Opole Autoreferat dotyczący zainteresowań i osiągnięć w działalności naukowobadawczej. dr hab. Wiesława Włocha, prof.

Transkrypt

1 Opole Autoreferat dotyczący zainteresowań i osiągnięć w działalności naukowobadawczej i dydaktycznej dr hab. Wiesława Włocha, prof. UO 1

2 Wiesław Włoch Uniwersytet Opolski Wydział Przyrodniczo-Techniczny Katedra Biosystematyki Ż Y C I O R Y S Urodziłem się 23 lutego 1948 roku w Bystrzycy Kłodzkiej. W latach mieszkałem we Wrocławiu. Po ukończeniu nauki w Technikum Rolniczym w latach a następnie studiów na Wydziale Nauk Przyrodniczych Uniwersytetu Wrocławskiego w latach , od października 1972 roku do czerwca 1975 roku byłem asystentem w Katedrze Cytologii i Anatomii Roślin Uniwersytetu Wrocławskiego. W lipcu 1975 roku podjąłem pracę jako asystent w nowo organizowanej przez prof. dr hab. Zygmunta Hejnowicza Katedrze Biofizyki i Biologii Komórki na Wydziale Biologii i Ochrony Środowiska Uniwersytetu Śląskiego. 13 stycznia 1979 roku uzyskałem stopień naukowy doktora na podstawie rozprawy pod tytułem: Zjawiska rozwojowe w kambium tumorowym Picea abies (L.) H Karst. W październiku 1979 roku awansowałem na stanowisko adiunkta. Na podstawie oceny ogólnego dorobku naukowego i przedstawionej rozprawy habilitacyjnej pod tytułem: Chiralne zdarzenia komórkowe i wzór domenowy w kambium lipy (Tilia cordata Mill.) uzyskałem 21 grudnia 1989 roku stopień naukowy doktora habilitowanego. W pracy habilitacyjnej, w oparciu o oscylacyjnofalową teorię morfogenezy, opisałem związek między falistą włóknistością w drewnie a wzorem aktywności wzrostowej w kambium. Oryginalne odkrycie w tej pracy stanowi ujawnienie przemiennego wzoru aktywności wzrostowej zlokalizowanej na końcach inicjałów wrzecionowatych. Jestem autorem i współautorem 114 artykułów: 65 publikacji naukowych, 15 publikacji popularno naukowych, 27 komunikatów na konferencjach krajowych i zagranicznych, 5 raportów i dwu recenzji prac doktorskich. Jestem promotorem czterech prac doktorskich. Za działalność naukową i dydaktyczno-wychowawczą byłem wielokrotnie nagradzany Nagrodami Rektorskimi. Odznaczony zostałem Złotą Odznaką za Zasługi dla Uniwersytetu Śląskiego w 1990 roku. W 2005 i w 2010 roku za działalność naukową otrzymałem Nagrody Dyrektora Ogrodu Botanicznego CZRB PAN. Jestem żonaty od 1975 r. Mam dwoje dzieci; córkę Martę 35 lat i syna Marka - 32 lata. 2

3 1. Działalność naukowo-badawcza 1. Imię i nazwisko, data urodzenia: WIESŁAW WŁOCH, r. 2. Studia wyższe: Wydział Nauk Przyrodniczych, Uniwersytet Wrocławski, praca magisterska: Drewno kompresyjne w gałęziach Picea excelsa L r. 3. Doktorat: tytuł rozprawy, promotor, uczelnia przeprowadzająca przewód, data obrony. "Zjawiska rozwojowe w kambium tumorowym Picea abies L., prof dr hab. Zygmunt Hejnowicz, Uniwersytet Śląski, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, 13 stycznia 1979 r. 4. Habilitacja: tytuł rozprawy, uczelnia przeprowadzająca przewód, data kolokwium, data zatwierdzenia. "Chiralne zdarzenia komórkowe i wzór domenowy w kambium lipy (Tilia cordata Mill.), Uniwersytet Śląski, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, 21 grudnia 1989, zatwierdzono 25 czerwca Moje zainteresowania naukowe koncentrują się wokół zagadnień związanych z anatomią rozwojową drzew, z regulacją mechanizmów morfogenezy roślin wyższych oraz nowoczesnymi technikami preparatyki anatomicznej i akwizycją obrazu mikroskopowego. Od około 15 lat zajmuję się problemami związanymi z zachowaniem różnorodności biologicznej ziemi a szczególnie z ochroną różnorodności biologicznej w ogrodach botanicznych i lasach tropikalnych. Swoje osiągnięcia naukowe przedstawiłem w następujących specjalnościach: a) rozwój drewna kompresyjnego drzew iglastych, b) rozwój kambium z punktu widzenia występowania w nim chiralnych zdarzeń komórkowych z wyszczególnieniem roli wzrostu intruzywnego oraz strategie adaptacyjne drzew deszczowych lasów tropikalnych, c) wzrost i rozwój wierzchołka pędu jęczmienia, d) wpływ zanieczyszczeń powietrza na rozwój i właściwości igieł sosny, e) filotaksja, f) zachowanie bioróznorodności w ogrodach botanicznych. 3

4 a) Drewno kompresyjne Kontynuując badania zapoczątkowane pracą magisterską zająłem się rolą drewna kompresyjnego w gałęziach sosny. Zaobserwowałem, że różna zawartość kalozy (laricinanu) w warstwie S2 ściany wtórnej cewek jest związana z kurczliwością drewna kompresyjnego. Okazało się, że kurczliwość jest tym większa, im grubsza warstwa S2 i większa zawartość laricinanu. Badałem również wpływ kąta ułożenia fibryl celulozowych w warstwie S2 na serii skrawków stycznych drewna pokrywających szeroki zakres kurczliwości. Nie zaobserwowałem zależności między kątem ułożenia fibryl w S2, a kurczliwością skrawków drewna. Wyniki tych badań opublikowałem w pracy pt: Longitudinal shrinkage of compression wood in dependence on water content and cell wall structure Acta Soc. Bot. Pol. 44: Przedstawiona koncepcja spotkała się z krytyką w publikacji Boyda pt: Significance of laricinan in compression wood tracheids Wood Sci. Technol. 12: Boyd w swojej pracy kwestionował występowanie laricinanu w warstwie S2 ściany wtórnej cewek i jego roli w kurczliwości drewna kompresyjnego. Wspólnie z prof. Hejnowiczem przeprowadziłem badania występowania laricinanu na semicienkich skrawkach eponowych. Stwierdziliśmy, że laricinan zlokalizowany jest wewnątrz warstwy S2 w spiralnych szczelinach między zdrewniałymi żeberkami tej warstwy. Wydaje się, że ze względu na dużą zdolność do pęcznienia laricinanu jego rozmieszczenie ma istotny wpływ na zachowanie się drewna kompresyjnego. Wyniki naszych obserwacji opublikowaliśmy w pracy pt: Location of laricinan in compression wood tracheids Acta Soc. Bot. Pol. 52: Praca ta została omówiona w obszernej trzytomowej monografii T. E. Timell pt: Compression Wood in Gymnosperms wydanej w Springer-Verlag w 1986 roku. b) Rozwój kambium W badania kambium drzew, prowadzone przez prof. Z. Hejnowicza, włączyłem się aktywnie od początku mojej pracy naukowej, jeszcze na Uniwersytecie Wrocławskim. Badania te kontynuowałem na Uniwersytecie Śląskim a dalej prowadzę je na Uniwersytecie Opolskim i w Ogrodzie Botanicznym Centrum Zachowania Różnorodności Biologicznej Polskiej Akademii Nauk, gdzie zatrudniony jestem od 1998 roku, poczatkowo na 1/4 a obecnie na połowie etatu. Dogodnym obiektem do badania rozwoju kambium jest kambium, drewno i łyko tumorowe roślin nagonasiennych oraz kambium podwójnie piętrowe drzew deszczowego lasu 4

