebezpieczeństw o dla sa
te litó w Ziem i, o b serw acji n auk o w ych i podróży kosm icznych człow ieka n a w iększych w ysokoś
ciach. V ^
Ryc. 4. P rz e strz e n n y i en e rg ety c zn y ro zk ła d s tru m ie n ia p ro to n ó w w p aśm ie p ierścieniow ym
Ryc. 5. P rz e strz e n n y i e n e rg ety c zn y ro z k ła d s tru m ie n ia e le k tro n ó w w paśm ie p ierścien io w y m dokoła Z iem i J6*
276
K O N S T A N T Y S T E C K I (Poznań)
W JA K I SPOSÓB NASZE ROŚLIN Y O W A D OŻERN E CH W YTAJĄ SW Ą ZDOBYCZ
Hyc. 1. P ły w acz p o sp o lity (U tricu la ria vu lg a ris L.)
Ryc. 2. P ly w acz p o sp o lity (U tricularia vu lg a ris L.):
a) odcinek liścia z p ęc h erzy k iem (pow. około 2 X );
b) p ę c h erzy k siln iej pow iększony (pow. około 10 X);
c) p ę c h e rz y k w p rz e k ro ju (pow. około 30 X). Wg S ch en c k a i G oebla ze S tra s b u rg e ra
Na s k u te k ab so rp c ji za w arto śc i p ę c h erzy k a przez jego śc ian k i i p rz e n ik a n ia je j do rkanek ro ślin y oraz w y d a la n ia n a d m ia ru w ody, p rz y istn ie n iu k o h ezji czyli spójności cząsteczek w o ’y w e w n ą trz p ęc h erzy k a i a d h e z y jn e m u jej p rzy le g a n iu do jego ściftnek, po
w s ta je w p ęch erzy k u ciśnienie u je m n e, k^óre w p u k la jego śc ian k i do w n ę trz a , co w y w o łu je elasty czn e ich n apięcie. W m om encie p o trą c e n ia szczecinek k la p k i przez k rę c ą c e się w w o ’zie z w ie rz ą tk a n a s tę p u je o tw a rc ie k la p k i, co p o w o d u je sp a d e k ciśn ien ia u je m nego w e w n ą trz p ęc h erzy k a , zw olnienie elasty czn ie n a p ię ty ch ścian ek , w y p u k le n ie się ic h n a z e w n ą trz i w es- W śród flo ry p olskiej z n a jd u je m y c z te ry ro d z a je
ro ślin ch w y ta ją cy c h z w ie rzęta. S ą to: pływ acz (U tri
cularia L.) z sześciom a g a tu n k a m i, ro sicz k a (Dro- sera L.) z trze m a, tłu sto sz (P inguicula L.) ró w n ież z trz e m a i a ld ro w a n d a (A ld ro v a n d a L.) z je d n y m g a tu n k ie m . Ł ącznie w ięc w e flo rz e p o lsk iej m a m y 13 g atu n k ó w ro ślin m ię so ż ern y ch , z k tó ry c h je d y n ie rosiczka o k rą g ło listn a (D rosera ro tu n d ifo lia L.) cieszy się w ięk szą p o p u la rn o śc ią , in n e n a to m ia st g a tu n k i są m n ie j znane.
O w adożerność, a ściślej m ó w iąc m ięsożerność, bo nie ty lk o ow ady, ale i in n e d ro b n e z w ie rz ą tk a s ta n o w ią zdobycz n asz y c h ro ślin , je s t zap ew n e p rze jaw em p rzy sto so w a n ia się ich do życia w w a ru n k a c h , gdzie siedlisko, g leb a lu b w oda, d o sta rc z a ją ro ślin ie zb y t m a łe ilości azotu, a ta k ż e z b y t m a ło soli m in e ra ln y c h p o ta so w y ch i fo sfo ro w y ch , k tó re ro ślin y m ię so ż ern e cz erp ią z ciał sc h w y ta n y c h zw ie rząt. W p ra w d z ie p o k a rm zdobyty, np. p rzez ro sicz k i d ro g ą o w adożerności, n ie m oże w zu p ełn o ści za stą p ić p o b ie ra n ia zw iązków azo to w y ch p rze z k o rze n ie i ro ś lin a m oże n o rm a ln ie ro zw in ą ć się bez p o k a rm u zw ierzęcego, je d n a k rosiczki od ży w ian e b ia łk ie m o w ad ó w ro sn ą zn aczn ie b u jn ie j i w y k sz ta łc a ją w ięc ej n a s io n niż po zb aw io n e tego po k a rm u .
Sposób c h w y ta n ia zdobyczy je s t u ró żn y ch ro d za jó w ro ślin m ięso ż ern y ch ró żn y , a p rz y tym n ie ty lk o po leg a n a b ie rn y m o czek iw an iu , aż p rzy p a d k o w o ow ad lu b in n e zw ie rz ą tk o z a trz y m a się n a liściu i zo stan ie ta m uw ięzione, a le ro ś lin a c h w y ta sw ą zdobycz w m n ie j lu b w ięcej czynny i często b ard z o p re c y z y jn y sposób. N a jb a rd z ie j czynnie za c h o w u ją się p rzy ty m
pływ acze (U tricularia L.) i a ld ro w a n d a, nieco m niej czynnie d o k o n u ją tego rosiczki (D rosera L.), a n a j
b a rd z ie j b ie rn y sposób c h w y ta n ia zdobyczy w y k a z u ją tłu sto sze (P in g u icu la L.).
