ĆWICZENIA Z BOTANIKI I PODSTAWY BIOTECHNOLOGII ROŚLIN

Transkrypt

1 U N I W E R S Y T E T M E D Y C Z N Y W Ł O D Z I KATEDRA BIOLOGII I BIOTECHNOLOGII FARMACEUTYCZNEJ Zakład Biologii i Botaniki Farmaceutycznej prof. dr hab. Halina Wysokińska, prof. dr hab. Lucjan Świątek ĆWICZENIA Z BOTANIKI I PODSTAWY BIOTECHNOLOGII ROŚLIN Łódź

2 Wydano na zlecenie Senackiej Komisji ds. Wydawnictw Uniwersytetu Medycznego w Łodzi Autorzy prof. dr hab. Lucjan Świątek prof. dr hab. Halina Wysokińska Recenzent: prof. dr hab. n. przyr. Krzysztof Jędrzejko Copyright by Uniwersytet Medyczny w Łodzi Łódź 2009 Projekt okładki: lic. Agnieszka Gwoździńska ISBN Duk i oprawa: Biuro Promocji i Wydawnictw Uniwersytetu Medycznego w Łodzi ul. Kopcińskiego 20 2

3 Spis treści Przedmowa... 5 Część I. Wiadomości ogólne... 7 Zasady mikroskopii optycznej... 7 Wskazówki dla korzystających ze skryptu Część II. Cytologia Budowa komórki roślinnej Cytoplazma i jądro komórkowe Leukoplasty Chromoplasty Podział mitotyczny jądra komórkowego Składniki martwe komórki roślinnej Skrobia zapasowa Ziarna aleuronowe Szczawian wapnia Węglan wapnia. Cystolity Ściana komórkowa. Jamki Część III. Histologia Tkanka twórcza merystem Tkanka okrywająca pierwotna: epiderma. Aparaty szparkowe Włoski Tkanka okrywająca wtórna: peryderma. Przetchlinki Tkanka miękiszowa Tkanka wzmacniająca Tkanka wydzielniczo-wydalnicza Tkanka przewodząca. Wiązki przewodzące Część IV. Organografia Korzeń rośliny jednoliściennej Korzeń rośliny dwuliściennej budowa pierwotna Korzeń rośliny dwuliściennej budowa wtórna Budowa łodygi nadziemnej roślin zarodnikowych z gromady Skrzypowe Budowa polisteliczna łodygi podziemnej rośliny zarodnikowej z gromady Paprociowe Łodyga nadziemna rośliny jednoliściennej Łodyga podziemna rośliny jednoliściennej Łodyga podziemna rośliny dwuliściennej Łodyga nadziemna roślin dwuliściennych budowa pierwotna Łodyga nadziemna roślin dwuliściennych budowa wtórna Liść rośliny zarodnikowej Liść rośliny nagonasiennej Liście roślin okrytonasiennych z klasy Dwuliściennych Liść rośliny okrytonasiennej z klasy Jednoliściennych Część V. Morfologia kwiatów i kwiatostanów Część VI. Morfologia owoców i nasion z elementami anatomii

4 Część VII. Morfologia i anatomia grzybów Część VIII. Wiadomości ogólne z systematyki roślin. Grzyby i rośliny dostarczające surowców farmakopealnych Część IX. Organizacja i formy ochrony przyrody w Polsce Część X. Biotechnologia roślin Warunki prowadzenia kultur in vitro Rodzaje kultur in vitro Wykorzystanie kultur in vitro Przechowywanie materiału z kultur in vitro Piśmiennictwo

5 Przedmowa Oddajemy do rąk młodzieŝy studiującej III wydanie skryptu, przeznaczonego do ćwiczeń z botaniki. Poprzednie wydania I i II, które ukazały się w latach odpowiednio 1995 i 1999, są obecnie całkowicie wyczerpane. Niniejsze wydanie jest oparte w duŝej części na wydaniu II -gim, ale zostało znacznie rozszerzone. Dokonano wielu uzupełnień, głównie w rozdziale obejmującym wykaz roślin leczniczych oraz zagadnień z dziedziny ochrony przyrody w Polsce. Wprowadzone zmiany wiąŝą się z ukazaniem się Farmakopei Polskiej VI (rok 2002) i Farmakopei Europejskiej V (rok 2004) oraz nowym zarządzeniem Ministra Środowiska w sprawie ochrony gatunkowej roślin. NaleŜało zatem uwzględnić w skrypcie nowe dane o roślinach leczniczych oraz chronionych, zawarte w monografiach opisanych w obu farmakopeach i wymienionym zarządzeniu. W części poświęconej biotechnologii roślin wprowadzono uzupełnienia w zakresie nowych metod hodowli in vitro oraz ich wykorzystania w róŝnych aspektach. Mamy nadzieję, Ŝe skrypt ten, w nowym unowocześnionym wydaniu ułatwi studentom przyswajanie dość rozległego materiału dydaktycznego, który mieści się w programie nauczania botaniki na Wydziałach Farmacji. Autorzy Łódź, 2008 rok 5