5 tropikalnego. W kambium tumorowym procesy komórkowe kształtujące rozwój tej tkanki występują z szczególnie duża intensywnością. Na podstawie porównywania kolejnych skrawków stycznych przez kambium, łyko oraz drewno odczytujemy te procesy jako zdarzenia komórkowe występujące w określonych momentach czasu. Zdarzenia te są znacznie częstsze niż w kambium normalnym. Badania kambium tumorowego pozwalają lepiej zrozumieć budowę kambium w ogóle. Wykorzystując tumorowe kambium w pniach świerka stwierdziłem, źe wzrost intruzywny, może wystąpić na dowolnej krawędzi komórki wrzecionowatej, a szczególnie na krawędziach promieniowych i podłużnych w pobliżu naroży komorek inicjalnych. Wzrost na krawędzi promieniowej bocznej doprowadza do rozgałęzienia się komórki. Gdy komórka inicjalna rośnie na krawędzi podłużnej wrasta intruzywnie między ściany styczne komórek sąsiednich rzędów, poprzecznie do ich długiej osi, tworzą się zawichrowania komórek. Wpływa to gwałtownie na wzrost intruzywny komórek w sąsiednich rzedach. Obserwacje te obublikowałem w pracy pt: Cell events in cambium, connected witch the formation and existence of a whirled cell arrangement Acta Soc. Bot. Pol. 45: Dalsze badania rozwoju tumorowego kambium świerka przedstawiłem w pracy doktorskiej: Zjawiska rozwojowe w kambium tumorowym Picea abies Karst., którą obroniłem 13 stycznia 1979 roku. Najważniejsze wyniki z pracy doktorskiej przedstawiłem w publikacji pt: Nonparallelism of cambium cells in neighboring rows Acta Soc. Bot. Pol. 50: Opisałem w niej, że dana komórka inicjalna kambium ma kontakty z różnymi komórkami sąsiednich rzędów promieniowych na różnych poziomach przekrojów poprzecznych. Oznacza to, że komórki inicjalne zamiast ciągłej warstwy mogą tworzyć sieć, w której duże fragmenty tych komórek wystają poza warstwę wzajemnych kontaktów. W okresie aktywności kambium stwarza to konieczność ciągłej przebudowy warstwy inicjalnej komórek. Koncepcja kambium jako pojedynczej warstwy nie ma podstawy fizycznej, gdyż nie istnieje ciągła integralna warstwa komórek inicjalnych, warstwa komórek istnieje tylko w sensie rozwojowym, a nie w geometrycznej rzeczywistości. W czasie przechodzenia kambium z okresu aktywności do okresu spoczynku występują procesy związane z odtwarzaniem się ciągłej warstwy komórek inicjalnych w czym odgrywa rolę wzrost intruzywny pomiędzy ściany styczne sąsiednich komórek wydłużający komórki uprzednio skrócone w rezultacie nierównych podziałów peryklinalnych. 5

6 Moje osiągniecia w tym problemie były dyskutowane w pracy Catesson pt: Cambial dynamics Ann. Sc. Nat. 6(1): Od początku mojej pracy naukowej do 1981 roku uczestniczyłem w programie badawczym pod ogólnym tytułem: Study of migrating orientational domain patterns in cambia of trees as a morphogenetic wave phenomenon - its manifestation in wood grain, kierowanych przez prof. Hejnowicza w ramach umowy Pl - PS - 64 FG - Po z Ministerstwa Rolnictwa Stanów Zjednoczonych Ameryki. Po zakończeniu prac związanych z umową moje zainteresowania skoncentrowałem na budowie i rozwoju kambium piętrowego lipy. Na podstawie tych badań opublikowałem szereg prac, co zaowocowało ostatecznie wykonaniem rozprawy habilitacyjnej w 1988 roku pt: Chiralne zdarzenia komórkowe i wzór domenowy w kambium lipy. Pierwszą z serii tych prac była napisana wspólnie z Zagórską-Marek publikacja pt: Reconstruction of storeyed cambium in the linden Acta Soc. Bot.Pol. 51: , w której badając kompleksy komórek w kambium stwierdziliśmy, że ukierunkowany wzrost intruzywny komórek prowadzący do rozwidlenia końców i w konsekwencji do zmiany kontaktów komórek wrzecionowatych występuje w warstwie komórek inicjalnych w dwu konfiguracjach Z i S. Wcześniej podobny wynik uzyskano badając miękisz terminalny drewna lipy i Entandrophragma. Gdzie wzrost intruzywny lokalizowano na bocznej krawędzi promieniowej komórek inicjalnych. Wzrost intruzywny w obu konfiguracjach pojawia się na tej samej granicy pięter, jest jednak przestrzennie rozdzielony (na przemian występują grupy końców komórek gdzie wzrost występuje w konfiguracji S i grupy końców Z). W pniu lipy dodatkowo zaobserwowaliśmy obok niepietrowego, piętrowe ułożenie promieni w piętrach komórek wrzecionowatych kambium. Następną w serii była moja praca: Time-variable frequency of events in domains of Tilia cambium Acta Soc. Bot. Pol. 54: Na podstawie badań miękiszu terminalnego na kolejnych granicach przyrostów w drewnie lipy wykazałem, że zdarzenia komórkowe typu Z, a następnie S, zajmują wyraźnie różne obszary, które po złożeniu wzajemnie się uzupełniają na powierzchni drewna. Wysunąłem wniosek, że w czasie odłożenia jednego przyrostu rocznego kambium badany obszar był małym fragmentem dużej domeny obejmującej jeszcze mniejsze obszary aktywne wzrostowo i że na badanym obszarze nastąpiła zmiana położenia obszarów aktywnych, a nie zmiana typu domeny. Jeżeli na jakimś obszarze w określonym czasie przeważa 6

