WSZECHSWIAT
PISMO PRZYRODNICZE
Tom 100 Nr 9 , Wrzesień 1999
Depresja i zwierząt Cudowny banan
Nie
JASKÓŁKI DYMÓWKI. Hirudo nistica przed odlotem. Fot.ZdzisławJ. Zieliński
Z polskimi przyrodnikaird od 3 kwietnia 1882
Zalecany do bibliotek nauczycielskich i licealnych od r. 1947 (pismo Ministra Oświaty nr IV/Oc-2734/47) Wydano z pomocą finansową Komitetu Badań Naukowych
Treść zeszytu 9 (2429)
K. G r o m y s z-K a ł k o w s k a , E. S z u b a r t o w s k a , Dwa oblicza wanadu . . . . 185 M. K i e r u z e 1, Orientacja przestrzenna pszczoły obrostki rudonogiej ... 189 J. W i e r o ń s k a , Usunięcie opuszek węchowych jako zwierzęcy model depresji . . 191 I. K a s p r z y k , Pyłek roślin - przedmiot badań aerobiologii... 194
PRZYRODA, EKOLOGIA, ŚRODOWISKO
Co zniekształca ogonki liściowe topól (M. Skrzypczyńska)... 197 Charakterystyczna deformacja świerka Picea abies (L.) Karst. na wylesionych
obszarach w Sudetach Zachodnich (S. Samojło) ... 198
DROBIAZGI
Sięgnij po banana (K. Tokarski, A. Pałucha)... 199
„Dzień śmierci owadów" (S. Knutelski) ... 200
WSZECHŚWIAT PRZED 100 LATY (opr. J G V )... 201
ROZMAITOŚCI
Zmienność pogpdy (J. Latini). - Nawet kwiaty (J Latini) ... 203
OBRAZKI MAZOWIECKIE (Z. Polakowski) ... 204
RECENZJE
E.U. von W e i z s a c k e r : Das Jahrhundert der Umwelt. Vision: Oeko-effizient
leben und arbeiten (J. W ałow ski)... 204
KRONIKA
Nie zabijać królowej! (W. N ow icki)... 205
KOMUNIKAT . . . .*... 206
* * *
O k ł a d k a : OWOCUJĄCY JARZĄB POSPOLITY Sorbus aucuparia. Fot. Krzysztof Spałek
Rada redakcyjna: Praewadmczęca: Halina Kizanowska Z«a przewodniczącego: Jerzy Yetaiani, Sdkmetaiiz Rady: tama Nalepa
Członkowie". Stefan Alexandrowicz, Anchzej Jamkun, Jeray Kreiner, Wiesław Kraemiiiski, Barbara Ftytycz, Marek Sanak, Januaiy Weiner, Bronisław W. Wołoszyn
Komitet redakcyjny: Redaktor Naczelny; Jerzy Yefalani, Z-ca Redaktora Naczelnego: Halina Kmnowska Sekretarz Redakcji: Wanda Lohmanowa, Członkowie: Stefan Alexandrowicz, Baribara Ftytycz, Janmiaiy Weiner
Adres Redakcji: Redakcja Czasopisma W szechświat, 31-118 Kraków, u l Podwale \ tel (0-12) 22-29-24 e-mait nfveltula@cyf-krjedu.pl; Strona internetowa http^/waclawiemaJcrakow.p¥~ wszech
PRZEPISY DLA AUTORÓW
1. W stęp
Wszechświat jest pismem upowszechniającym wiedzę przyrodniczą, przeznaczonym dla wszystkich interesujący d i się postępem nauk przyrodniczych, a zwłaszcza młodzieży licealne) i akademickiej.
Wszediświat zamieszcza opracowania popularnonaukowe ze wszystkich dziedzin nauk przyrodniczych, ciekawe obserwacje przyrodnicze oraz fotografie i zaprasza do współpracy wszystkich chętnych Wszechświat nie jest jednak czasopismem zamieszczającym oryginalne doświadczalne prace naukowe.
Nadsyłane do Wszechświata materiały są recenzowane przez redaktorów i specjalistów z odpowiednich dziedzin. O ich przyjęciu do druku decyduje ostatecznie Komitet Redakcyjny, po uwzględnieniu merytorycznych i popularyzatorskich wartośd pracy. Redakcja zastrzega sobie prawo wprowadzania skrótów i modyfikacji stylistycznych Pocz^kującym autorom Redakcja będzie niosła pomoc w opracowaniu materiałów lub wyjasriała powody odrzucenia pracy.
2. T y p y prac
Wszechświat drukuje materiały w postaci artykułów, drobiazgów i ich cykli, rozmaitości, fotografii na okładkach i wewnątrz numeru oraz listów do Redakcji.
Wszechświat zamieszcza również recenzje z książek przyrodniczych oraz krótkie wiadomości z żyda środowisk przyrodniczych w Polsce.
Artykuły powinny stanowić oryginalne opracowania na przystępnym poziomie naukowym, napisane żywo i interesująco również dla laika. Nie mogą ograniczać się do wiedzy podręcznikowej. Pożądane jest ilustrowanie artykułu fotografiami, rycinami kreskowymi lub schematami Odradza się stosowanie tabel, zwłaszcza jeżeli mogą być przedstawione jako wykres. W artykułach i innych rodzajach materiałów nie umieszcza się w tekście odnośników do piśmiennictwa (nawet w formie: autor, rok), z wyjątkiem odnośników do prac publikowanym w e wcześniejszych numerach Wszechświata (w formie: „patrz Wszechświat rok, tom, strona"). Obowiązuje natomiast podanie źródła przedrukowywana lub przerysowanej tabeli bądź ilustracji oraz — w przypadku opracowania opierającego się na pojedynczym artykule w innym czasopiśmie — odnośnika dotyczącego cafego źródła Przy przygotowywaniu artykułów rocznicowych należy pamiętać że nie mogą się one, ze względu na cykl wydawniczy, ukazać wcześniej niż 4 miesiące po ich złożeniu do Redakcji.
Artykuły (tylko one) są opatrzone opracowaną przez Redakcję notką biograficzną. Autorzy artykułów powinni podać dokładny adres, tytuł naukowy, stanowisko i nazwę zakładu pracy, oraz informacje, które chcieliby zamieścić w notce. Ze względu na skromną objętość czasopisma artykuł nie powinien być dłuższy niż 9 stron
Drobiazgi są krótkimi artykułami, liczącymi 1—3 strony maszynopisu. Również i tu ilustracje są miłe widziane. Wszechświat zachęca do publikowania w tą formie własnych obserwacji.
Cykl stanowi kilka Drobiazgów pisanych na jeden temat i ukazujących się w kolejnych numerach Wszechświata. Chętnych do opracowania cykłu prosimy o wcześniejsze porozumienie się z Redakcją.
Rozmaitości są krótkimi notatkami omawiającymi najaekawsze prace ukazujące się w międzynarodowych czasopismach przyrodniczych o najwyższym standardzie. Nie mogą one być tłumaczeniami, ale powinny być oryginalnymi opracowaniami. Ich objętość wynosi 0,3 do 1 strony maszynopisu Obowiązuje podanie źródła (skrot tytułu czasopisma, rok, tom: strona).