6 vacat 6

7 Część I. W I A D O M O Ś C I O G Ó L N E Zasady mikroskopii optycznej 1. Budowa mikroskopu. Zapoznamy się z podstawowymi wiadomościami o mikroskopie świetlnym, niezbędnymi przy wykonywaniu ćwiczeń. Szczegóły dotyczące funkcjonowania mikroskopu moŝna znaleźć w podręcznikach fizyki i dziełach poświęconych technice histologicznej. Mikroskop (ryc. 1) składa się z elementów mechanicznych, z których najwaŝniejsze to statyw, stolik i podstawa, oraz optycznych - są to okulary, obiektywy, kondensor, lusterko i oświetlacz. Ryc. 1. Mikroskop dwuokularowy MB30 i główne jego części: 1 - okular, 2 - pierścień regulacji nasadki dwuocznej, 3 - nasadka dwuoczna, 4 - wkręt zaciskowy nasadki, 5 i 6 - pokrętki przesuwu stolika, 7 - śruba makrometryczna, 8 - śruba mikrometryczna, 10 - pokrętka przesuwu kondensora, 11 - stolik krzyŝowy, 12 - wkręt zaciskowy kondensora, 13 - wkręt centrujący kondensora, 14 - lusterko, 15 - rewolwer obiektywowy, 16 obiektyw (oryg. aut.). Statyw jest tym elementem, który pozwala na wygodne uchwycenie i przenoszenie mikroskopu. Statyw połączony jest na stałe z obudową zespołu ruchu zgrubnego i drobnego oraz rewolwerem obiektywowym. Do statywu jest przymocowany stolik krzyŝowy z urządzeniami do umocowania preparatu i umoŝliwiającym przesuw tego ostatniego w dwóch prostopadłych do siebie kierunkach za pomocą pokrętek mieszczących się pod stolikiem. W górnej części statywu zamocowana jest nasadka okularowa dwuoczna z tubusami, odchylonymi od pionu o kąt Rozstaw okularów moŝna zmieniać przez obrót jednego tubusa okularowego względem drugiego. Jeden tubus okularowy (prawy) posiada pierścień dioptryjny, który umoŝliwia korygowanie róŝnicy wzroku oczu obserwatora. 7

8 W górnej części statywu znajduje się rewolwer obiektywowy, zwykle 4-gniazdkowy, pozwalający na szybką zmianę obiektywów i zapewniający powtarzalność ich ustawienia w osi optycznej mikroskopu. W dolnej części statywu umocowane są dwie śruby (pokrętki): makrometryczna, o większej średnicy, oraz mikrometryczna, mniejsza. Pierwsza śruba słuŝy do wykonywania przesuwu zgrubnego (ruchu makro), druga - dokładnego (ruchu mikro). Śruby te umoŝliwiają ustawienie mikroskopu "na ostrość". W nowszych mikroskopach obie śruby są umieszczone w jednej osi, w starszych - kaŝda oddzielnie, na jednym poziomie, przy czym śruba makrometryczna - bliŝej obserwatora. Podstawa mikroskopu słuŝy do zapewnienia mu stabilności. Do podstawy jest przymocowane lusterko lub wmontowany oświetlacz. Do części optycznych wymiennych w mikroskopie naleŝą okulary i obiektywy. Okular jest zbudowany z dwóch soczewek: górnej, tj. połoŝonej bliŝej oka obserwatora oraz dolnej. Soczewka górna daje się łatwo wykręcić: widać wtedy, w środku okularu, pierścieniowatą przysłonę (diafragmę). Okulary mają na przedniej oprawie metalowej wyryte znaki, np. 7x, 10x, które oznaczają odpowiednio 7- i 10-krotne powiększenie okularu. Oba okulary są osadzone w tubusach, z których moŝna je wyjmować. Obiektywy składają się z wielu soczewek. Mikroskopy przeznaczone do ćwiczeń studenckich zaopatrzone są przewaŝnie w trzy obiektywy, które róŝnią się długością i średnicą oraz cechami wygrawerowanymi z boku, np. 40/0,65; 20/0,40; 8/0,20. Cechy te oznaczają: powiększenie 40-, 20- i 8-krotne obiektywu przy jego aperturze numerycznej odpowiednio 0,65, 0,40 i 0,20. Stosownie do tego mówimy o obiektywie o powiększeniu duŝym, średnim i małym. WyŜszej wartości apertury numerycznej odpowiada większa zdolność rozdzielcza obiektywu. Miarą tej zdolności jest najmniejsza odległość między dwoma sąsiadującymi punktami czy liniami w obiekcie, które moŝna jeszcze rozróŝnić przy uŝyciu danego obiektywu. Dla informacji warto dodać, Ŝe zdolność rozdzielcza oka ludzkiego wynosi ok. 0,1 mm, mikroskopu świetlnego - ok. 0,2 µm, a mikroskopu elektronowego - ok. 0,2 nm. Obiektywy o powiększeniu duŝym, tj. 40/0,65 oraz immersyjne (patrz niŝej) są zaopatrzone w spręŝynową amortyzację, która zabezpiecza szkiełko preparatu przed uszkodzeniem. Dla uzyskania większych powiększeń mikroskopowych uŝywa się obiektywów immersyjnych o cechach 90/1,25 lub 100/1,3. Warunkiem uŝycia takiego obiektywu jest wprowadzenie odpowiedniej cieczy immersyjnej (np. olejku cedrowego) pomiędzy soczewkę przednią obiektywu a szkiełko przykrywkowe preparatu. Przygotowanie mikroskopu do ćwiczeń z zastosowaniem obiektywu immersyjnego powinno odbywać się przy udziale asystenta. Powiększenie całkowite mikroskopu otrzymuje się z iloczynu: powiększenie okularu x powiększenie obiektywu x współczynnik powiększenia nasadki dwuocznej. Ten ostatni w mikroskopach przez nas uŝywanych ma wartość 1,5. Dla przykładu: przy okularze 10x i obiektywie 40/0,65, powiększenie mikroskopowe wynosi 10 x 40 x 1,5 = 600. Kondensor umoŝliwia skupianie promieni świetlnych, które przechodzą następnie przez preparat umieszczony na stoliku. Kondensor zaopatrzony jest w przysłonę irysową tzw. aperturową i daje się przesuwać pionowo za pomocą oddzielnej śruby umieszczonej zwykle po lewej stronie mikroskopu, poniŝej stolika. Lusterko płasko-wklęsłe słuŝy do kierowania wiązki światła do kondensora. MoŜna korzystać ze światła dziennego lub sztucznego z róŝnych lamp. W obecności kondensora naleŝy uŝywać płaskiej strony lusterka. Nowsze mikroskopy są wyposaŝone, zamiast lusterka, w oświetlacz wmontowany do podstawy mikroskopu i zasilany prądem z sieci. 2. Preparaty mikroskopowe. Do sporządzenia preparatu uŝywa się szkiełka przedmiotowego (zwykle o wymiarach 76 x 26 mm), na którym umieszcza się skrawek tkanki roślinnej względnie inny obiekt, zanurzony w kropli wody lub innej cieczy, następnie całość nakrywa się cienkim szkiełkiem przykrywkowym (o wymiarach ok. 22 x 22 mm). Na ćwiczeniach są w uŝyciu równieŝ preparaty trwałe, przygotowywane specjalną techniką, które studenci otrzymują w stanie gotowym. 8