P ły w acz e (U tricularia L.) p o sia d ają liście porozci
n a n e n a liczne n itk o w a te odcinki, a częściowo w y k sz tałco n e w p ostaci pęch erzy k ó w służących do chw y
ta n ia d ro b n y ch zw ie rz ą t żyjących w w o iz ie , ja k d ro
b n e sk o ru p ia k i — ro z w ie litk i, oczliki, ja k m a le ń k ie la rw y ow adów , ja k ro b a k i itp. N ajp o sp o litszy w n a szych jezio rach , zb io rn ik a c h w ody po w y b ra n y m to r fie, a n a w e t w ro w a c h w y p ełn io n y ch w o d ą pływ acz zw y czajn y (U tricularia vu lg a ris L.) na je d n y m liściu m oże m ieć do 200 p ęc h erzy k ó w łow nych. P ęch e rzy k ta k i, k tó re g o w e w n ę trz n a stro n a o d pow iada górnej s tro n ie liścia, m a n a w ierzch o łk u o tw o rek w ejściow y z a m k n ię ty szczelnie k la p k ą o tw ie ra ją c ą się do jego w n ę trz a a o p a trz o n ą szczecinkow atym i w ło sk a m i d zia
ła ją c y m i n a ru c h o m ą k la p k ę ja k dźw ignia.
sa n ie w ody p rzez o tw o rek w ejściow y do w n ę trz a p ę
ch e rzy k a ra z e m z d ro b n y m i zw ierzętam i. P ęch e rzy k w te n sposób w sysa, ja k b y „ p o ły k a” sw ą zdobycz.
K la p k a za m y k a ją c a po r u c h u w sy sa jąc y m n a ty c h m ia st z a m y k a o tw o rek w ejścio w y i uniem ożliw ia ucieczkę sc h w y tan y c h zw ierząt. G ruczołki tra w ią c e zn a jd u ją c e się n a w e w n ę trz n e j stro n ie p ęc h erzy k a w y d z ie la ją f e r m e n t ro zp u sz cz ają cy czyli tra w ią c y ciało ow ada, po czym m a te ria ły odżyw cze z o s ta ją zab so rb o w an e przez śc ian k i p ę c h e rz y k a i p rz e n ik a ją do tk a n e k rośliny.
P ływ acze p o lsk ą sw ą nazw ę zaw d zięczają tem u , że w iele z nich n ie m a zu p e łn ie k o rze n i i p ęd y ich p ły w a ją z a n u rzo n e w w odzie, a ty lk o pęd k w iato w y z g ro n em n ie lic zn y c h żółtych p o cz w aro w aty c h k w ia tó w w znosi się n a d p o w ierz ch n ię w ody. P ęd y p ły w a ją c e n a zim ę giną, a zim u je ty lk o ich pączek w ie rz chołkow y, w y k sz ta łc a ją c y się ja k o tzw . pączek zim u ją c y (g e m m u la , h ib e rn a c u lu m , tu rio n ), u tw o rzo n y przez k ró tk i, z w a rty o dcinek p ę d u z szczelnie do sie
bie p rzy le g a ją c y m i liśćm i. C ałość p rz e d sta w ia się ja k o tw a rd y i z w a rty k u lis ty tw ó r p a ro c e n ty m e tro w e j ś re dnicy, k tó ry to n ie n a zim ę i zim u je n a dnie zb io rn ik a w ody w m ule, a w io sn ą w y p ły w a k u p ow ierzchni w ody i szybko ro z w ija się w pęd pły w ający .
In n e u nas w y stę p u ją c e pływ acze, ja k pływ acz d ro b n y (U tricularia m in o r L.), p ływ acz p o śred n i (U. in te r m ed ia H ayne) i in. o d zn aczają się znacznie d ro b n ie j
szym i k s z ta łta m i niż pływ acz pospolity i sp o ty k a się je w naszy ch w o d ac h znacznie rza d zie j, n ie k tó re b a r dzo rzadko.
B ard zo rz a d k o s p o ty k a n ą u n as ro ślin ą je st, podob
nie ja k p ływ acze za n u rzo n a, p ły w ając a w w odzie i nie p o sia d ająca k o rze n i a ld ro w a n d a p ęc h erzy k o w a ta (A l- d ro va n d a vesicu lo sa L.), k tó ra je d n a k w zu pełnie inny sposób ch w y ta sw ą zdobycz. L iście je j, sto jąc e gęsto po k ilk a i k ilk a n a ś c ie w okółku, osadzone n a k lin o w a ty c h ogo n k ach o p atrz o n y ch k ilk o m a szczecinkam i, m a ją b laszk i k o listaw e , k tó ry c h połów ki są k u sobie n a c h y lo n e w zd łu ż n e rw u środkow ego pod k ą te m około 65°.
P o w ierzc h n ie w e w n ę trz n e połów ek liścia są zróż
n ic o w a n e n a o b e jm u ją c e się sie rp o w a to części. B rzeg liścia tw o rzy w ą sk ą i cienką obw ódkę o p a trz o n ą d ro b n y m i k o lc za sty m i szczecinkam i. Do n ie j p rzy leg a pół- k się ży c o w ata część blaszki, k u obw odow i p o k ry ta cz te ro d z ieln y m i gruczo łk am i. N a w e w n ę trz n e j p ó łk o listej części blaszki, p rz y le g ają ce j do n e rw u śro d k o w ego, z n a jd u ją się liczne o k rąg łe g ruczołki tra w ią c e oraz p ew n a ilość p o jed y n czy ch w ra ż liw y c h n a d otyk i sta w o w a to osadzonych szczecinek, k tó ry c h p o d raż -
Ryc. 3. U tricu la ria exoleta. P ęch e rz y k i w id zian e od spodu: a) p rze d ru c h e m w sy sający m , b) po ty m ru ch u .
W g B iinninga ze S tra s b u rg e ra
n ienie p o w oduje ru c h z a m y k a jąc y połów ek liścia, ta k że s ty k a ją się one b rze g am i i za m y k a ją zdobycz ja k w za m k n ię te j dłoni. R uchy liści ald ro w a n d y są w y w ołane obniżeniem się tu rg o ru k o m ó rek sk ó rk i górn ej stro n y liści. G ruczołki tra w ią c e w y d zie la ją fe rm e n t p ro teo lity cz n y i re s o rb u ją stra w io n e części. P o k ilk u dniach, a w ed łu g n ie k tó ry ch o b se rw ac ji dopiero po p a ru ty g o d n iach , połów ki liścia o tw ie ra ją się i znow u są gotow e do ch w y ta n ia dalszych ofiar.