Recenzje z książek muszą być interesujące dla czytelnika- k h celem jest dostarczanie nowych wiadomośa przyrodniczych, a nie informacji o książce. Należy pamiętać, że ze względu na cykl redakcyjny i listę czekających w kolące, recenzja ukaże się zapewne wtedy, kiedy omawiana książka już dawno zniknie z rynku. Objętość recenzji nie powinna przekraczać 2 stron maszynopisu.
Kronika drukuje krótkie (do 1,5 strony) notatki o aekawszych sympozjach, konferencjach itd. Nie jest to kronika towarzyska i dlatego prosimy nie robić wyliczanki autorów i referatów, pomijać tytuły naukowe i nie rozwodzić się nad ceremoniami otwarcia, a raczej powiadomić czytelnika, co dekawego wyszło z omawianą imprezy.
Listy do Redakcji mogą być różnego typu Tu drukujemy m. in. uwagi dotyczące artykułów i innych materiałów drukowanych we Wszechświede. Objętość listu nie powinna przekraczać 1,5 strony maszynopisu Redakcja zastrzega sobie prawo selekcji listów i ich edytowania.
Fotografie przeznaczone do ewentualną publikacji na okładce lub wewnątrz numeru mogą być czarno-białe lub kolorowe. Każde zdjęde powinno być podpisane na odwrocie. Podpis powinien zawierać nazwisko i adres autora i proponowany tytuł zdjęcia. Należy podać datę i miejsce wykonania zdjęcia.
Przy fotografiach zwierząt i roślin należy podać nazwę gatunkową polską i łacińską. Za prawidłowe oznaczenie odpowiedzialny jest fotografujący.
Pizy wykorzystywaniu zdjęć z innych publikacji prosimy dołączyć pisemną zgodę autora lub wydawcy na nieodpłatne wykorzystanie zdjęcia.
3. Form a nad syłanych m ateriałów
Redakcja przyjmuje do druku tylko starannie wykonane, łatwo czytelne maszynopisy, przygotowane zgodnie z Polską Normą (30 linijek na stronę, ok.
60 uderzeń na linijkę, strony numerowane na górnym marginesie, lewy m aig ine co najmniej 3 cm, akapity waęte na 3 spacje), napisane przez czarną, świeżą taśmę. Bardzo chętnie widzimy prace przygotowane na komputerze. Wydruki komputerowe powinny być wysokiej jakości.
Tabele należy pisać nie w tekśae, ale każdą na osobną stronie. Na osobną stronie należy też napisać spis rycin wraz z ich objaśnieniami. Rydny można przysyłać albo jako fotografie, albo jako rysunki kreskowe w tuszu, na kalce technicznej. Powinny być ponumerowane i podpisane z tyłu lub na marginesie ołówkiem.
Fotografie ilustrujące artykuł muszą być poprawne technicznie. Przyjmujemy zarówno zdjęcia czarno-białe, jak i kolorowe (pozytywy i negatywy). Fotografie okładkowe — tylko fotografie, chętniej pionowe („portrait").
Materiały powinny być przysyłane z jedną kopią. Kopie maszynopisów i rycin, ale nie oryginały, mogą być kserogramami. Kopie rydn są mile widziane, ale nie obowiązkowe.
Zaakceptowana praca po recenzji i naniesieniu uwag redakcyjnych zostanie zwrócona autorowi celem przygotowania wersji ostateczną. Przesłanie ostatecznej wersji również w formie elektronicznej (dyskietka lub plik dołączony (attachment) w e-mail), znacznie przyspieszy ukazanie się pracy drukiem. Wszelkie odnośniki do www mile widziane. W braku zastrzeżeń uważamy, że autorzy wyrażają zgodę na wykorzystanie nadesłanych materiałów w intemeda
Prace należy nadsyłać pod adresem Redakcji (Podwale 1,31-118 Kraków). Redakcja w zasadzie rue zwraca nie zamówionych materiałów.
Autor otrzymuje bezpłatnie jeden egzemplarz W szechśw iata z wydrukowanym materiałem.
Wydawca: Polskie Towarzystwo Przyrodników im. Kopernika, Kraków, ul. Podwale 1
PISMO POLSKIEGO TOW ARZYSIW A PRZYRODNIKÓW IM KOPERNIKA
W YD A W A N E PRZY W SPÓ ŁU D ZIA LE PO L SK IEJ A K A D E M II U M IEJĘTN O ŚC I
TOM 100 WRZESIEŃ 1999 ZESZYT 9
ROK 118 2429
K A Z IM IE R A G ROM YSZ-KA ŁKOW SKA, EW A SZUBARTO W SKA (Lublin)
DWA OBLICZA W ANADU
Andres Manuel del Rio, profesor mineralogii w Co- legio de Mineria w Mexico City, prowadząc w 1801 roku badania nad minerałem zwanym brunatnym oło
wiem, doszedł do wniosku, że zawiera on nowy metal, podobny do chromu i nadał mu nazwę erythronium z powodu czerwonej barwy, jaką przybierały jego sole po spaleniu. Minerał badany przez del Rio znany jest obecnie jako wanadynit PbCh 3Pb3(V0 4)2, a czerwone zabarwienie przy spalaniu pojawia się wskutek utwo
rzenia pięciotlenku wanadu, V2 0s. W 1830 roku Nils Gabriel Sefstróm, chemik szwedzki, ustalił obecność nowego pierwiastka w niezwykle wytrzymałym i cią- gliwym kawałku żelaza, otrzymanego z rudy kopalni Taberg. Po rozpuszczeniu żelaza w kwasie solnym utworzył się czarny, nierozpuszczalny proszek, za
wierający nowy pierwiastek. Metalowi temu Sefstróm nadał nazwę wanadium ku czci Vanadis, skandyna
wskiej bogini, żony Odyna, zgodnie z panującym wówczas zwyczajem nazywania pierwiastków imio
nami pogańskich bóstw. W tym samym czasie Frie
drich Wohler zainteresował się „brunatnym ołowiem"
i w 1831 roku ustalił identyczność wanadium Sefstróma z erythronium del Rio. W polskim piśmien
nictwie chemicznym wanad został opisany po raz pierwszy w 1839 roku przez Feliksa Radwańskiego, który użył spolszczonej nazwy wanad, obowiązującej do chwili obecnej. W latach 1868-1870 Roscoe wyod
rębnił wanad przez redukcję dwuchlorku VCl2- Uzy
skany produkt zawierał 95,8% czystego metalu.
Wanad jest srebrzystobiałym metalem o gęstości 6,11 g/cm3. Temperatura topnienia tego metalu wy
nosi 2160 K, a temperatura wrzenia 3650 K. W stanie bardzo czystym jest miękki i plastyczny, jednak pod
wpływem zanieczyszczeń staje się twardy. W przy
rodzie występuje wanad 51 (99,75%) z niewielką do
mieszką promieniotwórczego wanadu 50 (0,25%).