9 Skrawki sporządza się przy pomocy Ŝyletki (moŝe być brzytwa) i od razu zanurza w cieczy, (którą jest zwykle woda) celem uniknięcia wnikania powietrza do tkanki, co utrudniałoby potem obserwację pod mikroskopem. Powinno się je zdejmować z ostrza Ŝyletki przy pomocy pędzelka bezpośrednio do wody, znajdującej się w szkiełku zegarkowym. MoŜna w ten sposób wykonać serię skrawków, spośród których wybieramy następnie za pomocą igły preparacyjnej najcieńsze, najlepiej wykonane i wkładamy je do cieczy umieszczonej na szkiełku przedmiotowym. Niektóre skrawki przygotowywane są za pomocą mikrotomu i wydawane studentom w czasie ćwiczeń. 3. Pomiar długości w mikroskopie. Jednostką długości uŝywaną w mikroskopii optycznej jest mikrometr (1µm = 10-6 m). Do mierzenia obiektu pod mikroskopem słuŝy okular pomiarowy, który jest wyposaŝony w mikrometr okularowy - jest to okrągłe szkiełko z wygrawerowaną skalą w środku, dopasowane wielkością do średnicy wewnętrznej okularu. Mikrometr ten umieszczamy na diafragmie, która jest dostępna po wykręceniu soczewki górnej. Aby moŝna było wykonać pomiar, skala tego mikrometru musi być uprzednio wycechowana. Do tego celu jest uŝywany mikrometr wzorcowy. Jest to szkiełko przedmiotowe z wyrytą w środku skalą o długości jednego milimetra, który podzielony został na 100 równych części. Odległość między dwoma sąsiednimi kreskami tej skali wynosi więc 1/100 mm czyli 10 µm. Ryc. 2. Skala mikrometru okularowego (odcinek a) i wzorcowego (odcinek b) w polu widzenia mikroskopu. Wartość mikrometryczna w tym przykładzie wynosi 44 µm (oryg. aut.) Cechowanie wykonujemy następująco: 1. Umieszczamy mikrometr okularowy na przysłonie okularu, (patrz wyŝej) a mikrometr wzorcowy - na stoliku mikroskopowym. Nastawiamy na ostrość obraz skali mikrometru wzorcowego. 2. Patrząc w okular, ustawiamy skale obu mikrometrów równolegle do siebie, co osiąga się manipulując ruchami stolika i okularu. 3. Obserwujemy na obu skalach odcinki, których kreski końcowe pokrywają się ze sobą (ryc. 2). 4. Obliczamy na skali mikrometru wzorcowego liczbę kresek odcinka oraz liczbę kresek odpowiadającego mu odcinka skali mikrometru okularowego. 5. Wykonujemy proste obliczenie: liczba kresek odcinka skali mikrometru wzorcowego liczba kresek równego odcinka skali mikrometru okularowego 10 µm Otrzymany wynik nosi nazwę stałej mikrometru okularowego albo wartości mikrometrycznej i oznacza odległość, wyraŝoną w µm, między dwoma kreskami na skali tego mikrometru, który moŝe teraz słuŝyć do pomiarów obiektów obserwowanych w mikroskopie. Wartość ta zaleŝy od powiększenia mikroskopowego i musi być obliczona oddzielnie dla kaŝdej kombinacji okular - obiektyw, (o danych powiększeniach), a takŝe dla kaŝdego mikroskopu. 4. WyposaŜenie do ćwiczeń mikroskopowych. Do ćwiczeń mikroskopowych potrzebne są następujące przybory: 1) szkiełka przedmiotowe i przykrywkowe, 2) Ŝyletki, 3) rdzeń bzowy, 4) igła 9