7 aktywność domen jednego typu, to realizowany jest tylko jeden z kierunków nachylenia włóknistości. Występowanie na przemian okresów, w których przeważa jeden typ domen może prowadzić do powstania w drewnie włóknistości zaplecionej o znacznie dłuższej fali włóknistości niź wysokość obszarów aktywnych. Ogólnie można stwierdzić, że zdarzenia komórkowe jakie wystąpiły w ciągu roku w kambium lipy możemy odczytywać na mapach sporządzonych przez porównanie kolejnych warstw miękiszu terminalnego na granicach przyrostów rocznych. Okazuje się, że bardzo krótki kilkuletni cykl zmiany konfiguracji zdarzeń w kambium lipy wynika z bardzo szybko przesuwającej się stosunkowo długiej fali ukierunkowania zdarzeń komórkowych. W drewnie lipy, gdzie bardzo szybko zmieniała się orientacja włóknistości zaobserwowałem poprzez porownywanie warstw miękiszu terminalnego na granicach przyrostów, że podobnie jak w drewnie Entandrophragma, występują grupy końców aktywnych tworząc obszary aktywne, lecz mniej regularnie rozmieszczone na powierzchni kambium; pojawiające się i zanikające niesynchronicznie. Zjawisko to opisałem jako migotanie aktywności. Migotanie daje wrażenie częstszej zmiany typu domeny, zmiana ta jednak ma inny charakter niż przesuwanie się granic domen występujące w kambium innych drzew. Każda mapa jest więc sumą zdarzeń jakie wystąpiły w kambium w jednym roku. Jeżeli w tym okresie granica domen na badanym obszarze nie przemieściła się, zdarzenia na mapach są tylko jednego typu, w przeciwnym wypadku są to zdarzenia jednego i drugiego typu nie mieszające się jednak w sposób przypadkowy, lecz tworzące kolejno w czasie wyraźne mikroobszary widoczne na mapach zdarzeń raz w jednej a raz w drugiej konfiguracji. Mikroobszary są rezultatem niesynchronicznej aktywności wzrostowej grup końców komórek wrzecionowatych. Mogłem wywnioskować, że przy szybko przemieszczającej się fali ukierunkowania zdarzeń na granicy między jednym i drugim typem domeny występuje obszar przyrostu rocznego w którym przemieszczała się ta granica domen, charakteryzujący się występowaniem mikroobszarów na mapach zdarzeń na przemian w konfiguracji Z i S. Obszar ten nazwałem strefą przejściową. Obserwacje te opisałem w dwu publikacjach. W pierwszej wspólnie z Bilczewską: Fibrillation of events in the cambial domains of Tilia cordata Mill Acta Soc. Bot. Pol. 56: 19-35, przedstawiamy wyniki badań kambium i łyka, w drugiej pt: Transition areas in the domain patterns of storeyed cambium of Tilia 7

8 cordata Mill Acta Soc. Bot. Pol. 56: , opisuję badania, w których historia kambium została odtworzona na podstawie badania serii przekrojów przez drewno. Wszystkie moje prace dotyczące kambium do roku 1989, zostały szczegółowo omównone w specjalistycznej monografii J. M. Harris pt: Spiral Grain and Wave Phenomena in Wood Formation. 1989, wydanej przez Springer-Verlag. Są również omawiane w takich monografiach, jak: S. Carlquist Comparative Wood Anatomy Springer-Verlag; L. W. Roberts, P. B. Gahan, R. Aloni Vascular Differentiation and Plant Growth Regulators Springer-Verlag; The Vascular Cambium ed. M. Iqbal. Research Studies Press LTD.,John Wiley and Sons INC. W 1994 roku ukazała się obszerna monografia - Larson. P.,R. The vascular cambium. Springer-Verlag. - w której cytowane i szczegółowo omawiane jest 10 publikacji mojego aktualnego w tym czasie dorobku naukowego. Moje badania koncentrują się nadal wokół zjawisk rozwojowych w kambium piętrowym roślin drzewiastych. W pracy pt: The storeyed and non-storeyed arrangement of rays in the storeyed cambium of Tilia cordata Mill Acta Soc. Bot. Pol. 58: , wspólnie z W. Szenderą opisuję wpływ przebudowy komórek kambium na układ promieni. Zaobserwowaliśmy, że pierwotnie układ promieni jest zawsze niepiętrowy i nie zmienia się w pierwszych kilkunastu przyrostach rocznych. Później może pozostawać niepiętrowy lub zmienia się na piętrowy. Dany układ promieni zależy od szybkości i wielkości zmiany nachylenia włóknistości, oraz od rzędowości promieni i to niezależnie od wieku drzewa. Im większe jest nachylenie włóknistości i szybsza przebudowa układu komórek wrzecionowatych, a także im węższe (mniej rzędowe) są promienie, tym szybciej tworzy się układ piętrowy promieni. W pracy The configuration of events and cell growth activity in the storeyed cambium of the linden (Tilia cordata Mill.) Acta Soc. Bot. Pol. 59: 25-43, napisanej wspólnie z S. Wawrzyniakiem przedstawiliśmy konsekwencje zmiany konfiguracji zdarzeń komórkowych w przypadku, gdy cykl zmiany domen jest krótszy od przeciętnego cyklu zmiany aktywności wzrostowej komórek. W pracy tej wykorzystaliśmy sytuację w której na badanej próbce następuje roczna zmiana konfiguracji zdarzeń na granicy przyrostu rocznego. Wspólnie z J. Karczewskim i B. Ogrodnikiem opublikowałem pracę pt.: Relationship between the grain pattern in the wood, domain pattern and pattern of growth activity in the storeyed cambium of trees. Trees (1993) 7: Następna praca wspólna z B. Ogrodnikiem: 8