Wanad odporny jest na korozję dzięki ochronnej warstwie tlenkowej. W temperaturze pokojowej jest odporny na działanie kwasu solnego i umiarkowanie stężonego kwasu siarkowego, atakują go jednak stę
żone kwasy: azotowy, siarkowy i fluorowodorowy.
Wanad nie ulega działaniu roztworów mocnych za
sad. Stapiany z wodorotlenkami litowców wydziela z nich wodór tworząc wanadany. Silnie ogrzany spala się w powietrzu z utworzeniem pięciotlenku. W pod
wyższonej temperaturze reaguje także z wodorem, azotem, węglem i chlorowcami tworząc wodorki, azotki, węgliki i halogenki.
Najtrwalszym stopniem utlenienia wanadu jest +5.
Można łatwo przeprowadzić go na niższe stopnie ut
lenienia: +4, +3 i +2. W szeregu związków wanadu przy przejściu od stopnia utlenienia +2 do +5 ich cha
rakter zmienia się z jonowego na kowalencyjny.
Związki wanadu na +2 i +3 stopniu utlenienia są jo
nowe. Tlenek VO ma charakter zasadowy. Na +4 sto
pniu utlenienia wanad tworzy kowalencyjny cztero
chlorek VCL, oraz amfoteryczny tlenek od któ
rego pochodzą nietrwałe wanadyny, a także odzna
czające się dużą trwałością sole wanadylowe zawie
rające kation wanadylowy VO+2. Na +5 stopniu ut
lenienia wanad tworzy amfoteryczny pięciotlenek V2C>5; jest on bezwodnikiem licznych kwasów wana
dowych. Właściwości zasadowe ^ O s zaznaczają się w tym, że w silnie zakwaszonych roztworach pojawia się dodatni jon V 0 2+ (oksowanadowy). Jednak jego charakter kwasowy przeważa nad zasadowym.
186 Wszechświat, t. 100, nr 9/1999 Wanad jest stosowany głównie w metalurgii. Najbar
dziej masową formą jego użytkowania jest żelazowa
nad. W tej postaci jest dodawany do stali oraz żeliwa stopowego. Wanad w stalach stopowych powoduje zmniejszenie ziarna, zwiększenie wytrzymałości na rozrywanie, plastyczności, a zwłaszcza odporności na wysokie temperatury. Duże znaczenie mają też stale budowlane niskostopowe z zawartością wanadu 0,02- 0,1%, które stosuje się do budowy rurociągów ropy na
ftowej i gazu ziemnego na obszarach arktycznych.
Pewne ilości wanadu używane są, w formie stopu wa- nadowo-aluminiowego, do produkcji stopów nieżela
znych, tytanowo-aluminiowych w celu podwyższenia odporności na działanie wysokich temperatur. Stopy te wykorzystywane są przy budowie samolotów i ele
mentów rakiet, a także w reaktorach atomowych.
Związki wanadu wykorzystywane są w przemyśle chemicznym. Pięciotlenek wanadu używany jest jako substancja czynna, katalizująca procesy utleniania.
Przemysł szklarski stosuje pięciotlenek wanadu do produkcji specjalnego szkła zatrzymującego promie
niowanie pozafiołkowe. Niższe tlenki oraz chlorki wanadu używane są w przemyśle ceramicznym. Siar
czany wanadu stosowane są w przemyśle farbiarskim i fototechnice. Węgliki wanadu znajdują zastosowanie w metalurgii proszkowej do wytwarzania spieko
wych materiałów na ostrza noży tokarskich i świ
drów górniczych.
Wanad stanowi 0,0135% dostępnej badaniom części skorupy ziemskiej i zajmuje wśród wszystkich pier
wiastków 23 miejsce pod względem rozpowszechnie
nia. Podlega on koncentracji w magmowych skałach zasadowych oraz w utworach ilastych. Znanych jest 135 różnych minerałów o zawartości wanadu powy
żej 1-2%. Pierwiastek ten występuje głównie w po
staci siarczków, tlenków, siarczanów, wanadanów, krzemianów oraz jako domieszka w tzw. tytanomag- netytach. Najważniejsze minerały to:
— kamotyt K2(U0 2)2(V0,i)2 3H 20
— wanadynit Pb5(V0 4)3Cl
— roscoelit K (V, Al, M g)2 (Si, A1)V4Oio (OH)2
— patronit VS4
Szczególną podatność przejawia wanad do koncen
tracji w biolitach. Jego zawartość w popiołach węgli kamiennych może dochodzić do 1 0 0 0 ppm, a w po
piołach ropy naftowej do około 20000 ppm. Duże na
gromadzenie wanadu w biolitach, a zwłaszcza w ro
pie naftowej tłumaczy się silną sorpcją V+3 przez sub
stancję organiczną oraz jego zawartością w chlorofilu i barwnikach hemowych w organizmach, z których powstała ropa.
Całkowita zawartość wanadu w glebach waha się od kilku do 500 ppm. Największy udział tego pier
wiastka przypada na ogół na rędziny, a najmniejszy na gleby organiczne. W anad w glebach związany jest głównie z tlenkami żelaza oraz minerałami ilastymi, a także z niektórymi frakcjami organicznymi, głównie z kwasami huminowymi, z którymi tworzy łatwo rozpuszczalne kompleksy. Ruchliwymi formami wa
nadu w glebach są kation VO+2 oraz aniony VCV3 i V 0 3-. Zawartość wanadu w glebach może być pod
wyższona w zasięgu oddziaływania emisji z hut me
tali, zakładów cementowych oraz przeróbki fosfory
tów, a przede wszystkim w pobliżu elektrowni wę
glowych i rafinerii ropy naftowej (ryc. 1).
Zawartość wanadu w wodach jest zróżnicowana.
W wodzie morskiej jest go mniej niż w wodach lą
dowych. Przeciętne stężenie tego pierwiastka w wo
dach morskich wynosi 2,5 jo.g/1, a w rzekach i jezio
rach 4,0 |ig/l, przy czym w wodach zanieczyszczo
nych może sięgać 100 (o.g/1, a nawet 300 fxg/l. Wanad w wodzie występuje najczęściej w formie kationu VO +2, anionu VCV3 oraz kompleksowych jonów orga
nicznych. Trafia on do zbiorników wodnych ze ście
kami przemysłowymi i komunalnymi. Pierwiastek ten jest wiązany przez osady denne, a jego zawartość w osadach jest wskaźnikiem zanieczyszczenia wód. Pod
lega on także bioakumulacji w fito- i zooplanktonie.