10 preparacyjna, 5) pinceta, 6) dwie ściereczki, jedna lniana druga flanelowa, 7) przybory do rysowania. Objaśnień na temat celu i sposobu uŝywania wymienionych przyborów udzielają asystenci. 5. Rysunek spod mikroskopu jest waŝnym elementem ćwiczenia. Zmusza on ćwiczącego do obserwacji preparatu i teoretycznego przygotowania się w celu wyszukania i objaśnienia szczegółów jego budowy. Dobrze wykonany i objaśniony rysunek stanowi postawę do zaliczenia danego ćwiczenia. 6. Obchodzenie się z mikroskopem. Mikroskop jest urządzeniem precyzyjnym i drogim, dlatego nie wolno samemu dokonywać napraw. ZauwaŜone usterki w jego funkcjonowaniu naleŝy zgłaszać asystentowi. Po pracy pozostawiamy mikroskop w stanie czystym, uŝywając w tym celu ściereczek, jednej (flanelowej) do wycierania części mechanicznych, drugiej (lnianej) - do części optycznych. Do czyszczenia mikroskopu uŝywa się wody destylowanej lub ksylolu; nie wolno stosować alkoholu. 7. Kilka uwag o mikroskopowaniu. Obserwację pod mikroskopem zaczynamy zawsze od małego powiększenia. W tym celu, spoglądając z boku na poziomie stolika, opuszczamy obiektyw przy pomocy śruby makrometrycznej tak, aby jego koniec (z przednią soczewką) znajdował się w odległości nie mniejszej niŝ 3-4 mm od szkiełka przykrywkowego preparatu. Następnie patrząc w okular, podnosimy powoli za pomocą tej śruby obiektyw aŝ do pojawienia się obrazu preparatu. Średnie i duŝe powiększenie uzyskujemy łatwo, ustawiając odpowiednie obiektywy przez przekręcenie rewolwerem. ZauwaŜmy, Ŝe odległość między szkiełkiem przykrywkowym preparatu a czołem obiektywu jest tym mniejsza, im większe jego powiększenie. Dla obiektywu o powiększeniu 40 x odległość ta jest bardzo mała. Z tego powodu po ustawieniu obiektywu na duŝe powiększenie nie wolno uŝywać śruby makrometrycznej - grozi to uszkodzeniem soczewki frontowej obiektywu oraz preparatu. Ostrość obrazu reguluje się zawsze przy pomocy śruby mikrometrycznej. Częstym błędem, jaki trafia się początkującym, zwłaszcza przy korzystaniu z preparatów trwałych, jest niewłaściwe umieszczenie preparatu na stoliku mikroskopowym. Spostrzegamy to gdy chcemy oglądać preparat pod duŝym powiększeniem: okazuje się niekiedy, Ŝe nie udaje się nastawić obrazu na ostrość. Przyczyną tego jest ułoŝenie preparatu na stoliku odwrotną stroną, tj. szkiełkiem przykrywkowym w dół. W takiej sytuacji oglądanie obiektu (znajdującego się wtedy pod szkiełkiem przedmiotowym) pod małym i średnim powiększeniem jest moŝliwe, ale pod duŝym - nie, bo przeszkodę stanowi grubość szkiełka przedmiotowego, nie pozwalająca zbliŝyć obiektywu celem uzyskania ostrości obrazu. Błąd ten stanowi najczęstszą przyczynę uszkodzenia przez ćwiczących obiektywu duŝego powiększenia oraz preparatu. Okulary i obiektywy stanowią składowe części danego mikroskopu, a ich powiększenia są nawzajem dopasowane. Dlatego nie jest dozwolone dowolne ich wymienianie między róŝnymi mikroskopami znajdującymi się na sali ćwiczeń. Wskazówki dla korzystających ze skryptu Całość opisowa ćwiczeń, dotycząca anatomii oraz morfologii kwiatu, owoców i nasion została podzielona na części opatrzone numerem, np, "Ćwiczenie 1, 2" itd. Podział ten jest oparty na tematyce ćwiczeń i nie oznacza, iŝ dane ćwiczenie musi być wykonane jednorazowo, tj, w ciągu czasu przeznaczonego w rozkładzie zajęć na odrobienie jednego ćwiczenia 2- czy 3-godzinnego. Niektóre tematy ćwiczeń są obszerniejsze, wymagają więcej godzin ćwiczeniowych; dlatego zostały podzielone na podtematy, które oznaczono symbolami literowymi A, B itd., muszą zatem być odrabiane na dwóch lub więcej ćwiczeniach. Preparaty mikroskopowe przygotowywane na bieŝąco (świeŝo skrojone skrawki, inne obiekty roślinne) zanurzamy w kropli wody lub, najczęściej, w mieszaninie wody z glicerolem uŝytych w stosunku objętościowym 1:1. Zamieszczone w tekście skryptu określenie "woda z glicerolem" oznacza tę właśnie mieszaninę o podanym wyŝej składzie. Niektóre skrawki umieszcza się w innych cieczach (wodzian chloralu, odczynniki barwiące), wówczas jest to odpowiednio zaznaczone przy opisie preparatu. 10