Ryc. 5 .M uchołów ka k a ro liń sk a (D ionaea m u scip u la L.). W g D arw in a z S c h u m a n n a
Ryc. 4. A ld ro w a n d a p ęc h erzy k o w a ta (A ld ro v a n d a ve siculosa L.). W g H. P oto n ie z. J. M ow szow icza
278
Sposób c h w y ta n ia zdobyczy te j w o d n ej ro ślin y je s t id e n ty cz n y ja k u ży jącej n a lądzie p ó łn o c n o -a m e ry - k ań sk im , a pochodzącej z K a ro lin y , m u c h o łó w k i (D io - naea m u sc ip u la Ellis), u k tó re j połów ki liścia, ch w y ta ją c ow ady, s k ła d a ją się w zd łu ż n e rw u śro d k o w eg o z szy b k o ścią l/1'OO sek u n d y . N asza a ld ro w a n d a s tu la połów ki liścia znacznie w o ln ie j, gdyż śro d o w isk o w o dne sta w ia w iększy opór an iże li po w ietrze. R u c h s tu la ją c y liści odbyw a się u a ld ro w a n d y stopniow o.
T a ta k in te re s u ją c a ro ś lin a b y ła u w a ż a n a za n ie zm iern ie rz a d k o w y stę p u ją c ą w Polsce. P o d a w a n a b y ła z k ilk u m iejscow ości: spod K ra k o w a , z P o z n ań sk ieg o (Trzem eszno), z P o m o rz a (k. W ąbrzeźna), z K u ja w , gdzie zre sztą , b ęd ąc b ard z o w ra ż liw a n a zm ian y w ś ro dow isku, np. n a zanieczyszczenia w ody, p rze w a żn ie w yginęła. W p a r u m iejsco w o ściach m ia ła w y stę p o w a ć na Ś ląsku. Je d n a k ż e n ie d a w n o w 1958 r. zo stała o d k r y ta w L u belszczyźnie n a P o je z ie rz u W łodaw skim , gdzie w y stę p u je obficie i dość często w ta m te js z y c h jezio rach . T ak n iesp o d ziew an e o d n alez ien ie je j licz
n y c h sta n o w isk je s t zasłu g ą m łodego uczonego U n i
w e rs y te tu L ubelskiego, d ra D o m in ik a F i j a ł k o w s k i e g o .
S posób ch w y ta n ia ow adów p rzez ro sicz k i je s t p o w szechnie znany. O w ady w ię z n ą w le p k ie j w y d zie lin ie gruczołów , k tó re z n a jd u ją się n a w ie rz c h o łk a c h lic z
n y c h (u rosiczki o k rą g ło listn e j n a je d n y m liśc iu około 200) czułków . W ra żliw e są ty lk o w ierz c h o łk i czułków o p a trz o n e g ru cz o łk am i, k tó re p e rc y p u ją bodziec. S tą d p o d n ie ta p rze n o si się w dół czu łk a, n a s k u te k czego n a s tę p u je siln iejszy je g o w z ro st po je d n e j stro n ie i w y gin a się on k u śro d k o w i liścia. R u ch p o d ra ż n io n y c h czułków b rze żn y ch posiad a w te d y c h a r a k te r r u c h u
nastycznego, gdyż je s t niezależny od k ie ru n k u d zia
ła jąc eg o bodźca. G dy je d n a k ow ad usiądzie n a śro d k u liścia i p o d raż n io n e są d ro b n iejsze czułki środkow e, w ted y p o b u d zen ie je s t p rze k azy w a n e do czułków b rz e żnych i te z g in a ją się w k ie ru n k u d ziała ją ceg o bodźca, a w ięc ru c h ta k i m a ju ż c h a ra k te r ru c h u tropicznego, tj. zależnego od k ie ru n k u , sk ą d działa bodziec. R uchy n asty cz n e m ogą w ięc tu przechodzić w ru c h tro - piczny.
L iście ro siczk i re a g u ją chem o tro p iczn ie n ie tylk o n a b ia łk o ow adzie, ale rów n ież n a położone n a n ich k aw a łec zk i m ięsa, se ra czy b ia łk a ja ja kurzego. Je śli je d n a k położym y n a liść z iarn k o p ia sk u czy szkło, w te d y re a k c ji nie będzie. R uchy czułków są pow olne.
Od chw ili p o d raż n ien ia głów ki ru c h czułka m oże n a stą p ić ju ż po 10 se k u n d a c h i cały czułek m oże się w y giąć o 180° w ciągu m in u ty .
W P olsce ro sn ą trz y g a tu n k i rosiczek. N ajp o sp o li
ciej w y stę p u je rosiczka o k rąg ło listn a (D rosera ro tu n - d ifo lia L.), p ra w ie w y łącznie p rzy w ią z a n a do to rfo w isk w ysokich (Sphagneta). T o rfo w isk a w ysokie tw o rz ą b ard z o n ie k o rz y stn e w a ru n k i dla życia roślin.
Ryc. 8. R osiczka o k rą g ło listn a (D rosera r o tu n d ifo lia L.).
Wg S zen n ik o w a Ryc. 7. R osiczka d łu g o listn a (Drosera anglica Huds.)
Ryc. 8. R osiczka p o śred n ia (D rosera in te rm e d ia H ayne).
W g o kazu z n a tu ry rys. K. S tecki
G ru b y p o k ła d to rfo w c ó w i s ła b a ru ch liw o ść w ody w to rfo w is k u p o w o d u je sk ąp e d opływ anie soli m in e
r a ln y c h z gleby. R ów nocześnie b r a k w to rfo w isk ac h b a k te r ii n itry fik a c y jn y c h i in n y c h organizm ów pobie
r a ją c y c h azot z p o w ie trz a d ec y d u je o ubó stw ie w to r fo w isk u a z o tu p rzy sw ajaln e g o . T o rfow isko w ięc stw a r z a w a ru n k i b y to w a n ia dla ro ślin b ardzo n ie k o rz y stn e , sk ąp o ży w n e czyli oligotroficzne, ubogie w zasoby po k arm o w e , a rów nocześnie kw aśne. M ogą w ięc tu r o snąć ty lk o g a tu n k i m a ło w y m ag a ją ce pożyw ienia, tzw.
o lig o tro fy w zg lęd n ie ro ślin y o w adożerne ja k rosiczka, k tó re b r a k i p o k arm o w e u z u p e łn ia ją z ciała tra w io nych ow adów .