Stężenie wanadu w powietrzu atmosferycznym jest zróżnicowane i zależy od stopnia zurbanizowania i uprzemysłowienia poszczególnych obszarów na kuli ziemskiej. Przeciętna zawartość tego pierwiastka w powietrzu nad biegunem południowym wynosi za
ledwie 0,0006 ng/m3, podczas gdy nad miastami Ameryki Północnej sięga 200 ng/m3. Nad Spitsber
genem stężenie wanadu wynosi od 0,4 do 2 ng/m3, nad niezamieszkałymi obszarami Wielkiej Brytanii od 5 do 10 ng/m3. Źródłami wanadu w atmosferze są:
spalanie paliw płynnych i stałych, przemysł metalur
giczny, koksowniczy, petrochemiczny oraz elektrocie
płownie opalane węglem i mazutem (ryc. 2).
W roślinach wanad występuje w zróżnicowanych ilościach. Ogólnie biorąc jego zawartość jest niska (0,1-4 ppm) i jest zazwyczaj odzwierciedleniem poziomu w glebie. Jednak nie w każdych warunkach rośliny po
bierają jednakowe ilości tego pierwiastka. Proces ten zależy m.in. od rodzaju gleby oraz zawartości w niej innych makro- i mikroelementów. Stwierdzono, że obecność selenu wpływa stymulująco na pobór wana
du, natomiast jony wapnia hamują ten proces.
Stężenie wanadu w roślinach z rejonów przemy
słowych jest wyraźnie podwyższone, a mianowicie popiół porostów z okolic rafinerii ropy naftowej za
wiera do 180 ppm, a popiół krzewu z rodzaju Arte- misia z pobliża fabryki nawozów fosforowych 700 ppm tego pierwiastka.
Obserwuje się także różnice w poziomie wanadu zależnie od stopnia rozwoju ewolucyjnego roślin. Sto
sunkowo duże ilości tego pierwiastka kumulują mchy oraz niektóre grzyby, np. muchomor czerwony Ama- nita muscaria, u którego poziom wanadu przekracza 100 ppm. U tego grzyba wanad wchodzi w skład związku określanego jako amawadyna o wzorze:
0,5 km 2,5 km 6 km 10 km 50 km
Ryc. 1. Zaw artość w anadu w glebie w zależności od odległości od „P etroch em ii" w Płocku (na podstw ie d anych liczbow ych Biernackiej i w sp., 1983)
Wszechświat, t. 100, nr 9/1999 187
spalanie paliw płynnych
m
elektrociepłownie opalane węglem
i m azutem
]L
A Alprzemysłkoksowniczy
V
Jprzemysłm
metalurgiczny przemysł
petrochemiczny
przemysł elektrochem iczny
Ryc. 2. A ntropogeniczne źródła w anadu
Ci2H2oN2V O ii H2O. Z roślin wyższych zdolność ku
mulacji mają niektóre gatunki z rodzajów Allium, Astmgalus, Castilleja i Chrysothamnus. Ilość wanadu w suchej masie tych roślin może znacznie przekraczać 100 ppm.
Rozmieszczenie wanadu w roślinie nie jest równo
mierne. U owsa, pszenicy, gorczycy i rzepaku stwier
dzono wyższą zawartość tego składnika w słomie niż w ziarnie a u buraka i ziemniaka znacznie wyższe stężenie w częściach nadziemnych niż w korzeniach i kłębach.
Już przed 60. laty stwierdzono, że wanad wywiera dodatnie działanie na mikroorganizmy wiążące azot elementarny. W związku z tym zwrócono szczególną uwagę na jego wpływ na rośliny motylkowate.
Stwierdzono korzystny wpływ tego pierwiastka na wzrost plonu grochu, koniczyny, łubinu i seradeli, związany ze zwiększonym przyswajaniem azotu. Jed
nakże nawożenie wanadem zwiększa plony także in
nych gatunków roślin, nie należących do motylkowa
tych. Wanad poprawia niekiedy również jakość plo
nów- Wskutek nawożenia tym składnikiem stwier
dzono wzrost zawartości białka w ziarnie kukurydzy, witaminy C i karotenu u roślin motylkowatych, cu
krów w owocach winorośli.
Działanie wanadu na rośliny zależy w znacznym stopniu od formy, w jakiej się go stosuje do nawo
żenia. Jako anion może wpływać korzystnie, jako ka
tion — ujemnie. Wpływ omawianego pierwiastka za
leży także od zastosowanej dawki. Korzystny wpływ wywiera wanad tylko wówczas, gdy jego dawki są niewielkie. Wysokie dawki tego pierwiastka działają na rośliny szkodliwie, co przejawia się, między inny
mi, obniżeniem plonu. Wrażliwość różnych gatun
ków roślin na nadmiar wanadu nie jest jednakowa.
Szczególnie silnie obniżką plonów reagują rzepak ozi
my i pszenica ozima. Do roślin mniej wrażliwych na
leży cebula i traganek. Zbyt wysokie dawki wanadu powodują zahamowanie rozwoju roślin, zmniejszenie
się ich wysokości, grubości łodyg i wielkości blaszek liściowych oraz obniżenie zawartości składników po
karmowych i aktywności reduktazy azotanowej.
Fizjologiczna rola wanadu u roślin wyższych nie została jeszcze w pełni poznana. Wiadomo natomiast, że u glonów pierwiastek ten stymuluje proces foto
syntezy. Wykazano to dla glonu Scenedesmus obliąuus.
Przy niedoborze wanadu następował znaczny spadek zawartości chlorofilu, natomiast w jego obecności wzrastała intensywność fotosyntezy, ale tylko przy silnym oświetleniu. Wykazano też, że wanad bierze udział w procesie fotosyntezy u glonu Chlorella.
Wanad wchodzi w skład niektórych enzymów wy
stępujących u mikroorganizmów. U bakterii Azotobac- ter mnelandii i sinicy Anabena variabilis odkryto nitro- genazy zawierające wanad.
Ssaki lądowe zawierają znacznie mniej wanadu (0,002-0,05 ppm) niż organizmy morskie (0,03-5 ppm).
Bardzo ciekawą grupę zwierząt stanowią osłonice (Tunicata). Zwierzęta te, zwłaszcza z gromady żachw (Ascidiae) gromadzą wanad w komórkach krwi, gdzie może on osiągać stężenie rzędu 4%. W komórkach tych, zwanych wanadocytami, wanad występuje we
wnątrz wakuoli, określanych mianem wanadoforów, w formie 3-wartościowej. U niektórych gatunków żachw pierwiastek ten zawarty jest w osoczu. U osło
nie wanad wchodzi w skład hemowanadyny, związ
ku zawierającego pierścienie pirolowe nie powiązane w kompleks porfirynowy. Przypuszcza się, że pier
ścienie te tworzą łańcuch, podobnie jak w barwnikach żółciowych. Pierwiastek ten, zawarty w chromogenie, uczestniczy w reakcjach oksydoredukcyjnych komó
rek krwi tych zwierząt.
Wanad wykazuje tendencje do kumulowania się w organizmie zwierząt. Na podstawie doświadczeń przeprowadzonych na szczurach stwierdzono, że gromadzi się on przede wszystkim w kościach, ner
kach, wątrobie i sercu. Nieco mniejsze ilości kumu
lowane są w mózgach badanych zwierząt.