11 Przy nazwach roślin, słuŝących jako materiał do ćwiczeń, podano przynaleŝność do rodziny; ponadto dla gatunków czy rodzajów obcego pochodzenia, bądź rodzimych ale mniej znanych, zamieszczono zwięzłą notatkę o ich występowaniu lub innych cechach. NaleŜy mocno podkreślić, celem uświadomienia korzystającym ze skryptu, Ŝe załączone do większości opisów ćwiczeń ryciny mają charakter materiału pomocniczego, ułatwiającego studentom przygotowanie się do zajęć mikroskopowych. Nie są one na ogół wiernym odbiciem obrazu preparatu mikroskopowego czy makroskopowego, jaki słuchacze przygotowują i oglądają w czasie ćwiczeń. Dlatego nie wolno rycin odrysowywać. Podstawą zaliczenia ćwiczenia moŝe być tylko własnoręczny rysunek preparatu bądź materiału roślinnego wydanego studentom do opracowania. Część II. C Y T O L O G I A Cytologia jest działem biologii zajmującym się komórką. Na ćwiczeniach zapoznamy się budową komórki oraz jej składnikami Ŝywymi i martwymi. Znajomość budowy komórek stanowi podstawę do studiowania następnych działów, jak histologia i organografia roślin. Temat: Budowa komórki roślinnej Ćwiczenie 1 1. Składniki Ŝywe komórki Do składników Ŝywych komórki roślinnej, dostrzegalnych w mikroskopie świetlnym, naleŝą: cytoplazma, jądro komórkowe i plastydy. Wśród plastydów wyróŝniamy leukoplasty, chromoplasty i chloroplasty. A. Cytoplazma i jądro komórkowe Materiał: liść (łuska) czosnku cebuli (cebuli ogrodowej) - Allium cepa L., rodz. Alliaceae Czosnkowate. Preparat: wybieramy z cebuli trzecią lub czwartą, licząc od zewnątrz, mięsistą łuskę i na jej górnej (wklęsłej) powierzchni wykonujemy Ŝyletką kilka nacięć podłuŝnych i poprzecznych w odległościach ok. 0,5 cm. Z jednego utworzonego w ten sposób poletka ściągamy pincetą skórkę, którą kładziemy do płynu Lugola (jod w roztworze wodnym jodku potasu). 11

12 *) liczby w wyraŝeniu (wg 37) oznaczają pozycje piśmiennictwa (patrz str. 205) i odnoszą się do autora(ów) podręcznika, z którego reprodukowano daną rycinę. Ryc. 3. Komórki epidermy liścia (łuski) cebuli, p. - cytoplazma, n - jądro, zs - wodniczka, w ściana komórkowa (wg 37)* Obserwacje. Pod duŝym powiększeniem widać wydłuŝone, ściśle do siebie przylegające komórki skórki (epidermy) (ryc. 3). WyróŜniamy w nich ścianę komórkową oraz przylegającą do niej ziarnistą cytoplazmę zabarwioną od płynu Lugola na brązowoŝółty kolor. W cytoplazmie znajduje się jądro komórkowe (nucleus) z jednym lub kilkoma jąderkami (nucleolus), wyraźnie odgraniczone dzięki silniejszemu zabarwieniu. JeŜeli jądro jest połoŝone w środku komórki, wówczas otaczająca je cytoplazma łączy się w postaci wąskich pasm z warstwą cytoplazmatyczną przylegającą do ściany. Pozostałą część wnętrza komórki, zwanego takŝe światłem komórkowym, zajmuje jedna duŝa lub kilka mniejszych wakuoli (wodniczek) wypełnionych sokiem komórkowym. Rysunek: odrysowujemy komórkę epidermy wraz ze składnikami, zwracając uwagę na proporcje grubości ściany komórkowej i wielkości jądra w stosunku do rozmiarów komórki. B. Leukoplasty Materiał: liść trzykrotki - Tradescantia sp., rodz. Commelinaceae - Komelinowate. Trzykrotki są roślinami pochodzenia północno- amerykańskiego, u nas często hodowanymi w doniczkach dla celów ozdobnych. NaleŜy wybrać okazy trzykrotki, których liście są na stronie dolnej fioletowo zabarwione. 12

13 Ryc. 4. Leukoplasty w komórkach przyszparkowych liścia trzykrotki. K - jądro, L - leukoplasty, P- komórka przyszparkowa S - komórka szparkowa (wg 2) Preparat: skrawek powierzchniowy z dolnej strony liścia, umieszczony w 5% roztworze wodnym sacharozy. Celem wykonania skrawka, zwilŝamy przedtem powierzchnię skrawaną liścia i ostrze Ŝyletki wodą. Skrawek od razu przenosimy do roztworu sacharozy. Roztwór cukru jest potrzebny dla zabezpieczenia leukoplastów przed rozpadem, jaki nastąpiłby w przypadku uŝycia czystej wody. Obserwacje. W niektórych komórkach epidermy, a jeszcze częściej - w komórkach przyszparkowych, widoczne jest jądro otoczone małymi, kulistymi leukoplastami (ryc. 4). Niekiedy połoŝenie jądra, na ogół w preparatach niebarwionych słabo dostrzegalnego, uwidocznione zostaje przez wieńcowo otaczające go leukoplasty Te ostatnie są szczególnie dobrze widoczne na tle fioletowo zabarwionej wakuoli. Barwa ta pochodzi od obecnego w soku komórkowym antocyjanu. ZauwaŜamy ponadto wokół jądra i przy ścianie komórkowej ziarnistą, bezbarwną cytoplazmę. Tworzy ona poza tym pasma biegnące od jądra ku obwodowi komórki. Rysunek: odrysować spod duŝego powiększenia komórkę epidermy razem z jej zawartością. Zwrócić uwagę na leukoplasty, ich kształt oraz wielkość w porównaniu do wymiarów jądra komórkowego. C. Chromoplasty Ten typ plastydów zawiera pomarańczowe barwniki z grupy karotenoidów; mogą one występować w tak duŝej ilości, Ŝe krystalizują nadając całemu plastydowi kształt kryształu. Materiał: kwiat nasturcji większej - rodz. Tropaeolum majus L. - Nasturcjowate; lub owoc pomidora Lycopersicon esculentum Mill. rodz. Solanaceae Psiankowate. 13