R osiczka o k rą g ło listn a po siad a zdolność tw o rze n ia dłu g ich m iędzyw ęźli i osadzania coraz to w yżej ro ze
te k liściow ych w m ia rę p rz y ro stu torfow ców , ta k że m ożna po o d stę p ac h jej corocznych ro ze tek liści ocenić szybkość n a r a s ta n ia torfow ców . T en g a tu n e k je s t n a j
b a rd z ie j d ostosow any do w y sokiej kw asow ości śro d o w isk a i nie znosi w a p n a w glebie.
R zadziej, choć n ie ra z raz em z p ierw szą, sp o ty k a się ro siczk ę d łu g o listn ą (D rosera anglica H uds. — D. lon- g ifolia L. p ro p.) o liściach w ydłużonych. J e s t ona znacznie m n iej w ra ż liw a n a obecność w a p n a w glebie, w y stę p u je ró w n ież n a to rfo w isk a c h n isk ich i n a k w a ś
n ych łąk ach . Na szybko p rz y ra sta ją c y c h to rfo w isk ac h sfag n o w y ch ro sn ą ć nie może, gdyż n ie po siad a zdol
ności w y tw a rz a n ia dłu g ich p rzy ro stó w ro czn y ch pędu ja k p o p rz e d n i g atu n ek .
B a rd z o rz a d k o sp o ty k a n y je s t trze ci nasz g atu n ek , ro siczk a p o śre d n ia (D. in te rm e d ia H ayne) ó liściach o d w ro tn ie ja jo w a ty c h lu b ło p a tk o w a ty c h i n ie ro zk ła -
Ryc. 9. P o d o tk n ięciu liścia tłu sto sz a (P ing u icu la L.) ciągną się za palcem liczne n ite cz k i le p k iej w ydzielin y
gruczołów
d ając y ch się p ła sk o ja k u ro sicz k i o k rąg ło listn e j, a b ard z iej w zniesionych. C h a ra k te ry sty c z n y dla tego g a tu n k u je s t sposób w y k sz ta łc a n ia pędów kw iato w y ch , k tó re w y ra s ta ją z łu k o w a te j n a s a d y i w czasie k w it
n ien ia n ie w iele p rz e ra s ta ją długość liści. J e s t to g a
tu n e k n ależ ąc y do e le m e n tu su b a tla n ty c k ie g o i w y
stę p u je głów nie n a północy i zachodzie E u ro p y (po środkow e W łochy aż do p ółnocnej S k a n d y n a w ii i R osji.
W A m ery ce ro śn ie od F lo ry d y i K u b y aż p o N ow ą F u n d lan d ię . W P olsce w y stę p u je m. in. w k ilk u s ta n o w isk ach w dolinie N oteci.
2 8 0
P o d o b n e liście ja k ro siczk a p o śre d n ia p o sia d a w y stę p u ją c y u n a s m ieszan iec d w u p ie rw sz y ch g a tu n ków , nie tw o rz y je d n a k w y g ięc ia n a pędzie k w ia to wym .
N a jb a rd z ie j b ie rn ie za c h o w u ją się podczas ch w y ta n ia ow adów tłu sto sze (P in g u icu la L.). Ich b la d e, p ła sk o rozłożone ro z e tk i liści p o k ry te są po g ó rn e j s tr o n ie b la sze k b ard z o licznym i d ro b n y m i g ru cz o łk am i w y d zie la jąc y m i f e r m e n t tr a w ią c y ciało ow ada. L iście w d o tk n ię c iu są ślisk ie i le p k ie. G dy d o tk n ie m y je p a l
cem i odsu n iem y go n a n ie w ie lk ą odległość, ciągną się za n im liczne, d e lik a tn e , p rz e jrz y s te n ite c z k i le p k iej w y dzieliny. W rażliw ość n a bodźce chem iczne, w y w o łan e obecnością uw ięzłych ow ad ó w w y ra ż a się je d y n ie le k k im zagięciem b rze g ó w liścia. O fia ra m i tłu - stoszy są d ro b n e m u sz k i i in n e n ie w ie lk ie ow ady.
B a rd z o p o sp o lity w d o lin a ch ta trz a ń s k ic h n a s k a l
n y m w ilg o tn y m podłożu źró d lisk je s t tłu s to sz a lp e js k i (P in g u icu la a lpina L.) o b ia ły c h k w ia ta c h z żółty m i p la m a m i w gardzieli. N ieco rza d zie j w y s tę p u je n a t o r fo w isk ac h i m o k ra d ła c h za ró w n o n a niżu, ja k i w gó
ra c h tłu sto sz p o sp o lity (P. v u lg a ris L.) o fio le to w y ch k w ia ta c h z b ia ła w ą p la m k ą w g ard z ieli. P o d a w a n y ja k o trz e c i g a tu n e k tłu sto sz d w u b a rw n y (P. bicolor Woł.), o k w ia ta c h m n ie jsz y ch i ła tk a c h k o ro n y b ia
łych, b a rd z o rza d k o zn ajd o w an y , w y m ag a k ry ty c z nego z b a d a n ia i być m oże je s t ty lk o fo rm ą p o p rze d niego.