Biologiczna rola wanadu związana jest z jego akty
wującym, bądź hamującym działaniem na szereg en
zymów biorących udział w procesach metabolicznych ustroju. Wanad wpływa na przemiany metaboliczne lipidów, fosfolipidów i glukozy oraz na przepływ jo
nów sodu i potasu przez błony komórkowe. Dlatego też niedobór tego pierwiastka ogranicza wzrost zwie
rząt, a u ptaków dodatkowo porost piór. Ponadto brak wanadu może objawiać się zaburzeniem procesów ko
stnienia i zmniejszoną zdolnością reprodukcji.
W zatruciach wanadem stwierdzono u zwierząt do
świadczalnych konwulsje, zaburzenia ruchowe, drga
wki, niedowład kończyn, a niekiedy śpiączkę. Wska
zuje to na neurotoksyczne oddziaływanie tego pier
wiastka. Przypuszcza się, że jedną z przyczyn zmian w układzie nerwowym może być zachwianie równo
wagi ustrojowej neuromediatorów adrenergicznych w obrębie ośrodkowego i obwodowego układu ner
wowego. Wykazano bowiem, że metawanadan sodo
wy, podany szczurom jednorazowo w dawce 1/5 LD50, obniża poziom noradrenaliny i adrenaliny, zwiększa natomiast poziom dopaminy w obu czę
ściach układu nerwowego.
Całkowity poziom wanadu w ciele człowieka sza
cowany jest na około 30 mg. Obecność jego można
188 Wszechświat, 1.100, nr 9/1999 wykazać prawie we wszystkich tkankach. Pewne ilo
ści wanadu stwierdzono we włosach niemowląt, dzieci i dorosłych, przy czym zaobserwowano wzrost ilości badanego pierwiastka wraz z wiekiem.
Badania czasu rozdziału dożylnie podanego 48V wykazały, że izotop ten po 4 godzinach kumuluje się w wątrobie, nerkach i śledzionie. Po 96 godzinach ob
serwowano wydalanie z m oczem 46% izotopu, a z kałem 9%. Wskazuje to, że w organizmie człowieka występuje tzw. „płytka kum ulacja" w narządach miąższowych. Za tą hipotezą przemawiałby fakt zna
cznego zmniejszenia stężenia wanadu w moczu już w drugim dniu po ekspozycji na ten pierwiastek.
Wanad może wnikać do organizmu ludzkiego przez układ pokarmowy i oddechowy. Układ pokarmowy wyposażony jest w mechanizmy utrudniające pokona
nie bariery jelitowej i przedostanie się metalu do krwio- biegu. Odpowiedzią organizmu na obecność w jelitach znacznych stężeń dysocjujących nieorganicznych soli jest zwiększenie wydzielania wody do światła jelit oraz wzrost ich perystaltyki. Metal może łączyć się w prze
wodzie pokarmowym z innymi składnikami pożywie
nia i tworzyć trudno rozpuszczalne połączenia. Do ta
kich nieprzyswajalnych związków należą kompleksy z kwasami: fitynowym, szczawiowym i fosforowym.
Również mikroflora jelitowa pełni rolę filtru biologicz
nego w usuwaniu metalu, którego jony są sorbowane na powierzchni drobnoustrojów. Drobnoustroje jelito
we mogą również zmieniać stopień wartościowości jo
nów obniżając tym samym ich toksyczność. Większe zagrożenie dla organizmu stwarza wchłanianie wana
du przez układ oddechowy, gdyż przechodzi on wów
czas bezpośrednio do krwiobiegu z pominięciem tzw.
filtru wątrobowego. Ponieważ zdecydowana wię
kszość zawierających wanad ziaren pyłów pochodzą
cych z kotłów elektrociepłowniczych jest mniejsza od 5 |am, mogą być one wchłaniane do organizmu w tra
kcie oddychania.
Ilość pierwiastka pobieranego drogą pokarmową uzależniona jest od stopnia zanieczyszczenia środo
wiska. Przykładowo, warzywa uprawiane w okolicy
„Petrochemii" w Płocku zawierają o wiele większe ilości tego pierwiastka, niż te same produkty pocho
dzące z terenu Lublina. Zanieczyszczenie warzyw uprawianych w okolicy „Petrochemii" związane jest głównie z opadem pyłów zawierających wanad. W warzywach płukanych zawartość tego pierwiastka zmniejsza się niem al o połowę.
Wanad wpływa na metabolizm cholesterolu, lipi
dów, fosfolipidów oraz na aktywność wielu enzy
mów. Pierwiastek ten okazał się silnym inhibitorem fosfatazy kwaśnej i zasadowej, fosfofruktokinazy, monoaminooksydazy i niektórych ATP-az. Przykła
dem ATP-azy hamowanej przez jony wanadu jest Na+/K+ATP-aza. W oparciu o pozytywną korelacją między nastrojem psychicznym, a aktywnością tego enzymu przypuszcza się, że wanad może mieć zwią
zek z etiologią niektórych chorób. Mechanizm ich po
wstawania wiązałby się z inhibicyjnym wpływem te
go pierwiastka na aktywność N a+/K+ATP-azy. Po
twierdzeniem tej hipotezy byłby fakt wzrostu pozio
mu wanadu w osoczu u pacjentów z maniakalno-de- presyjnymi chorobami psychicznymi. U maniaków stężenie tego pierwiastka wynosi 0,34 (Jmola, u ludzi
z depresją 0,28 (imola, u pacjentów maniakalno-de- presyjnych po leczeniu 0,23 umola gdy u osób zdro
wych poziom wanadu nie przekracza 0,15 pmola.
Pod wpływem wanadu obniża się poziom kwasu L-askorbinowego we krwi. Prawdopodobnie witami
na ta uczestniczy w redukcji wanadanu (+5) do mniej toksycznego wanadylu (+4), stąd poziom jej obniża się u ludzi narażonych na duże dawki wanadu. Kon
trolowana podaż witaminy C mogłaby więc zmniej
szyć ryzyko zagrożenia organizmu ludzkiego wyni
kające ze stałego kontaktu z toksycznymi dawkami wanadu.
Kiedy wykazano hamujący wpływ tego pierwiastka na syntezę lipidów i cholesterolu próbowano stoso
wał preparaty wanadu jako lek w przypadkach miaż
dżycy. Nie przyniosło to jednak oczekiwanych rezul
tatów, ponieważ dawka lecznicza okazała się niewiele niższa od toksycznej. Zastosowanie tego mikroele
mentu w profilaktyce przeciwmiażdżycowej wymaga dalszych intensywnych badań.