14 Ryc. 5. Chromoplasty w komórce nasturcji większej (Tropaeolum majus) (wg 49) Ryc. 5a. Chromoplasty w komórce owocni pomidora (wg 24) Obserwacje. W komórkach miękiszowych, które są dość duŝe, widać pomarańczowe lub czerwone chromoplasty róŝnej wielkości, o kształcie igieł, pałeczek, przecinków lub rombów (ryc. 5). Chromoplasty są zanurzone w cytoplazmie. Chromoplasty moŝna takŝe obserwować w komórkach owocu pomidora (ryc. 5 a). Ćwiczenie 2 Temat: Podział mitotyczny jądra komórkowego Materiał: stoŝek wzrostu korzenia czosnku cebuli - Allium cepa L. Preparat: trwały, przygotowany sposobem rozmazowym, barwiony metodą Feulgena*. Obserwacje. Pojedynczy preparat zawiera liczne, mniej lub więcej luźno ułoŝone komórki merystemu wierzchołkowego korzenia, znajdujące się w róŝnych stadiach (fazach) mitozy. Do obserwacji i rysowania naleŝy zatem wyszukać w preparacie komórki z odpowiednimi stadiami mitozy. Poszukiwanie prowadzimy pod małym powiększeniem (łatwiej wtedy znaleźć odpowiednią komórkę), obserwację i odrysowywanie - spod duŝego powiększenia. a) Interfaza (jądro intermitotyczne). W polu widzenia mikroskopu widzimy liczne komórki kształtu prostokątnego lub kwadratowego, w których znajduje się okrągłe jądro z jąderkiem, dobrze widoczne dzięki fioletowemu zabarwieniu (od uŝytego barwnika) jego treści. Pod duŝym powiększeniem widać wnętrze jądra w postaci plątaniny włókienek zabarwionych intensywnie fioletowo - jest to chromatyna. b) Profaza jest pierwszym stadium mitozy. Widać wyodrębniające się z chromatyny grubiejące chromosomy, zabarwione w preparacie na kolor ciemnofioletowy. UłoŜone są bezładnie, często jeszcze splątane. W jądrach z późną profazą zanika otoczka jądrowa i jąderko, pojawia się wrzeciono kariokinetyczne. * Metody barwienia opisane są w podręcznikach: B. Brody Metody histochemii roślinnej oraz Braune i wsp. Praktikum z anatomii roślin (patrz piśmiennictwo). 14

15 c) Metafaza charakteryzuje się ułoŝeniem chromosomów w płaszczyźnie równikowej wrzeciona kariokinetycznego. Chromosomy są tu podzielone na dwie chromatydy, które utrzymują się razem spojone w miejscu chromosomu zwanym centromerem. MoŜemy znaleźć w preparacie takie stadia metafazy, które są widoczne z boku, bądź z góry - w tym ostatnim przypadku widać pojedyncze chromosomy i moŝna je łatwo policzyć. U cebuli liczba chromosomów (2n) wynosi 16. d) Anafaza rozpoczyna się od podziału centromerów i odsuwania się chromatyd (które moŝemy juŝ nazwać chromosomami potomnymi) do przeciwległych biegunów wrzeciona kariokinetycznego. W preparacie moŝna znaleźć komórki w róŝnym stanie zaawansowania anafazy. e) Telofaza stanowi jakby odwrócenie profazy: chromosomy potomne ulegają despiralizacji, wydłuŝają się tworząc w końcu sieć chromatynową; następnie pojawia się otoczka jądrowa i jąderko, w okolicy biegunów wrzeciona kariokinetycznego pojawiają się jądra potomne. W końcowym okresie telofazy zachodzi zwykle podział cytoplazmy komórki, zwany cytokinezą. Takie dwie komórki potomne, powstałe w wyniku cytokinezy, moŝna zaobserwować w preparacie. Charakteryzują się one jednakową wielkością, ścisłym przyleganiem do siebie i obecnością silnie wybarwionej chromatyny w jądrach. Rysunki: wyszukujemy i odrysowujemy spod duŝego powiększenia, a) komórkę w interfazie, b) komórki z opisanymi wyŝej czterema kolejnymi fazami mitozy, c) dwie komórki potomne powstałe w wyniku cytokinezy. Ćwiczenie 3 2. Składniki martwe komórki roślinnej Do składników martwych komórki roślinnej, zaliczamy ścianę komórkową i substancje ergastyczne. Do tych ostatnich naleŝą: wakuola, skrobia, ziarna aleuronowe, kryształy szczawianu wapnia oraz złoŝa węglanu wapniowego. Z wakuolą (wodniczką) zapoznaliśmy się juŝ na jednym z poprzednich ćwiczeń (patrz ćwiczenie 1, A). Temat: Skrobia zapasowa Skrobia jest składnikiem zapasowym komórki roślinnej. Pod względem chemicznym naleŝy do węglowodanów. W komórce występują w postaci ziarn róŝniących się budową, kształtem i wielkością. Cechy anatomiczne ziarn skrobiowych mają duŝe znaczenie diagnostyczne i są przydatne w analizie mikroskopowej surowców roślinnych. Materiał 1: bulwa ziemniaka - Solanum tuberosum L., rodz. Solanaceae Psiankowate. Preparat: sok z rozciętej bulwy, wprowadzony do kropli wody z glicerolem. Do sporządzenia preparatu wystarczy dotknąć skrojoną powierzchnią bulwy do kropli wymienionej cieczy, umieszczonej na szkiełku przedmiotowym. 15