9 Model of domain pattern formation in storeyed cambium of Tilia cordata Mill. została opublikowana Acta Biol. Silesiana w 1992 roku, w numerze poświeconym tworzeniu się kształtów i wzorów w rozwoju roślin a wydanym pod moja redakcją. W obu pracach przedstawiamy metodę umożliwiającą modelowanie występowania zdarzeń komórkowych w dużych, praktycznie niedostępnych dla jednoczesnej obserwacji obszarach kambium i w dowolnym momencie czasu. Konstrukcję modelu oparto na koncepcji biegnącej fali ukierunkowania zdarzeń komórkowych. Punktem wyjścia było stwierdzenie, że rozmieszczenie konfiguracji zdarzeń w kolejnych mapach nie odpowiada rozmieszczeniu domen w kambium. Wyjaśniliśmy dlaczego zmiana przewagi zdarzeń obserwowanych w niewielkich obszarach miękiszu terminalnego nie odpowiada cyklicznej zmianie domen. Zainteresowałem się również zafalowanym układem dużych promieni w drewnie buka. Jest to dogodny przykład do obserwacji związku wzoru domenowego z wzorem filotaksji i zmianą wzoru domenowego w rozwoju pędów. W tym temacie opublikowałem dwie prace. Pierwszą wspólnie z W. Szenderą pt.: Observation of changes of cambial domain pattern on the basis of primary rays development in Fagus silvatica L. Acta Soc. Bot. Pol. (1992) 61: , i drugą ze studentami ostatniego roku akademickiego, P. Popielem, M. Rusinem i A. Słowioczek pt.: Transformation of the domain pattern in the development of Fagus silvatica L. cambium Acta Soc. Bot. Pol. (1992) 61: Zachodzi potrzeba opisu mechanizmów rozwoju kambium w systemie nadkomórkowym. Okazuje się, że intensywna przebudowa układu komórek w warstwie inicjalnej kambium piętrowego odbywa się poprzez ukierunkowany wzrost intruzywny pomiędzy ściany peryklinalne po którym nierówne podziały peryklinalne komórek inicjalnych utrwalają zmianę położenia komórek w kambium i drewnie. Dla wyróżnienia tych mechanizmów w kambium zaproponowałem nazwę powierzchnia inicjalna (initial surface) zamiast warstwa inicjalna. Pracę na ten temat napisaną razem z E. Połap opublikowałem w 1994 r. w Acta Soc. Bot. Pol. pt. Cell events and their localization in formation of a domain pattern in the storeyed cambium of lime (Tilia cordata Mill.)., 63: Następne dwie prace napisane we współpracy z Ogrodem Botanicznym Centrum Zachowania Różnorodności Biologicznej Polskiej Akademii Nauk w Warszawie oraz współpracownikami Katedry Biofizyki Uniwersytetu Śląskiego odnoszą się również do tego problemu: Włoch W., Mazur E., Kojs P., Intensive change of 9

10 inclination of cambial initials in Picea abies (L.) Karst. tumours. Trees 15: oraz Włoch W., Mazur E., Bełtowski M., Formation of spiral grain in the wood of Pinus sylvestris L. Trees 16: Obecnie stawianym celem w dalszych badaniach kambium jest analiza problemu czy wzrost intruzywny pomiędzy ściany promieniowe decyduje o przebudowie układu komórek kambium. Problem ten został poruszony w kilku pracach: (1) Kojs P., Włoch W., Mechanizmy przebudowy kambium piętrowego na przykładzie wybranych gatunków roślin drzewiastych. Działalność Naukowa. PAN. Warszawa. Z. 11: 62-65, (2) Włoch W., Kojs P., Rusin A., Szendera W., Duda J., Rusin T., Badania porównawcze kambium piętrowego roślin drzewiastych występujących w kolekcjach ogrodów botanicznych w Polsce. (Comparative studies of the storeyed cambium of woody plants present in collections of botanical gardens in Poland). Biuletyn Ogrodów Botanicznych 11: 85-91, (3) Kojs P., Włoch W., Rusin A., Szendera W., Duda J., Jura J., Rusin T., Od niefunkcjonalnej do funkcjonalnej piętrowości kambium. Modele piętrowości. (From non-functional to functional storeyed arangement in the cambium. Models of storeyed arrangement). Biuletyn Ogrodów Botanicznych 11: (4) Kojs P., Włoch W., Rusin A Rearrangement of cells in storied cambium of Lonchocarpus sericeus (Poir.) DC. connected with formation of interlocked grain in the xylem. Trees 18: (5) Kojs, P., Rusin A., Iqbal M., Włoch W., Jura J Readjustments of cambial initials in Wisteria floribunda (Willd.) DC for development of storeyed structure. New Phytologist 163: W roku 2006 ukazala sie nasza praca zbiorowa: J. Jura, P. Kojs, M. Iqbal, J. Szymanowska-Pułka i W. Włoch, pod tytulem: Apical intrusive growth of cambial fusiform initials along the tangential walls of adjacent fusiform initials: evidence for a new koncept Austr. Jour. Bot. 54: , którą to praca rozpoczęliśmy owocna wspólpracę z Profesorem M. Iqbalem z Uniwersytetu Hamdard w New Delhi, wybitnego badacza morfogenezy roślin, autora ponad 200 prac naukowych. W pracy tej wskazujemy na lokalizacje wzrostu intruzywnego na przyszczytowych krawędziach podłużnych komórek inicjalnych kambium mającego istotny wpływ na proces przebudowy układu komorek. Moje dalsze obserwacje budowy kambium roślin drzewiastych koncentruja się wokół zagadnień związanych z przebudową układu komorek w związku z funkcjonowaniem kambium podwojnie piętrowego drzew deszczowego lasu tropikalnego. Do dna lasu tropikalnego dociera 10

11 zaledwie 2% oświetlenia dziennego. Zwykle konkurencję o światło wygrywają te drzewa, które wyrastają z dużych nasion mających dostateczną ilość materiałów zapasowych, co umożliwia tym drzewom uzyskanie wysokości ponad 20m w ciągu zaledwie kilku lat. W walce o zasoby światła zwycięża osobnik najszybciej osiągający piętro sklepienia lasu. Najszybciej rosną drzewa, które mają bardzo ograniczony przyrost na grubość w porównaniu z wzrostem na wysokość i prawie nie tworzą rozgałęzień. Zatem wysokość drzew jest ograniczona wytrzymałością mechaniczną pnia, która zależy od struktury drewna, ta zaś zależy od aktywności kambium. Dużą wytrzymałość mechaniczną pnia zapewnia włóknistość zapleciona drewna. Struktura taka charakterystyczna jest dla około 80% gatunków drzew warstwy sklepienia lasu i warstwy drzew wynurzających się. Formowanie się włóknistości zaplecionej w drewnie w wyniku szczególnie szybkiej cyklicznej zmiany orientacji inicjałów wrzecionowatych kambium jest ściśle związane z podwójnie piętrową strukturą kambium. Układ piętrowy jest znaczącym osiągnięciem ewolucyjnym, pozwalającym na szybką przebudowę układu komórek kambium poprzez ukierunkowany wzrost intruzywny pomiędzy ścianami stycznymi końców komórek inicjalnych na granicach pięter. Nie wymaga to wydatkowania energii na skośne podziały antyklinalne oraz na eliminowanie częściowe lub w całości komórek inicjalnych, co zwykle obserwuje się w przypadku kambium niepiętrowego. Podsumowaniem naszych badań w tej specjalności była praca wydana w roku 2003 przez autorów: P. Kojs, W. Włoch, A. Rusin i M. Iqbal, pod tytulem: Storeyed cambium in trees of the canopy and the emergent layers of the tropical rain forests: an adaptive strategy. Biuletyn Ogrodów Botanicznych Muzeów i Zbiorow. 12: W roku 2006 ukazał się podręcznik anatomii roślin profesora R.F. Everta pod tytulem: Esau s Plant Anatomy. Meristems, Cells, and Tissues of the Plant Body Their Structure, Function, and Development wydany przez John Wiley nad Sons, Hoboken, New Jersey Inc., gdzie w rozdziale Vascular Cambium autor poświęca sporo uwagi moim osiągnięciom badawczym cytując i prezentując tamże aż dziewięć moich publikacji naukowych. Podczas wzrostu pędu na grubość, następuje wzrost w kierunku obwodowym (L), oraz promieniowym (r). W okresie wzrostu stosunek (L/r) pozostaje stały zgodnie z regułą matematyczną kołowosymetrycznego wzrostu pierścienia komórek kambium. Badano wzrost pojedynczej komórki inicjalnej kambium sosny zwyczajnej Pinus silvestris L. jako komórki w 3- D merystemie biorąc pod uwagę jej wzrost w kierunku promieniowym i obwodowym poprzez 11