Doświadczenia ostatnich lat wykazały insulinopo- dobne działanie wanadu, stąd duże zainteresowanie wpływem tego pierwiastka na metabolizm komórek wątroby i trzustki. Prowadzone są również badania nad oddziaływaniem wanadu na organizm zwierząt z doświadczalnie wywołaną cukrzycą. Okazało się, że kliniczne objawy tej choroby wywołanej streptozoto- cyną lub alloksanem ustępują po trzech, czterech dniach podawania soli wanadu. Prawdopodobnie po
chodne wanadu muszą być wprowadzane doustnie, gdyż podanie ich sondą bezpośrednio do żołądka nie ogranicza objawów cukrzycy doświadczalnej u zwie
rząt. Stwierdzono, że jon wanadu na +4 stopniu ut
lenienia związany z pochodną maltolu jest lepiej wchłaniany w organizmie szczura. Maltolowe pocho
dne wanadu okazały się nietoksyczne, w przeciwień
stwie do meta- i orto- wanadanów, które obok ko
rzystnego wpływu, tj. obniżenia poziomu cukru we krwi mogą wywierać również efekt toksyczny. Dzięki swemu działaniu insulinopodobnemu pochodne wa
nadu mogłyby zostać użyte w leczeniu cukrzycy za
równo insulinozależnej jak i insulinoniezależnej. Jed
nak wykorzystanie wanadu w farmakoterapii wyma
ga jeszcze wielu badań in vitro i in vivo ze względu na jego toksyczne działanie. Ważne jest też dokład
niejsze poznanie roli wanadu w szlakach metabolicz
nych organizmów żywych oraz następstw spowodo
wanych jego nadmiarem.
W związku z szerokim zastosowaniem wanadu w różnych gałęziach przemysłu, obserwuje się często objawy zatrucia u pracowników stykających się z tym pierwiastkiem. Duża ekspozycja zawodowa na związki wanadu występuje w trakcie wydobywania rud wanadowych, w czasie wymiany katalizatorów wanadowych, podczas czyszczenia silników spalino
wych oraz kotłów opalanych mazutem. Osad powsta
jący w kotłach zawiera 44-46% wanadu w postaci wysokotoksycznego V2 0s. Na zatrucia związkami wanadu narażeni są nie tylko pracownicy kopalń rud wanadu, elektrociepłowni czy przemysłu petrochemi
cznego. Z badań przeprowadzonych wokół płockiej
„Petrochemii" wynika, że pyły technologiczne zawie
rające związki wanadu powodują skażenie okolicznej gleby, warzyw, drzew i krzewów. Następnie poprzez
Wszechświat, 1.100, nr 9/1999 189
łańcuch pokarmowy dostają się do organizmu czło
wieka. Zatem dieta zawierająca dużo jarzyn uprawia
nych na terenach położonych wokół zakładów petro
chemicznych stanowi istotne źródło narażenia ludzi na zatrucia wanadem i jego związkami. Opierając się na wynikach analizy składu chemicznego emitowa
nych pyłów wyliczono, że na powierzchnię 1 ha gleby wokół „Petrochemii" przypada rocznie 55-110 kg związków wanadu.
Toksyczność wanadu zależy od takich czynników jak wielkość dawki, droga wchłaniania, a także war
tościowość wanadu w danym związku. Obserwuje się zwiększoną toksyczność wraz ze wzrostem warto
ściowości tego pierwiastka. Najbardziej toksyczne okazały się związki wanadu na +5 stopniu utlenienia.
Przewlekłe zatrucie związkami wanadu drogą in
halacyjną powoduje ogólne wyczerpanie, podrażnie
nie spojówek, nosa, tchawicy, skóry twarzy i rąk oraz charakterystyczną zieloną barwę języka. Poza tymi objawami obserwuje się chroniczne nieżyty oskrzeli oraz powstawanie rozedmy płuc. Z badań przepro
wadzonych wśród pracowników Płockiej Elektrocie
płowni wynika, że dłuższe narażenie na wdychanie pyłów zawierających wanad prowadzi do uszkodze
nia nerek. Niektórzy autorzy opisują również zmiany w zapisie EKG.
W przypadku zatrucia związkami wanadu per os ob
serwuje się ich miejscowe działanie na śluzówkę prze
wodu pokarmowego. Autorzy opisują ostre nieżyty żo-
łądkowo-jelitowe z wymiotami, biegunką i objawami spowodowanymi odwodnieniem. Jednak doustne za
trucia wanadem i jego związkami należą do rzadkości.
Wanad powoduje także niedotlenienie krwi. Mecha
nizm tego procesu polega na pojawieniu się i wzroście we krwi poziomu methemoglobiny, czego przyczyną są utleniające właściwości pięciotlenku wanadu. U osób narażonych na działanie związków omawianego pierwiastka stwierdzono również wzrost poziomu gamma — globulin i spadek ilości transferyny we krwi.
Wyniki badań wskazują też na zaburzenia w szlaku syntezy porfiryn. Poza tym stwierdzono, że wanad zwiększa wydalanie w moczu azotu, siarki i fosforu, powoduje zaburzenia przemiany cysteiny w cystynę, gdyż utlenia grupy holowe - SH, a w większych da
wkach hamuje resorpcję zwrotną aminokwasów w ka
nalikach krętych I rzędu powodując aminoacydurię.
Odpowiedź na pytanie o rolę wanadu w prawid
łowym funkcjonowaniu organizmu ludzkiego oraz o możliwość jego stosowania w terapii wymaga jeszcze wielu obserwacji i badań. Natomiast w świetle przed
stawionych powyżej faktów można z całą pewnością stwierdzić, że wysoka zawartość wanadu w środo
wisku pracy jest dla człowieka szkodliwa.
Wph/npło 26 V III1999
Prof. dr hab. Kazimiera Gromysz-Kałkowska, dr Ewa Szubarto- w ska, Zakład Fizjologii Zwierząt Instytutu Biologii UMCS w Lub
linie
M A RIA KIERU ZEL (Warszawa)
O W EN T AC JA PRZESTRZENNA PSZCZOŁY OBROSTKI RUDONOGIEJ
Ważnym, a jednocześnie bardzo ciekawym tema
tem etologii (nauki o zachowaniu się) jest zdolność zwierząt do orientowania się w terenie i odnajdywa
nia przez nie miejsc, w których znajdują się ich gniaz
da czy źródła pokarmu. Zwierzęta filopatryczne, czyli przywiązane do miejsca, w którym się urodziły albo też przebywały od wczesnej młodości, niezwykle rzadko opuszczają swoją strefę znaną. Zazwyczaj osiedlają się one na jednym terenie i budują tam gniazda. Zwierzęta mniej przywiązane do miejsca swego urodzenia koczują przenosząc się z miejsca na miejsce w poszukiwaniu pokarmu lub czasowego schronienia. Orientację w strefie znanej — orientację bliską czyli blisko ważnego biologicznie celu, jak i da
leką, z dala od niego, a także rozpoznawanie samego celu — stosunkowo najlepiej poznano u filopatrycz- nych owadów budujących swe gniazda w ziemi. Do takich właśnie owadów należy pszczoła obrostka.
B io lo g ia o b ro s tk i
Obrostka rudonoga Dasypoda altercator Harris 1780 należy do rodziny Melittidae. Wielkością przypomina
pszczołę miodną. Delikatnie owłosiony czarny od
włok samic zdobią cienkie, poprzeczne paski utwo
rzone z białych włosków, zaś tułów i odnóża pokryte są rudawymi włoskami. Szczególnie długie i gęste włoski porastają trzecią parę odnóży. Samce obrostki są mniejsze, najczęściej szarawe lub szaro-żółte i zna
cznie mniej owłosione.