16 Ryc. 6. Skrobia ziemniaczana (Solani amylum). ZauwaŜ ziarna pojedyncze, ziarno dwuzłoŝone (d) i półzłoŝone (p) (wg 2) Obserwacje. Przy duŝym powiększeniu widać liczne pojedyncze ziarna skrobi, róŝnej wielkości (ok µm średnicy), z charakterystycznym ekscentrycznym uwarstwieniem wokół ośrodka (ryc. 6). Obok ziarn pojedynczych spotyka się tu ziarna dwu- i trzyzłoŝone oraz półzłoŝone. Te ostatnie cechują się obecnością dwóch ośrodków w ziarnie, kaŝdy z własnym uwarstwieniem, które są otoczone jeszcze wspólnym uwarstwieniem. Reakcja barwna Kładziemy na szkiełko przedmiotowe, przy krawędzi szkiełka przykrywkowego, kroplę płynu Lugola i z przeciwległej strony szkiełka przykrywkowego przykładamy bibułę filtracyjną. Część płynu spod szkiełka zostaje w ten sposób odciągnięta, a na jego miejsce dostanie się pod szkiełko płyn Lugola. Pod małym powiększeniem widzimy teraz ziarna skrobi zabarwione na kolor niebieski - jest to reakcja barwna na skrobię. Materiał 2: owoc (ziarniak) pszenicy zwyczajnej - Triticum aestivum L., rodz. Poaceae (Gramineae) Wiechlinowate (Trawy). Preparat: bielmo z rozłupanego ziarniaka, umieszczone w wodzie z glicerolem. Trochę bielma naleŝy zeskrobać igłą preparacyjną bezpośrednio do kropli cieczy na szkiełku przedmiotowym. Ryc. 7. Ziarna skrobi pszenicznej (Tritici amylum) (wg 2) Obserwacje. Pod duŝym powiększeniem widać pojedyncze ziarna o kształcie okrągłym, które moŝna podzielić pod względem wielkości na dwie kategorie, tj. duŝe o średnicy ok. 40 µm, ze słabo widocznym uwarstwieniem koncentrycznym, oraz ziarna małe o średnicy ok. 7 µm (ryc. 7). Materiał 3: ziarniak Ŝyta zwyczajnego Secale cereale L., rodz. Poaceae Wiechlinowate. Preparat: sposób przygotowania jak podano przy ziarniaku pszenicy. 16

17 Obserwacje: Skrobia Ŝytnia jest podobna do pszenicy, składa się z ziaren małych i duŝych, ale u tych ostatnich częściej niŝ u pszenicznej obserwuje się uwarstwienie koncentryczne, ponadto gwiazdkowatą szczelinkę w środku (ryc 8). Ryc. 8. Skrobia Ŝytnia. ZauwaŜ ziarna duŝe, z uwarstwieniem koncentrycznym i szczeliną w środku oraz ziarna małe (wg 2) Materiał 4: ziarniak owsa zwyczajnego - Avena sativa L., rodz. Poaceae - Wiechlinowate Preparat: sposób przygotowania - jak wyŝej. Ryc. 9. Ziarna pojedyncze i złoŝone skrobi owsianej (wg 2) Obserwacje. Charakterystyczne są tu ziarna skrobi złoŝone, składające się z kilku lub kilkudziesięciu ziaren małych, wielokątnych o przeciętnej średnicy 7 µm (ryc. 9). Obok ziaren złoŝonych oraz ich fragmentów zbudowanych z jednego lub kilku ziaren, powstałych w czasie preparowania, występują jeszcze w preparacie małe ziarna pojedyncze, kształtu okrągławego. lub wrzecionowatego. Materiał 5: nasienie fasoli zwykłej - Phaseolus vulgaris L., rodz. Fabaceae (Papilionaceae) Bobowate (Motylkowate). Preparat: jak wyŝej. Obserwacje. Ziarna skrobi fasoli są pojedyncze, mają kształt okrągły lub (częściej) owalny, wielkość µm, w środku widoczna jest podłuŝna rozgałęziona szczelinka (ryc. 10). Uwarstwienie ziaren koncentryczne. 17

18 Ryc. 10. Skrobia fasolowa (wg 2) Materiał 6: ziarniak kukurydzy zwyczajnej - Zea mays L., rodz. Poaceae (Gramineae) Wiechlinowate (Trawy). Preparat: jak wyŝej. Obserwacje. Ziarna skrobi pojedyncze o średnicy µm i kształcie okrągławym lub wielokątnym, z małą, rozgałęzioną promieniście szczelinką w środku (ryc. 11). Ryc. 11. Skrobia kukurydziana (Maydis amylum) (wg 2) Materiał 7: ziarniak ryŝu - Oryza sativa L. rodz., Poaceae (Gramineae) Wiechlinowate (Trawy). Preparat: jak wyŝej 18