12 wzrost symplastyczny jak i wzrost intruzywny. Lokalizacja i zasięg wzrostu intruzywnego wrzecionowatych komórek inicjalnych kambium były badane metodą mikroskopowych obserwacji oraz metodą kalkulacji matematycznych zgodnie z reguła kołowej symetrii wzrostu. Na podstawie otrzymanych wyników wyciągnięto wniosek, że komórki inicjalne rosną intruzywnie pomiędzy ściany peryklinalne komórek w rzędach sąsiednich. Okazuje się, że opisywany w literaturze wzrost intruzywny wzdłuż ścian radialnych nie jest zgodny z koncepcja wzrostu kambium jako pojedynczej warstwy inicjalnej komórek, oraz nie pasuje do zaproponowanego matematycznego modelu wzrostu uwzględniającego ciągłość wzrostu cylindra kambium. Wyniki wskazują natomiast, że wzrost cylindra kambium odbywa się zgodnie z regułą wzrostu symplastycznego komórek oraz stawiają w nowym świetle sposób wzrostu intruzywnego komórek inicjalnych jako wzrostu wzdłuż ich ścian podłużnych. W świetle trzymanych wyników weryfikacji powinien ulec pogląd o udziale tego wzrostu we wzroście cylindra kambium. Efektem tych prac są trzy publikacje przyjęte do druku w czasopismach uwzględnionych na liście filadelfijskiej: 1. Jura-Morawiec J., Włoch W., Kojs P., Iqbal M Variability in apical elongation of wood fibres in Lonchocarpus sericeus. JAWA Journal 29: Włoch W., Jura-Morawiec J., Kojs P., Iqbal M., Krawczyszyn J Does intrusive growth of fusiform initials really contribute to circumferential growth of vascular cambium? Can. J. Bot. 87: Karczewska D., Karczewski J., Włoch W., Jura-Morawiec J., Kojs P., Iqbal M., Krawczyszyn J Mathematical modeling of intrusive growth of fusiform initials in relation to radial growth and expanding cambial circumference in Pinus sylvestris L. Acta Biotheoretica. DOI /s y. c) Wzrost i rozwój pędu jęczmienia Badania w tej specjalności prowadzone były w latach pod tematem rządowym pt: Mutageneza chemiczna i analiza genetyczna mutantów - Badania rozwojowe wierzchołków pędu jęczmienia w różnych fazach rozwojowych. Po zakończeniu tego programu badania były kontynuowane w ramach prac własnych Katedry. Byłem współautorem kilku publikacji pod ogólnym tytułem: Wzrost i rozwój pędu jęczmienia. Dwie pierwsze: I. Morfologia i histologia 12

13 wierzchołka pędu w fazie wegetatywnej Acta Soc. Bot. Pol. 49: 21-31, i II. Rozmieszczenie szybkości wzrostu w fazie wegetatywnej Acta Soc. Bot. Pol. 49: 33-48, są wspólne z Hejnowiczem, trzecia: III. Study of growth rate variation by means of the growth tensor Acta Soc. Bot. Pol. 57: 31-50, jest pracą zespołową: Z. Hejnowicz, J. Nakielski, W. Włoch i M. Bełtowski. W pracach tych badaliśmy tworzenie się kształtu wierzchołka, wykształcanie się drugiej warstwy tuniki i kolejnych zawiązków. Stwierdziliśmy, że średnia względna szybkość wzrostu objętości całej bezlistnej części wierzchołka jest znacznie większa niż w pierwszym metamerze, który z kolei rośnie szybciej niż następny metamer, jednak względna szybkość wzrostu objętościowego przyszczytowej części wierzchołka jest co najmniej 5-10 razy mniejsza niż na poziomie inicjowania nowych zawiązków liściowych. Oznacza to, że na tym poziomie szybkość wzrostu jest względnie duża. W niniejszej pracy pokazaliśmy jak stosować metodę tensora wzrostu i naturalny układ współrzędnych do opisu rozmieszczenia szybkości wzrostu wewnątrz organu, w tym przypadku wierzchołka pędu jęczmienia w okresie przejścia z fazy wegetatywnej w genetatywną. d) Igły sosny W latach brałem udział w badaniach rządowych prowadzonych przez Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska w temacie: Strukturalna adaptacja nasadowych części igieł sosny do pobierania wody pod kątem widzenia wplywu zanieczyszczeń atmosfery na sosnę. Stwierdziliśmy, że destrukcja epidermy u nasady wierzchołka krótkopędu oraz złuszczanie się pochwy łuskowej przebiegają z różną intensywnością w zależności od stopnia zanieczyszczenia atmosfery. Wykazaliśmy obecność ujemnego ciśnienia w pędach co ułatwia pobieranie wody. W badaniach nad pobieraniem znakowanego jonu siarczanowego zaobserwowaliśmy w nasadowej części krotkopędu wnikanie siarczanu do symplastu. Skażenie atmosfery wpływa na szybsze obumieranie komórek epidermy w pachwinie krótkopędu, otwierając drogę patogenom do wnętrza rośliny. Czyni to sosnę szczególnie wrażliwą na zanieczyszczenia powietrza. Oprócz wydanych czterech raportów o stanie badań wydalismy dwie publikacje zespołowe, pierwsza Kurczyńskej E., U., Bełtowskiego M. i Włocha W., 1996 r. pt: Morphological and anatomical changes of scots pine dwarf shoots induced by air pollutants. Environmental and experimental Botany. 36 (2): oraz druga Kurczyńskiej E. U., Dmuchowskiego, Włocha W., i Bytnerowicza A r. pt: The unfluence of air pollutants on needles and stems of scots pine 13