Obrostka to pszczoła samotna, ale gnieżdżąca się kolonijnie. W jednej kolonii znajduje się najczęściej kilkaset lub kilka tysięcy gniazd, ale spotykano już kolonie liczące nawet kilka milionów gniazd. Masowe gnieżdżenie się obrostek wywołane jest ścisłym przy
wiązaniem tego gatunku do miejsca swojego pocho
dzenia, stąd samice zakładają gniazda tam, gdzie sa
me się wylęgły. Zagęszczenie gniazd jest dość duże i w centralnej części kolonii dochodzi zazwyczaj do 30-50 na metr kwadratowy.
Obrostki są aktywne w czasie miesięcy letnich. Pier
wsze osobniki pojawiają się dopiero na początku lipca.
Najpierw wylatują samce i to one przez pierwszych kil
ka dni latają nad terenem kolonii. Poruszając się szyb
kim, zygzakowatym lotem poszukują samic, które sto
pniowo opuszczają swoje rodzinne gniazda. Kopulacje
190 Wszechświat, 1.100, nr 9/1999
Pszczoła obrostka rudonoga. Fot. Tom asz Szczuka
odbywają się na ziemi lub na roślinach otaczających ko
lonię. Jedna samica kopuluje kolejno z kilkoma samca
mi. Zaraz potem przystępuje ona do kopania gniazda.
Ziemię rozdrabnia żuwaczkami, następnie pierwszą i drugą parą odnóży przesuwa ją poza siebie, a silną trze
cią parą nóg wyrzuca piasek poza gniazdo. Korytarz gniazda staje się coraz dłuższy, a usuwana z niego zie
mia tworzy przy jego wejściu kopczyk. Całe gniazdo składa się z mniej lub bardziej zagiętego korytarza dłu
giego na około 30 cm, a szerokiego na 0,8-0,9 cm i ko
mory lęgowej położonej na jego końcu, na głębokości około 25 cm od powierzchni ziemi, mającej szerokość do 1 3 cm i długość 1,7 do 2 cm.
W komorze lęgowej samica zaczyna gromadzić za
pas pyłku kwiatowego, którym odżywiać się będzie jej larwa. Obrostka ma krótki języczek, oblatuje więc głównie kwiaty z rodziny Compositae, np.: cykorię (Ci- chorium), pępawę (Crepis), świerzbnicę (Knautia), star
ca (Senecio), jastrzębca (Hieracium), driakiew (Scabiosa) i brodawnika (Leontodon). Pyłek z kwiatów, w postaci zbitych pakiecików, przenosi pomiędzy długimi wło
skami trzeciej pary odnóży. Z nektaru i zebranych por
cji pyłku obrostka lepi bryłkę wielkości 0,5-0,8 cm i składa na niej tylko jedno jajeczko. Zaraz też opuszcza norkę, a wejście zamyka starannie piaskiem zmiesza
nym ze śliną. Wnet zaczyna kopać następne gniazdo.
Podczas ciepłych, słonecznych dni samice wycho
dzą z gniazd koło godz. 8-9. Szczególną aktywność wykazują przez całe przedpołudnie. Oblatują rośliny żywicielskie albo też budują now e gniazda. Między godz. 13 a 15, kiedy temperatura powietrza i nagrza
nej ziemi jest bardzo wysoka, większość obrostek cho
wa się w swoich gniazdach i zamyka wejście od środ
ka piaskiem. Tylko nieliczne są aktywne w godzinach popołudniowych. W dni chłodne lub po deszczowej nocy obrostki wylatują ż gniazd później, po wygrza
niu się bądź wysuszeniu. W drugiej połowie sierpnia aktywność całej kolonii spada, a we wrześniu dorosłe owady giną. W ziemnych gniazdach, na grudkach pyłku kwiatowego, rozwijają się larwy, które jako imagines wyjdą z gniazd w następnym roku, w pier
wszych dniach lipca.
P o w ró t z e s tre fy z n a n e j i n ie z n a n e j
Samice obrostki prawie nigdy nie odwiedzają naj
bliższego źródła pokarmu. Kwiaty rosnące w sąsie
dztwie kolonii oblatywane są właściwie głównie
przez samce, samice zaś wykonują loty do miejsc dal
szych, w promieniu mniej więcej kilometra, rzadziej nieco dalej.
Ządłówki samotne, do których należy obrostka, są przywiązane do otoczenia, które dobrze znają.
Pszczoły te m ają motywację powrotu do gniazda z żerowiska i ponownego lotu po pyłek. Podczas pier
wszych takich lotów uczą się zarówno odnajdywania drogi do kolonii i na żerowisko, jak i położenia sa
mego gniazda w kolonii. Proces uczenia się następuje na drodze topograficznego wpajania, przez niektó
rych autorów nazywanego obecnie uczeniem się wy
biórczym. Zapewne w grę wchodzi tu też warunko
wanie. Oprócz lotów o motywacji pokarmowej obro
stki odbywają także loty wydawałoby się pozornie bez celu. Loty takie nazwano „kąpielami słoneczny
m i". Prócz przypuszczalnego dostarczania komfortu (wygrzewania) mają one najpewniej charakter lotów poznawczych umotywowanych niewystarczającą in
formacją owada o otoczeniu, w którym przebywa i w którym się porusza. Są więc przejawem zachowa
nia się badawczego, które na drodze uczenia się uta
jonego, bez wyraźnej nagrody, rozszerza znajomość otaczającego świata. Loty obrostek nie służą tylko do przemieszczania się z miejsca na miejsce, a więc nie spełniają wyłącznie roli lokomocyjnej związanej z ważnymi czynnościami życiowymi takimi jak zdoby
wanie pokarmu, szukanie miejsca na gniazdo czy ucieczki przed wrogiem. Są też niezwykle ważnym składnikiem procesów poznawczych.
Obrostki, owady filopatryczne — przywiązane do swojego terenu — orientują się w nim nadzwyczaj do
brze. Podczas poruszania się po znanej sobie strefie posługują się w czasie lotów w niezbyt dużej odległo
ści od gniazda nawigacją terrestryczną, zaś z dala od niego — nawigacją zliczeniową. W przypadku nawi
gacji terrestrycznej pszczoły te korzystają z nazie
mnych znaków orientacyjnych tzw. nabieżników. Z kolei, w nawigacji zliczeniowej, owady lecąc dość szybko, a jednocześnie wysoko — na pułapie około 4 m — posługują się dwiema współrzędnymi. Jedna z nich, współrzędna biegunowa, to azymut od wybra
nego kierunku, którym jest najczęściej położenie słoń
ca na niebie. Druga współrzędna ma charakter we
ktora wyznaczającego odległość od gniazda lub do niego. Wiąże się ona z oszacowaniem przez obrostkę wysiłku mięśniowego dokonanego podczas lotu, a być może także z rozwiniętym u niej poczuciem czasu.