J a k w y n ik a z opisu ró żn e sposoby ch w y ta n ia zw ie
r z ą t p rzez ro ślin y d ad zą się sp ro w ad zić do p ew nych w y k o n y w an y ch przez nie ruchów , k tó re o k reśla m y ja k o tro p iz n y czyli ru c h y k ie ru n k o w e lu b o rien ta c y jn e , je śli k ie ru n e k d ziała n ia bodźca d ec y d u je o k ie ru n k u ru c h u . G dy je d n a k ru c h w y k o n y w an y przez o rg an ro śliny je s t sta le te n sa m i niezależny od k ie ru n k u , skąd działa bodziec, w te d y n az y w am y ru c h ta k i n asty cz - nym . R u c h y te m ogą polegać albo n a zm ian ie tu rg o ru w n ie k tó ry c h tk a n k a c h roślin y , ja k to m a m iejsce u a ld ro w a n d y i m uchołów ki, je s t to w ięc ru c h tu r - gorow y, albo te ż n a szybszym przy ro ście je d n e j stro n y org an u , ja k to się dzieje w czu łk ach rosiczek, lub w reszcie n a d zia ła n iu sił k o hezyjnych, ja k to w id zie
liśm y u p ły w acza (ru ch kohezyjny). G dy działa bodziec chem iczny, m ów im y o chem o tro p izm ie lu b chem o- n a stii, je śli ro ślin a re a g u je n a doty k , w ted y m a m y do czy n ien ia z tig m o tro p izm e m czyli h ap to tro p izm e m lub h a p to -, czyli tig m o n astią.
J a k w id zieliśm y u rosiczki, ru c h y n asty cz n e i tro - piczne m o g ą n aw z aje m w siebie przechodzić.
RO M A N J. W O JT U S IA K (K raków )
SZTUCZNE S A T E L IT Y DO BADANIA W Ę D R Ó W E K Z W IE R Z Ą T
O g ro m n y rozw ój fizy k i i n a u k te c h n ic z n y c h o tw ie ra ta k ż e now e m ożliw ości dla biologii. P o w s ta ła w zw iąz
k u z ty m n o w a d y sc y p lin a n a u k o w a — bio fizy k a, k tó r e j je d n y m z po d d ziałó w je s t b io e le k tro n ik a . W y p ra cow anie n o w y ch m e to d i o p an o w a n ie n o w y ch te c h n ik p ra c y p rzy u życiu now oczesnej a p a r a tu r y w y m a g a d a le k o idącej sp e c ja liz a c ji o ra z w sp ó łp ra c y biologów z fiz y k a m i i te c h n ik a m i. P rz y k ła d e m ta k ic h b a d a ń k o m p le k so w y ch i r e a ln y c h m ożliw ości z a sto so w a n ia n a jn o w o c ze śn ie jsz ej a p a r a tu r y do n a u k b iologicznych m oże być p r o je k t b a d a n ia w ę d ró w e k zw ie rząt, o p rac o w a n y w U SA p rz e z p ro fe so ra o rn ito lo g ii n a U n iw e r
sy tecie w M in n eso ta, D. W. W a r n e r a , p rz y w sp ó ł
p ra c y W. W. C o c h r a n a, k ie ro w n ik a L a b o ra to riu m B io ele k tro n icz n eg o p rz y M u zeu m P rz y ro d n ic z y m w M in n e so ta *.
Z a g a d n ie n ie w ę d ró w e k z w ie rz ą t od n ie p a m ię tn y c h czasów in te re s u je człow ieka. P o czątk o w o było to z a in te re so w a n ie czysto p ra k ty c z n e człow ieka-łow cy, p o te m ta k ż e te o re ty cz n e. P o d sta w o w ą m e to d ą b ad aw czą, sto so w a n ą od w ie lu la t, je s t o b rąc zk o w an ie z w ie rz ą t i in n e ty p y z n a k o w an ia . M e to d a ta m a tę zaletę, że p o zw a la id e n ty fik o w a ć poszczególne osobniki. W ad ą je j n a to m ia st je s t sto su n k o w o m a ła w y d a jn o ść ze w zg lęd u n a to, że ty lk o n ie w ie lk i p ro c e n t z n a k o w a n y c h zw ie rz ą t je s t p o w tó rn ie o d ła w ian y o raz to, że nie p o zw ala ona n a śled zen ie dróg w ę d ró w e k w spo
sób ciągły. A w ła ś n ie ta ciągłość o b se rw a c ji w śledze-
• D w ain W. W a r n e r : Space T ra ck s. B lo elec tro n ic s e x - te n d s its fr o n tłe r s . N a tu ra l H isto ry , lu ty 1963. LX X II, n o 2.
N ew Y ork.
n iu szlaków w ęd ró w ek z w ie rząt oraz d o k ła d n e po
m ia ry m e teorologiczne u m ożliw iłyby lepsze zro zu m ie
nie o rie n ta c ji z w ie rz ą t i zależność m ig ra c ji od o k re ślonych czynników środow iskow ych. T ych w szy stk ich w a ru n k ó w n ie sp e łn ia n a w e t n ajn o w o c ze śn ie jsz a ze sto so w a n y ch m etod, k tó ra u m ożliw ia ogląd an ie lotu p ta k ó w zaró w n o w dzień, ja k i w nocy na e k ra n ie r a darow ym . P rz y użyciu te j m eto d y n ie m ożna bow iem id e n ty fik o w a ć z c a łą p ew nością a n i g atu n k ó w , an i poszczególnych osobników .