14 (Pinus sylvestris L.) trees. Environmental Pollution. Vol. 98., No. 3: , a także wydaliśmy pracę w Proceedings of the International Symposium on Air Pollution and Climate Change Effects on Forest Ecosystems. 1966, February 5-9, Riverside, CA., autorów: Dmuchowski W., Kurczyńska E.U., Włoch W Chemical composition of needles and cambial activity of stems of Scots pine trees affected by air pollutants in polish forests. wyd. Bytnerowicz A., Arbaugh M., Schilling S. General Technical Report, PSW-GTR-166: e) Filotaksja Pracuję również nad budową generatywnego wierzchołka pędu oraz różnorodnościa wzorów filotaktycznych, co przedstawiłem w pracy jako współautor: z Szymanowską-Pułką J., w 1997 r. pt: The diagram for phyllotactic series. Acta Soc. Bot. Pol. 66: f) Zachowanie różnorodności biologicznej ogrodów botanicznych Od 1996 roku aktywnie uczestniczę i kieruję budową Śląskiego Ogrodu Botanicznego. Naszym celem jest przekonanie społeczeństwa, że nowoczesne ogrody botaniczne są inwestycjami koniecznymi do utrzymania właściwych proporcji w rozwoju naszej cywilizacji. Duży regionalny Ogród Botaniczny na Śląsku będzie placówką niezbędną dla utrzymania różnorodności gatunkowej roślin, a przypadku kolekcjonowania roślin użytkowych stworzenie przyrodniczej podstawy produkcji zdrowej żywności poszukiwanej przez konsumentów. Śląski Ogród Botaniczny to nowoczesna placówka służąca nauce, kulturze i gospodarce, stymulująca zrównoważony rozwój, odtworzenie i utrzymanie równowagi przyrodniczej województwa śląskiego. To placówka wpływająca na zmianę wizerunku śląskiej ziemi, krainy zasobnej przyrodniczo i kulturowo. Pełny zakres zadań związanych z utworzeniem Śląskiego Ogrodu Botanicznego zawarłem w obszernej literaturze, którą przygotowywałem wraz z zespołem współpracowników: 1. Wika S., Włoch W., Ogrodnik B Dolina Promny i Fiołkowa Góra (Mikołów) jako potencjalny zespół przyrodniczo-krajobrazowy. (W:) Przeobrażenia środowiska geograficznego w przygranicznej strefie Górnośląsko-Ostrawskiego regionu przemysłowego. Materiały sympozjum polsko-czeskiego, Sosnowiec,

15 2. Kojs P., Szendera W., Włoch W Czas na Górnośląski Ogród Botaniczny Sejmik Samorządowy Nr 9. s Wika S., Włoch W., Kojs P Dlaczego powinien powstać duży regionalny ogród botaniczny na Śląsku? Planta ss Włoch W., Kojs P., Szendera W Jaki będzie Górnośląski Ogród Botaniczny?, Zielona Liga, maj. s Kojs P., Włoch W., Szendera W Czas na Górnośląski Ogród Botaniczny, Kubajak. ss Włoch W., Szymanowska-Pułka J Czy Śląsk potrzebuje dużego ogrodu botanicznego? Zmiana wizerunku Górnego Śląska. Gość Niedzielny 31: Włoch W., Ingerencja gospodarcza w przyrodniczo wartościowe biotopy i źródła ich zagrożeń. (w): Górnośląski Ogród Botaniczny na tle przyrody Mikołowa. Ed. S. Wika, W. Włoch. Górnośląska Oficyna Wydawnicza. Katowice. 8. Wika S., Włoch W. (red.) Górnośląski Ogród Botaniczny na tle przyrody Mikołowa. Górnośląska Oficyna Wydawnicza S.A. Katowice 95 ss. 9. Duda J., Szendera W., Włoch W., Gądek B Walory krajobrazowe i przyrodnicze terenu Śląskiego Ogrodu Botanicznego. Biuletyn Ogrodów Botanicznych. 7: Kojs P., Włoch W., Szymanowska-Pułka J Wychowawcze i dydaktyczne zadania Śląskiego Ogrodu Botanicznego na tle ogólnej sytuacji edukacji przyrodniczej. Biuletyn Ogrodów Botanicznych 7: Włoch W. (red.). Praca zbiorowa Osobliwości Przyrodnicze Województwa Śląskiego. Górnośląska Oficyna Wydawnicza. Katowice. 12. Kojs P., Włoch W., Szendera W., Ogród Botaniczny na Śląsku. Krok w stronę zrównoważonego rozwoju. Problemy Ekologii (3): EkoEdycja. Katowice. 13. Kojs P., Włoch W., Szendera W., Śląski Ogród Botaniczny powstaje w Mikołowie-Mokrem. Refleksje i przemyślenia. Oikos. Warsztat Świadomości Ekologicznej. 5-6: Wyd. Śląskie ABC. Rybnik. 14. Włoch W., Szendera W., Kojs P Śląski Ogród Botaniczny - chronologia wydarzeń. Aura. Ochrona Środowiska. 7:

16 15. Duda J., Kojs P., Szendera W., Trząski L., Włoch W Arboretum Bramy Morawskiej w Raciborzu. Oikos. Warsztat Świadomości Ekologicznej. 7: 2-9. Wyd. Śląskie ABC. Rybnik. 16. Rusin A., Włoch W., Szendera W., Kojs P Pracownia Zachowania Bioróżnorodności Górnego Śląska przy Ogrodzie Botanicznym Centrum Zachowania Różnorodności Biologicznej Polskiej Akademii Nauk. Oikos. Warsztat Świadomości Ekologicznej. 8: 2-6. Wyd. Śląskie ABC. Rybnik. 17. Duda J., Rusin A., Kojs P., Włoch W Naturalne zbiorowiska leśne Arboretum Bramy Morawskiej (Natural forest communities in the Arboretum of Brama Morawska). Biuletyn Ogrodów Botanicznych. Biuletyn Ogrodów Botanicznych 10: Kojs P., Szendera W., Włoch W Historia terenu Arboretum Bramy Morawskiej (History of the area of the Moravian Gate Arboretum). Biuletyn Ogrodów Botanicznych 10: Szendera W., Włoch W Historia badań nad Rubus glivicensis (Sprib. Ex Sudre) Sprib. na Górnym Śląsku (History of studies on Rubus glivicensis (Sprib. Ex Sudre) Sprib. in the Upper Silisia) Biuletyn Ogrodów Botanicznych 10: Puchalski J., Szendera W., Włoch W Śląskie ogrody botaniczne jako banki genów. Problemy Ekologii (2): EkoEdycja. Katowice. 21. Duda J., Kojs P., Rusin A., Samojedny A., Szendera W., Włoch W Ścieżki dydaktyczne w Arboretum Bramy Morawskiej w Raciborzu. Urząd Miasta Racibórz WOŚiR 22. Brząkalik K., Szendera W., Włoch W., Kojs P Śląski Ogród Botaniczny w służbie dla rolnictwa. Katowickie Aktualności Rolnicze. Miesięcznik ODR w Mikołowie 180: Duda J., Rusin A., Kojs P., Szendera W., Włoch W Arboretum Bramy Morawskiej, w Ogrody Botaniczne w Polsce, red Łukasiewicz A., Puchalski J. Agencja Reklamowo-Wydawnicza Arkadiusz Grzegorczyk 24. Włoch W. Kojs P., Szymanowska-Pułka J., Szendera W Silesian Botanical Garden a proposal for agriculture and forestry. Biuletyn Ogrodów Botanicznych, 13:

17 25. Rusin A., Kojs P., Włoch W. Duda J Course of Ecology in Nature. Educational Paths in Arboretum of Brama Morawska in Racibórz. Biuletyn Ogrodów Botanicznych, 13: Włoch W., Kojs P., Szymanowska-Pułka J., Szendera W Silesian Botanical Garden a proposal for agriculture and forestry. Biuletyn Ogrodów Botanicznych, 13: Jura J., Włoch W., Kojs P., Wilczek A., Szendera W Current trends in the structural investigations of the vascular cambium,. Biuletyn Ogrodów. Botanicznych., Muzeów i Zbiorów., 14: Wilczek A., Jura J., Włoch W., Kojs P., Szendera W The significance of the field shrubs and hedges in biodiversity conservation. The old field shrubs and hedges of Silesian Botanical Garden. Biuletyn Ogrodów. Botanicznych., Muzeów i Zbiorów., 14: Szendera W., Włoch W., Kojs P., Jura J., Wilczek A Natural potential of the Silesian Botanical Garden in conservation of wild plant and crop plant diversity. Biuletyn Ogrodów. Botanicznych., Muzeów i Zbiorów., 14: Włoch W., Krzyżowski M Ogród botaniczny dla Górnego Śląska - fanaberia czy priorytet. Problemy Ekologii 5: Od czternastu lat jestem zatudniony w Ogrodzie Botanicznym Centrum Zachowania Różnorodności Biologicznej Polskiej Akademii Nauk, od dziewięciu lat na ½ etatu. W ramach etatu wykonuję zadania własne Pracowni Zachowania Bioróżnorodności Górnego Śląska a obecnie Pracowni Struktury Roślin OB CZRB PAN, której byłem kierownikiem do końca 2005 roku. Po objeciu stanowiska kierownika Zakładu Biologii Roślin Katedry Biosystematyki Uniwersytetu Opolskiego z kierowania Pracownią zrezygnowałem. W 1976 roku odbyłem dwutygodniowe staże naukowe; w centrum medycznym Kształcenia Podyplomowego w Warszawie, oraz w Katedrze Botaniki Ogólnej Uniwersytetu im. A. Mickiewicza w Poznaniu. Staże miały na celu doskonalenie technik stosowanych w mikroskopii elektronowej. 17

18 Uczestniczyłem w zjazdach Polskiego Towarzystawa Botanicznego, w trzech Ogólnopolskich Konferencjach Mutagenezy - Zakopane-Kalatówki (1976), Jaszowiec k/ustronia (1978) i Kozubnik (1980). Uczestniczyłem również w Ogólnopolskich Konferencjach organizowanych przez prof. dr hab. T. Wodzickiego, które odbywały się co 4 lata począwszy od 1976 roku, a skończywszy w 1992 roku, pt: Mechanizmy regulacji morfogenezy układów roślinnych, w Rogowie. Od dwunastu lat aktywnie uczestniczę w corocznych zjazdach Ogrodów Botanicznych w Polsce Kraków 1997, Cieszyn 1998, Wrocław 1999, Lublin 2000, Bolestraszyce k/przemyśla 2001, Poznań 2002, Łódź 2003, Cieszyn 2004, Bydgoszcz 2005, Przelewice k/szczecina 2006, Kielce 2007, Gołuchów 2008, Poznań 2009, Lublin 2010, Mikołow Od pięciu lat jestem także członkiem Rady Naukowej Ogrodu Botanicznego Polskiej Akademii Nauk w Warszawie. Od 2004 zostałem decyzją Zarządu Stowarzyszenia Śląski Ogród Botaniczny mianowany na stanowisko dyrektora. Pracę powyższą wykonywałem tylko na ¼ etatu do roku Na posiedzeniu Rady Ogrodow Botanicznych w Polsce na konferencji w Przelewicach k/szczecina w 2006 r. zostałem wybrany wiceprzewodniczącym tej Rady na kadencję Uczestniczyłem również w pracach badawczych związanych z ekspresją polarności i różnicowaniem się komórek roślinnych, czego dowodem są dwie prace: Rusin A., Kojs P., Włoch W., Indukcja i utrzymanie polarności w tkankach Zinnia elegans L. w kulturach in vitro. (Induction and maintainance of the polarity in tissues of Zinnia elegans L. cultured in vitro). Biuletyn Ogrodów Botanicznych 11: , oraz Rusin A., Rusin T., Kojs P., Włoch W., Zróżnicowanie wzrostu tkanek hipokotylu Zinnia elegans L. w odpowiedzi na egzogenną auksynę. (Differences in growth of tissues of the hypocotyl of Zinnia elegans L. in answer to the exogenous auxin). Biuletyn Ogrodów Botanicznych 11: Działalność dydaktyczna 2.1. Przewody doktorskie 1. Posiedzenie Rady Wydziału Biologii i Ochrony Środowiska z dnia Wszczęcie przewodu doktorskiego mgr Mireli Tulik, słuchaczki Studiów Doktoranckich z Katedry Biofizyki i Biologii Komórki, pt: Historia kambium sosen z Czernobyla zapisana w drewnie. Publiczna obrona pracy doktorskiej w dniu r. 18

19 Recenzenci: prof. dr hab. Beata Zagórska-Marek, Uniwersytet Wrocławski, Prof. dr hab. Stefan Zajączkowski, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego Warszawa 2. Posiedzenie Rady Wydziału Biologii i Ochrony Środowiska z dnia Wszczęcie przewodu doktorskiego mgr Pawła Kojsa, słuchacza Studiów Doktoranckich z Katedry Biofizyki i Biologii Komórki, pt: Mechanizmy przebudowy kambium piętrowego na przykładzie wybranych gatunków roślin drzewiastych. Publiczna obrona pracy doktorskiej w dniu r. Recenzenci: prof. dr hab. Beata Zagórska-Marek, Uniwersytet Wrocławski, Prof. dr hab. Stefan Zajączkowski, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego Warszawa 3. Posiedzenie Rady Wydziału Biologii i Ochrony Środowiska z dnia - marzec Wszczęcie przewodu doktorskiego mgr Joanny Jury, słuchaczki Studiów Doktoranckich z Katedry Biofizyki i Biologii Komórki, pt: Formowanie się struktury piętrowej kambium Wisteria floribunda DC. Recenzenci: prof. dr hab. Beata Zagórska-Marek, Uniwersytet Wrocławski, Prof. dr hab. Józef Bednara, Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie 4. Posiedzenie Rady Wydziału Wydział Ogrodnictwa i Architektury Krajobrazu, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie z dnia 17 luty Wszczęcie przewodu doktorskiego mgr Anna Wilczek, słuchaczki Studiów Doktoranckich na Wydział Ogrodnictwa i Architektury Krajobrazu, pt: Przebudowa układu komórek inicjalnych kambium a układ naczyń w drewnie wybranych gatunków roślin drzewiastych. Recenzenci: prof. dr hab. Elżbieta Weryszko-Chmielewska, Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, prof. dr hab. Anna Tomczyk, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie 2.2. Recenzje prac doktorskich Recenzja pracy Pana mgr Zbigniewa Burdacha pt: Reakcja wzrostowa i elektrofizjologiczna komórek roślinnych w warunkach stresu temperaturowego. Katedra Fizjologii Roślin, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska Uniwersytet Śląski Katowice