Zarówno nawigacja terrestryczną, jak i zliczeniową zawodzą, jeśli obrostka nagle znajdzie się poza strefą dobrze jej znaną. Potwierdzają to doświadczenia przeprowadzone w latach 1993 i 1994 w Wigierskim Parku Narodowym, w których brałam udział obok prof. Jerzego Chmurzyńskiego z Instytutu Nenckiego i pracowników Parku dr dr Anny i Lecha Krzyszto
fiaków. Polegały one na wywozie obrostek, zamknię
tych podczas transportu pojedynczo w szczelnych, ciemnych pojemnikach, poza taką strefę w różnych kierunkach i na różne odległości, z których najwię
ksza wynosiła 4 kilometry. Okazało się, że nawet du
że różnice krajobrazowe (fizjograficzne) pomiędzy miejscami wypuszczania obrostek, a więc zarówno rozległe, otwarte przestrzenie pól i jezior, jak i tereny porośnięte lasem czy zagajnikiem, nie miały wpływu
Wszechświat, t. 100, nr 9/1999 191
na rezultat powrotów. Niemal wszystkie wywiezione pszczoły wracały do swojej kolonii z dystansów do 1 kilometra. Proporcja udanych powrotów malała ze wzrostem tej odległości stanowiącej zapewne zewnę
trzną granicę strefy znanej wszystkim obrostkom z danej kolonii. Jednak udany powrót niektórych ob- rostek z odległości 2,5 czy 3 a nawet 4 kilometrów świadczy o tym, że owady te, wprawdzie sporady
cznie, są jednak w stanie wracać do gniazd także i spoza obszaru znanego, choć może im to zająć kilka, kilkanaście, a nawet kilkadziesiąt godzin.
Obrostki, bezpośrednio po uwolnieniu z pojemni
ków, w których były przewożone, odlatywały przede wszystkim w głównych kierunkach geograficznych, przy czym więcej z nich wybierało południe i wschód, mniej północ i zachód. Jednak wybór kie
runku odlotu z miejsca wypuszczenia nie wpływał zupełnie na sukces powrotu. Ponieważ obrostki nie przejawiały żadnej tendencji do odlotu w kierunku rodzimej kolonii, należy przypuszczać, że poza strefą znaną wykorzystują one sposób przypadkowego po
szukiwania swojego gniazdowiska. Podczas odnajdy
wania drogi powrotnej spoza strefy znanej pszczoły te nie stosują strategii promienistego czyli prostego lotu w przypadkowo wybranym kierunku. Takie za
chowanie się dawałoby oczywiście największą szansę powrotu do gniazda osobnikom zwróconym głową w kierunku strefy znanej. Obrostki lecą prawdopo
dobnie mniej więcej prostoliniowo, z licznymi prze
rwami i w przypadkowych kierunkach. Ponieważ ta
ki sposób poruszania się owadów w przestrzeni przy
pomina zupełnie ruchy Browna, jakimi przemieszcza
ją się cząsteczki-molekuły w roztworach, ten rodzaj ich lotu nazwano molekularnym. Stosując lot mole
kularny obrostki przypadkowo trafiają do strefy zna
nej, a będąc w niej już bez trudu odnajdują drogę do kolonii i swojego gniazda.
Wpłynęło 23 V III1999
M gr Maria Kieruzel, Pracownia Etologii Zakładu Neurofizjologii Instytut Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN, War
szawa
JO A N N A W IEROŃ SKA (Kraków)
USUNIĘCIE OPUSZEK W ĘCH O W YCH JAKO ZW IERZĘCY MODEL DEPRESJI
1. W p ro w a d z e n ie
Od ponad dwudziestu lat zainteresowanie farma
kologów i psychiatrów skupia się wokół grupy za
burzeń psychicznych zwanych ogólnie chorobami afektywnymi, w przebiegu których występują okre
sowo (niekiedy regularnie i cyklicznie) zaburzenia na
stroju, emocji i aktywności w postaci zespołów de
presyjnych albo też zespołów maniakalnych. Obecnie wyróżnia się dwie podstawowe grupy chorób afe- ktywnych, a mianowicie chorobę afektywną dwubie
gunową, w której przebiegu obserwuje się występu
jące naprzemiennie zespoły depresyjne i maniakalne, oraz chorobę jednobiegunową — wyłącznie z zespo
łami depresyjnymi w jej przebiegu.
Patogeneza depresji może być związana z okresowo pojawiającymi się zaburzeniami czynności układu łimbicznego, podwzgórza i układu siatkowatego, co z kolei jest związane z występującymi zaburzeniami głównie w przekaźnictwie noradrenergicznym i sero- tonergicznym, ale także w dopaminergicznym, ga- baergicznym i cholinergicznym. W rozwoju choroby niebagatelną rolę odgrywają czynniki środowiskowe, którym przypisuje się znaczenie wyzwalające. Czyn
nikami tymi są różnorodne sytuacje stresowe, które u genetycznie podatnych osobników promują rozwój choroby. Obecnie szacuje się, że ok. 5-10% populacji to ludzie podatni na rozwój depresji. Wśród chorych duży procent wykazuje skłonności samobójcze.
Obecnie stany depresyjne można leczyć przy po
mocy różnorodnych leków przeciwdepresyjnych, któ
rych wspólną cechą jest konieczność długiego (ok. 3-6 tygodni) podawania, co bardzo obniża komfort pa
cjenta i powoduje zagrożenie popełnienia samobój
stwa przed osiągnięciem poprawy.
Chociaż patologiczne stany depresyjne mogą być charakterystyczne tylko dla ludzi, trwają intensywne prace nad stworzeniem takiego modelu zwierzęcego choroby, który pomógłby nie tylko wyjaśnić neuro- chemiczne i neurobiologiczne podłoże depresji, ale także dawałby możliwość zbadania ewentualnego działania przeciwdepresyjnego potencjalnych no
wych leków przeciwdepresyjnych. Aby taki zwierzę
cy model choroby psychicznej był wiarygodny i mia
rodajny, musi on spełniać trzy następujące kryteria:
1. Zmiany behawioralne powinny symulować ob
jawy choroby występujące u ludzi.
2. Powinien występować mierzalny parametr bio
chemiczny będący odnośnikiem zmian behawioral
nych.
3. Objawy te powinny być odwracalne przez leki w sposób podobny, jak to się dzieje w przypadkach klinicznych (tzn. powinien pozwolić na odróżnienie leków klinicznie efektywnych od leków klinicznie nieaktywnych).
Do tej pory stworzono wiele zwierzęcych modeli depresji, które w mniejszym lub większym stopniu spełniają powyższe kryteria. Najogólniej modele te można podzielić na trzy grupy:
1. Modele, w których określone symptomy choroby są wywoływane przez podanie substanq'i farmakolo
gicznie aktywnych (np. rezerpiny czy tetrabenazyny).
2. Modele oparte na mechanizmie stresu behawio
ralnego (np. leamed helplessness, behavioral despair, chronic mild stress).