W ciąg u o sta tn ic h trz e c h czy cz te re ch la t p o w sta ła n o w a m e to d a b a d a n ia p rzem ieszczeń z w ie rz ą t w w a ru n k a c h n a tu ra ln y c h , dzięki zasto so w an iu m in ia tu ro w y ch u rzą d zeń e lek tro n ic zn y c h do „ z n a k o w a n ia ” zw ie
rz ą t. Z w ie rz ę ta z a o p a tru je się w m a le ń k ie n a d a jn ik i rad io w e , łączn ie z b a te ria m i w ażące zaledw ie około 20 gram ó w , k tó re m ogą p rze k azy w a ć o k reślo n e sygnały przez k ilk a tygo d n i do sta ły c h lub p rze n o śn y ch sta c ji od biorczych w te re n ie . T ą d ro g ą m ożna zdobyć dużo cen n y ch in fo rm a c ji d otyczących za ch o w an ia się zw ie
r z ą t ta k ic h , ja k : k ró lik i, p ie sk i ziem ne, jeżozw ierze, śm ierd zie le itp., k tó re p rzem ieszczają się n a n ie zn a cz
ne odległości od sw ego te ry to riu m . In fo rm a c je z n a d a jn ik ó w p rz e k a z y w a n e są do s ta c ji odbiorczych na sto su n k o w o n ie w ielk ie odległości. S y g n ały ra d io w e nie b ie g n ą bow iem po lin iac h k rz y w y c h ró w n o leg le do k rzy w iz n y Ziem i. S tą d sy g n ały rozchodzące się n ad Z iem ią u le g a ją p rz y w ięk szy ch odległościach dużym stra to m . Ś led zen ie w ięc dłuższych w ęd ró w ek zw ie rząt w y m ag a ło b y albo licznych a n te n odbiorczych um iesz
czonych n a w y so k ich w ieżach, albo sam olotów w ypo-
sażonych w odbio rn ik i, co pociągnęłoby za so b ą ogrom ne koszty i b y ło b y p racochłonne.
W spom niani w yżej uczeni a m ery k ań sc y , D. W. W a r
n e r i W. W. C o ch ran w p ad li n a pom ysł, że znacznie p rak ty c z n ie jsz y m sposobem zb a d an ia w ęd ró w ek licz
n ych zw ie rz ą t o d b y w ający ch d alek ie w ęd ró w k i w e w szy stk ich trz e c h śro d o w isk ach ziem skich, w w odzie, n a ląd zie i w p o w ietrzu , b y ło b y zastosow anie sztucz
nego sa te lity . S a te lita ta k i m u sia łb y być ta k sk o n stru o w an y , by o d b ie ra ł sy g n ały od licznych z w ie rząt zao p atrz o n y ch w n a d a jn ik i, w różn y ch częściach św ia
ta, a n a s tę p n ie p rze k a z y w a ł te sygnały do odpow ied
nich sta c ji n a Z iem i. I n te re s u ją c e biologów d an e m e
teorologiczne czy geofizyczne m ogłyby być uzy sk iw an e rów nocześnie z p o m ia ró w do k o n y w an y ch p rzez istn ie ją c e ju ż s a te lity m eteorologiczne, np. ty p u „T iros”.
N a te j p o d sta w ie m ożna b y zanalizow ać w p ły w ró ż
n y ch czyn n ik ó w n a m ig ra c je i o rie n ta c ję ptak ó w , np.
w p ły w te m p e ra tu ry , zach m u rz en ia , p ro m ie n io w an ia cieplnego, w ia tró w itp. O prócz u sta le n ia szlaków w ę
d ró w e k z w ie rz ą t w sk a li św iatow ej, p rzy pom ocy sztucznego s a te lity w sposób, k tó ry zostanie om ów iony poniżej, m ożna by m yśleć rów n ież w przyszłości o sk o n stru o w a n iu inn y ch u rzą d zeń te lem etry czn y ch , p o zw a lając y ch n a m ie rzen ie n a odległość in n y c h czyn
nik ó w fizjologicznych lu b środow iskow ych.
P ro je k to w a n y sa te lita „zoologiczny” m a poruszać się z szy b k o ścią około 29 000 k m n a godzinę (około 9 k m n a sek u n d ę), p rz y w ysokości o rb ita ln e j n a d b ie
gu n em 320 k m i o k rąż ać Z iem ię w ciągu 103 m inut.
P o siad a ć m a on u rzą d zen ie nadaw czo -o d b io rcze o w a dze 1—2 kg, z a silan e b a te ria m i zw ykłym i lu b lżejszy
m i b a te ria m i słonecznym i. O d b io rn ik m a m ieć od
po w ied n ią a n te n ę d o stosow aną do z a k re su często tli
w ości n a d a jn ik ó w p rzyczepionych do zw ierząt. S ygnały n a d a jn ik a s a te lity m u sz ą być dość m ocne, o n atęż en iu około 500 i^W. S y g n ały w y sy ła n e z sa te lity b ę d ą m ogły być o d b ie ra n e p rzez sta c je n a Z iem i z odległości p onad 1900 km . S a te lita ta k i zaś m ógłby odbierać sy g n ały od z w ie rz ą t z odległości około 1300 km . P rz y k ażd y m o k rą żen iu Z iem i s a te lita „p rz e g lą d a łb y ” p as szerokości około 2600 km , o k re śla ją c położenie zn a k o w an y c h n a d a jn ik a m i zw ierząt. W sk u tek o b ro tu Z iem i o rb ity sa te lity b ę d ą o pasyw ać Z iem ię w k ie ru n k u p o łu d n ik o w y m n a ró żn y c h długościach geograficznych, p rzy czym odległość k o le jn y ch o rb it n a ró w n ik u w ynosić m a 2600 km . W te n sposób s a te lita będzie m ógł lo k a
lizow ać z w ie rzęta w dow olnym m ie jsc u n a całej k u li ziem sk iej. O czyw iście, aby zlokalizow ać położenie zw ierzęcia, sa te lita m u si znajd o w ać się w zasięgu za
ró w n o n a d a jn ik a , ja k i zasięgu o d b io rn ik a sta c ji o d b iorczej n a Z iem i (ryc. 1).
N a to , by o d b ie ra ć sy g n ały z sa te lity przez cały czas jego lotu, m u sia ła b y istn ieć sieć 24 sta c ji odbiorczych, odpow iednio rozm ieszczonych n a k u li ziem skiej.