20 Recenzja pracy Pani mgr Magdaleny Kilmczyńskiej pt: Morfologiczne zróżnicowanie epidermy gatunków z rodziny Asteraceae Instytut Biologii Roślin Wydział Nauk Przyrodniczych, Uniwersytet Wrocławski. Wrocław Formatki: Niektóre formy oryginalnie przygotowanych zajęć dydaktycznych: 1. Morfogeneza roślin M-BOE1 Semestr: I - II Forma zajęć: Wykład Konwersatorium Ćwiczenia Razem liczba godzin: Liczba godzin: Forma zaliczenia: zaliczenie Katedra prowadząca: Biofizyki i Biologii Komórki Osoba odpowiedzialna: Wiesław Włoch Treść i zakres: Wykład: Status przedmiotu: fakultatywny Punkty ECTS Pole morfogenetyczne, polarny układ współrzędnych, geny programu, informacja pozycyjna, kompartymenty poliklonalne, region polaryzujący, prawzór izomorficzny, morfalaksja a epimorfoza, regeneracja poprzez normogenezę i duplikację, mapa - siatka współrzędnych gradientu pola. Wskazanie na wspólne mechanizmy regulacji morfogenezy na przykładzie takich organizmów jak: śluzowiec Dictiostelium discoideum - przykład wykształcania się centrum organizacyjnego, tworzenie się ciała owocującego, gradienty morfogenów np.: camp, system reakcyjno-dyfuzyjny. Płeć drożdży - molekularne podstawy działania genów programu, białka regulatorowe, locus typu płci (MAT), endonukleaza (gen HO), model kasetowy, feromony, receptory feromonów. Caenorhabditis elegans - organizm modelowy w badaniach morfogenetycznych, analiza klonalna, rozwój mozaikowy. Szczegółowe omówienie: organizacji merystemu wierzchołkowego pędu, pojęcia komórki inicjalnej, teorii korpusu i tuniki, pojęcia quiescent centre, genetu i rametów. Chimeryzm i ontogenetyczny dryf. Rodzaje chimer, chimery i chimeroidy, powstawanie sportów, chimera peryklinalna rozszczepialna. Chimery a morfogeneza roślin wyższych. Kambium - jako modelowa tkanka w badaniu mechanizmów morfogenezy. Omówienie mechanizmów regulacji cyklu życiowego komórek: p 34 cdc 2, kinazy, cykliny, check point. Procesy morfogenetyczne u roślin wyższych, a szczególnie: mechanizm działania fitochormonów, różnicowania komórek. Rola genów programu w rozwoju roślin wyższych na wybranych przykładach. Wykształcanie się polarności na przykładzie tkanek roślin wyższych: polarny przepływ auksyn. Filotaksja jako przykład organizacji w rozwoju pędu roślin wyższych, przykłady rozmieszczenia zawiązków liści i pąków. Ćwiczenia Wykonywanie podstawowych badań zarówno najprostszymi metodami jak również przy użyciu nowoczesnych przyrządów np. do analizy komputerowej obrazu. Cele: Uzyskanie wiedzy z zakresu mechanizmów morfogenezy roślin. Weryfikacja poglądów na temat mechanizmów regulacji morfogenezy, embriogenezy i rozwoju roślin wyższych. Zdobyta wiedza przydatna będzie w badaniach naukowych nad biologią rozwoju roślin wyższych. Wykształcenie umiejętności interpretowania obserwowanych zjawisk życiowych w znaczeniu mechanizmów regulacji morfogenezy. 4 20

21 Metody i formy nauczania: Wykład wzbogacony o środki audiowizualne. Wykorzystanie przeźroczy, zdjęć i ilustracji na folii oraz kamery TV. Pokaz obiektów modelowych, stawianie problemów, indywidualna praca studentów. Aktywizujące ćwiczenia. Wymogi wstępne dla wybierających przedmiot: Wymagana znajomość podstaw budowy i funkcji komórki, embriologii i anatomii, podstaw biochemii, mikrobiologii, genetyki, fizjologii roślin i zwierząt. Piśmiennictwo: Podręczniki z zakresu biologii komórki, biologii molekularnej, fizjologii i anatomii roślin. Nazwa przedmiotu: Pracownia: mechanizmy Regulacji morfogenezy roślin Rodzaj zajęć: pracownia Nr/kod przedmiotu: tab. 4 nr 11 L. godz./tydzień/sz/sl 30 godzin/sz/ Semestr: VII, Liczba punktów: Status przedmiotu w programie studiów: Przedmiot do wyboru w specjalności biologia ogólna Opis przedmiotu: Metody przygotowywania materiału roślinnego do badań w mikroskopie świetlnym: utrwalania, zatapiania (metoda eponowa), krojenia na mikrotomie saneczkowym i ultramikrotomie, barwienia preparatów. Zastosowania komputerowej analizy obrazu w biologii komórki (rekonstrukcja obrazu w trójwymiarowej przestrzeni). Wykonywanie i analiza map zdarzeń komórkowych. Kambium jako modelowa tkanka w badaniach mechanizmów regulacji morfogenezy roślin. Zasady wykonywania prawidłowej dokumentacji naukowej. Cele: -zdobycie wiedzy w zakresie mechanizmow regulacji morfogenezy roślin, roli hormonów roślinnych w różnicowaniu, -poznanie metod badania anatomii rozwojowej roślin, -poznanie technik: mikroskopii z komputerową analizą obrazu, digitalizacji obrazu. Metody nauczania: -wprowadzenie teoretyczne do ćwiczeń, pokaz, indywidualna praca studentów, stawianie problemów i dyskusja. Wymagana wiedza z zakresu: -budowy i funkcji merystemów wzrostu roślin, podstawy histogenezy i morfogenezy roślin, działania regulatorów wzrostu roślin. Pomoce dydaktyczne: mikroskopy, mikrotomy, ultramikrotomy, komputery, digitajzer. Podręczniki: Jankiewicz Regulatory wzrostu i rozwoju roślin, Meek Practical electron microscopy for biologists, Wędzony Mikroskopia fluorescencyjna dla botaników, O Brien, McCully The study of plant structure. Principles and selected methods, Hejnowicz Anatomia i histogeneza roślin naczyniowych, i in.. Forma zaliczenia: pisemne sprawozdanie Zapisy na zajęcia: są wymagane 21

22 2.4. Międzynarodowe programy badawcze Udział w realizacji tematu: Study of migration orientational domain patterns in cambia of trees as a morphogenetic wave phenomenon - its manifestation in wood grain. W ramach umowy z Ministerstwem Rolnictwa USA (lata ) Promotorstwo prac magisterskich około 40 prac Wiesław Włoch 22