W k aż d ej sfa c ji zn a jd o w ałb y się o d b io rn ik oraz a n te n a d o stro jo n a do częstotliw ości n a d a jn ik a satelity . S y g n ały o d eb ra n e przez sa te litę z n a d a jn ik ó w u m iesz
czonych n a z w ie rzętac h i p rze k aza n e n a ziem ię b yłyby n a g ry w a n e n a ta śm ie m a gnetofonow ej. N a g ra n ia te m u sz ą być p o d d a n e odpow iedniej analizie. W p rzy p a d k u , gdy sy g n a ły n a d a jn ik ó w zagłuszone są w sk u te k in te rfe re n c ji, co p o w sta je p rzy dużej odległości sa te lity od zw ierzęcia zn ak o w an eg o n a d a jn ik ie m , an a liz ę p rze
p ro w a d z a się w a u d io sp e k tro m e trz e o m a łej cz ęstotli
w ości (10 cy k li n a sek. lu b m niej). W ąskie pasm o sp e k tr a ln e r e d u k u je n a ty le in te rfe re n c ję , że w łaściw e sy g n ały m o żn a w yróżnić. S y g n ały te p rz e d sta w ia się n a
Ryc. 1. Z esp ó ł sztu czn y ch sa te litó w i sta c ji n az ie m n y ch do b a d a ń w ęd ró w ek zw ie rz ą t (schem at w g D. W.
W arn era)
w y k re sie , n a k tó ry m zaznacza się częstotliw ość w sto su n k u do czasu. O trzy m a n a sinusoida, łącznie z d o k ła d nym czasem i położeniem sa te lity , p ozw ala zlokalizo
w ać położenie zw ierzęcia z dokład n o ścią do około 80 km . W a rto podk reślić, że o trzy m an ie każdej ta k ie j a n a lizy in fo rm a c ji z a jm u je 1500 ra z y w ięcej czasu (około 4 dni) niż p ie rw o tn e je j n a g ra n ie (4 m inuty).
P o n iew aż an a liz a ta śm m ag n eto fo n o w y ch je s t dość sk o m p lik o w an a i tru d n a , p ro je k to d a w c y su g e ru ją p o trz e b ę stw o rze n ia sp e cja ln eg o O śro d k a A nalizującego, k tó ry za jm o w a łb y się ta k ż e u zg a d n ia n iem w szelkich in fo rm ac ji. T u znów b y łoby pole do w sp ó łp rac y biolo
gów i fizyków . Do ta k ieg o O środka A n alizu jąceg o p rz e sy ła n e b y ły b y d an e biologiczne u zy sk an e w 24 sta c ja c h n az ie m n y ch zw iązan y ch z s a te litą zoologicznym oraz dan e m eteorologiczne, p rz e sy ła n e ze sta c ji n aziem n y ch gro m ad zący ch in fo rm a c je zdobyte przez sa te litę m e
teorologicznego i dotyczące w a ru n k ó w m eteorologicz
n ych p a n u ją c y c h n a dużych w ysokościach, ja k rów n ież dan e p rz e k a z y w a n e p rzez zw y k łe sta c je m e teo ro lo giczne i dotyczące w a ru n k ó w p a n u ją c y c h n a Ziem i.
T ak p rz e d sta w ia się te o re ty c z n y p la n b a d a ń przy pom ocy s a te lity zoologicznego. Z p la n u tego w y konano n a ra z ie d w a ty p y prób. P ierw sza p ró b a poleg ała na sk o n stru o w a n iu m a le ń k ic h n a d a jn ik ó w o w ad z e 15 g ram ó w i z b a d an iu zasięg u ich d ziała n ia p rz y w ię k szych w ysokościach. W ty m celu n a d a jn ik przycze
piono do w ysokościow ego b a lo n u badaw czego u ży w a
nego p rzez Z a k ła d F izy k i U n iw e rsy te tu w M innesota.
Gdy b alo n z n a jd o w ał się n a w ysokości 40 km , sy g n ał z n a d a jn ik a rozchodził się n a odległość 430 km , m im o że je st to re jo n dużej in te rfe re n c ji f a l rad io w y c h . P ró ba ta w y k a z a ła d o stateczn ie m ożliw ość p rz e k a z y w a - 37
282
n ia n a duże odległości sy g n a łó w z n a d a jn ik ó w m ig ru ją c y c h zw ierząt.
D ru g a p ró b a do ty czy ła ju ż za sto so w a n ia n a d a jn ik ó w do „ z n a k o w a n ia ” zw ie rząt. P ro to ty p n a d a jn ik a b y ł z a p ro je k to w a n y , w y k o n a n y i w y p ró b o w a n y n a w ię k szych p ta k a c h i n a d a je się d la ta k ic h g atu n k ó w , ja k gęsi, łabędzie, żu ra w ie czy a lb a tro sy , a ta k ż e d la zw ie
r z ą t ssących o d b y w ają cy c h d łuższe w ęd ró w k i, n p , r e
n ife ra am e ry k a ń sk ie g o i innych. G a tu n k i te są dość duże i silne, ab y nosić bez tr u d u n a d a jn ik i w ra z z z a sila ją c y m i b a te ria m i o łącznej w adze 20—60 gram ów , um ieszczone w w o re cz k u zaw ieszonym n a szyi zw ie
rzę cia (ryc. 2). W o sta tn im d n iu p a ź d ziern ik a 1962 r.
z a zn a k o w an o ta k im i n a d a jn ik a m i siedem gęsi k a n a dy jsk ich , k tó re w tra k c ie odb y w an ia d ługiej podróży z A rk ty k i do T ek sa su z a trz y m u ją się n a odpoczynek n a k o n ty n e n c ie p rze d o sta tn im e ta p e m m ig racji. W cią
gu 12 dni p o p rze d zając y ch m ig ra c ję p ta k i la ta ły m ało, chodziły, p ły w ały , sz u k a ły pożyw ienia, czyściły pióra.
W ty m czasie m ożna b yło o k reślić w k aż d ej chw ili m ie jsc e p o b y tu i czynności każdej zn ak o w an e j gęsi na p o d sta w ie sy g n ałó w z ich n ad a jn ik ó w . O b serw acje z ty c h 12 d n i p rzy n io sły dużo w iadom ości o zach o w a
n iu się p ta k ó w n a obszarze, gdzie się za trzy m ały . Gdy odleciały n a sw ą d alszą w ęd ró w k ę, sy g n ały ich n a d a j
n ik ó w p rz e sta ły d ocierać do naziem n ej sta c ji o dbior
czej. A le sy g n a ły ich były n a d a l w ysyłane w p rz e s trz e ń i gd y b y b y ły o d b ie ra n e p rze z sa telitę, m ożna by dow iedzieć się znacznie w ięcej o ta je m n ic a c h ic h m i
gracji.
Z a k re s in fo rm a c ji, k tó ry c h m oże dostarczyć, np. gęś, w ypo sażo n a w n a d a jn ik je s t te o re ty cz n ie n ie o g ra n i
czony. M ożna p rzy jego pom ocy ok reślić n ie ty lk o szybkość, w ysokość i k ie ru n e k lo tu p ta k a , ale ta k że te m p o u d e rz e ń sk rzy d e ł, ilość oddechów , te m p e ra tu rę ciała i w iele innych. Do w y ła w ia n ia z ta śm p ełn y ch szm eró w żąd an y c h in fo rm a c ji za p ro je k to w a n o sp e c ja l
n e biologiczne liczniki, k tó re m ożna b y tu zastosow ać.
P rz y o d pow iednio d o b ran y c h u rzą d zen iac h e le k tro n iczn y ch m ożna też będzie o k reślać n a p o d sta w ie sy
gnałów p o łożenie geograficzne z w ie rząt z w ię k sz ą do k ła d n o ścią do 30 km.
LU CYN A Ś W ID Z IN SK A (K raków )
JA K ZAPOBIEC W Y SY C H A N IU MORZA K A SPIJSK IEG O
M orze K a sp ijsk ie w ysycha. P ro c es te n od b y w a się n a oczach ludzi za m ie sz k u ją c y c h jego w y b rzeża i w o sta tn ic h trz e c h d z ie sią tk a c h la t ta k p r z y b r a ł n a sile, że p o w ażnie z a g ra ż a ró ż n y m gałęziom g o sp o d ark i, u za le żn io n y m od m o rza. Z n a le z ie n ie sp o so b u za h am o w a n ia tego pro cesu , p o w o d u jąc eg o z m n ie jsz a n ie się p o w ierz ch n i m orza, n ależy do n a jb a rd z ie j a k tu a ln y c h i p a lą c y c h p ro b lem ó w d n ia d zisiejszeg o w Z w iąz k u R ad zieck im i a b s o rb u je ró ż n y c h n a u k o w c ó w od sz e
re g u la t.
O k reso w e (w ieloletnie) d u że w a h a n ia po zio m u w ód są cech ą c h a ra k te ry s ty c z n ą te g o n a jw ię k sz e g o w e w sp ó łczesn ej epoce geologicznej je z io ra św ia ta . O bec
nie poziom jego leży o 27,6 m p oniżej po zio m u oceanu.
P rz y k ońcu o k re su czw arto rzęd o w eg o , w czasie zlo
d o w ac en ia w u rm sk ieg o , poziom te n się g ał 50 m Wyso
kości bezw zg lęd n ej, a w ięc b y ł o około 80 m w yższy.
P odczas te j o sta tn ie j w ie lk ie j tra n s g r e s ji, tzw . ch w a - ły ń sk ie j, M orze K a sp ijsk ie łączy ło się z M orzem C z a r
nym . C a łą N izinę N a d k a s p ijs k ą z a le w a ły w ów czas w ody, po k tó ry c h po zo stały osad y w p o sta c i sło n y ch glin, sołonczaków i w ielk ich o b sz aró w piaszczystych.
W o k resie polodow cow ym zaczy n a się re g re s ja m orza
z p ew n y m i n a w ro ta m i, ale ze s ta łą te n d e n c ją do zm n iejsza n ia p o w ierz ch n i z b io rn ik a w odnego.
W czasach h isto ry c zn y c h w ie lo k ro tn ie n o tow ano zarów no o p ad a n ie , ja k i podnoszenie się poziom u jego wód. P oziom obecny n ie je s t n ajn iższy ze znanych.
Ś w iad czą o ty m sz cz ątk i b u d o w li n a d b rz eżn y c h , p o chodzące z V I—V II w iek u , z n a jd y w a n e po d w odą w zd łu ż w y b rz eż y w okolicach B aku, D e rb e n tu , L enko- ra n i, w pob liżu u jścia T e re k u i w sz ereg u in n y c h m ie j
scowości. S ą one dow odem , że poziom m o rza b y ł w ó w czas o 4 m niższy od obecnego. W a h an ia w iek o w e są rozm aicie ocen ian e p rze z badaczy. O sta tn i najw y ższy sta n z a n o to w an o w w ie k u X II. D ok ład n iejsze d an e p o chodzą z połow y w ie k u X V I w iek u , ale ob se rw ac je sy ste m a ty c z n e ro zp o c zy n ają się dop iero od r. 1830.
L. S. B erg w y k re ślił, n a p o d sta w ie d an y c h h isto ry c z
nych, k rz y w ą zm ienności sta n ó w w ody (ryc. 1), na k tó re j w idać, że w ciąg u o sta tn ic h 150 la t poziom jej obniżył się o około 6 m . P o m a k sim u m , ja k ie m iało m ie jsc e w r. 1800, w n a s tę p n y m d w u d ziesto leciu zazn a
cza się ra p to w n y sp a d e k o około 3 m , po czym w la ta c h 1820—1925 m a ją m iejsce d ro b n ie jsz e oscylacje w g ra n ic a c h 1,25 m. S zczególnie silne, n ie p rz e rw a n e Ryc. 2. N a lew o gęś z zaw ieszo n y m n a szyi n a d a jn i
k o m rad io w y m , n a p ra w o u g ó ry w o re cz ek z n a d a j
n ik ie m , n a p ra w o u dołu n a d a in ik w p o ró w n a n iu z m o n e tą (wg D. W. W a rn era)