19 Ryc. 12. Skrobia ryŝowa (Oryzae amylum) (wg 2) Obserwacje. Ziarna skrobi ryŝowej są złoŝone, podobne kształtem i wielkością do ziaren skrobi owsianej. W preparacie spotyka się obok duŝych, owalnych ziaren złoŝonych, równieŝ ich fragmenty powstałe w czasie przygotowywania preparatu oraz małe ziarna pojedyncze, o kształcie wielokątnym, ostrokanciastym i średnicy ok. 5µm (ryc. 12). Rysunki: odrysowujemy opisane rodzaje ziarn skrobi z poszczególnych preparatów, zwracając uwagę na cechy ziaren jak wielkość, kształt, uwarstwienie, połoŝenie ośrodka, obecność szczelinki oraz postać (ziarna pojedyncze czy złoŝone). Opisujemy wynik reakcji barwnej z płynem Lugola. Temat: Ziarna aleuronowe Ćwiczenie 4 Ziarna aleuronowe naleŝą do substancji zapasowych komórki roślinnej, są natury białkowej. Występują w nasionach, gromadzą się w tkankach bogatych w tłuszcz. Powstają w wakuoli wskutek jej odwodnienia. Materiał 1: nasienie rącznika pospolitego - Ricinus communis L., rodz. Euphorbiaceae Wilczomleczowate. Roślina olejodajna, uprawiana w krajach tropikalnych i subtropikalnych. Preparat: skrawek z bielma nasienia, umieszczamy a) w glicerolu, b) w wodzie z glicerolem. Celem uzyskania lepszej widoczności ziaren aleuronowych pod mikroskopem, naleŝy skrawki bielma uprzednio odtłuścić, trzymając je przez kilka godzin w mieszaninie eteru etylowego i etanolu bezwodnego (1:1). Ryc. 13. Ziarna aleuronowe złoŝone w komórce bielma nasienia rącznika, oglądane w glicerolu z wodą: g - globoid, k krystaloid, b - białko bezpostaciowe, z - ziarno aleuronowe, n- jądro, s- ściana komórkowa (wg 24). Obserwacje. Oglądane przy duŝym powiększeniu komórki bielma, zanurzone w glicerolu z wodą, zawierają liczne ziarna aleuronowe złoŝone. Wewnątrz ziaren, zwykle na ich zwęŝonym końcu, znajduje się 1-3 kulistych globoidów, w skład budowy których wchodzi sól wapniowo-magnezowa kwasu inozytosześciofosforowego; pozostałą część ziarna wypełnia białko, występujące w dwóch postaciach: krystaloidu oraz substancji podstawowej (białko bezpostaciowe) (ryc. 13). Ziarno jest odgraniczone od cytoplazmy oponką. 19

20 Reakcje barwne 1) Na obecność globoidów. Odtłuszczony skrawek bielma umieszczamy w kropli roztworu chinalizaryny w 5% roztworze wodnym NaOH i oglądamy preparat pod mikroskopem. Widać globoidy zabarwione od uŝytego barwnika na kolor chabrowoniebieski. Zabarwienie to pochodzi od magnezu, składnika budowy globoidu. Inne części ziarna aleuronowego pozostają bezbarwne, przy czym krystaloid ulega rozpuszczeniu; jest to spowodowane działaniem składnika alkalicznego odczynnika. 2) Na obecność białka. a) Reakcja biuretowa. Odtłuszczony skrawek bielma wkładamy do kropli nasyconego roztworu wodnego CuSO 4, po czym dodajemy kroplę stęŝonego roztworu NaOH. Powstaje fioletowe zabarwienie preparatu. Jest to reakcja na wiązanie peptydowe występujące w kaŝdym białku. b) Reakcja ksantoproteinowa. Na odtłuszczony skrawek bielma działamy kroplą stęŝonego kwasu azotowego. Powstaje Ŝółte zabarwienie; barwa pogłębia się po dodaniu kropli roztworu amoniaku. Reakcję tę wykazują białka, które zawierają w swej cząsteczce aminokwasy aromatyczne takie jak fenyloalanina, tyrozyna, tryptofan. c) Reakcja Millona. Skrawek bielma (nieodtłuszczony) zanurzamy do odczynnika Millona (rtęć rozpuszczona w stęŝonym kwasie azotowym). Powstaje zabarwienie ceglastoczerwone. Reakcja zachodzi powoli i zabarwienie pojawia się na zimno dopiero po kilkudziesięciu minutach. Aby przyspieszyć reakcję, preparat z odczynnikiem lekko podgrzewamy - zabarwienie powstaje wówczas po upływie ok. 1/2 minuty. Z tym odczynnikiem reagują tylko białka zawierające aminokwas o charakterze fenolu, tj. tyrozynę. Rysunek: rysujemy komórkę bielma z ziarnami aleuronowymi. Opisujemy reakcje barwne na globoid i białko. Materiał 2: ziarniak pszenicy zwyczajnej - Triticum aestivum L., rodz. Poaceae (Gramineae) Wiechlinowate (Trawy). Preparat: skrawek poprzeczny ziarniaka, umieszczony w płynie Lugola. Obserwacje. W preparacie (ryc. 14) widzimy tkanki okrywające ziarniak, których budowę poznamy później (patrz ćwiczenie 27); pod nimi znajduje się warstwa aleuronowa, naleŝąca do bielma, utworzona z duŝych prostokątnych komórek wypełnionych drobnymi ziarnami aleuronowymi prostymi. Warstwa ta, dzięki Ŝółtemu zabarwieniu od płynu Lugola, odcina się wyraźnie od głębszych warstw bielma, zabarwionych na niebiesko od obecnych tam ziarn skrobi. Ryc. 14. Ziarna aleuronowe proste w ziarniaku pszenicy; p - owocnia, t - łupina nasienna, n - jądro komórkowe, al - warstwa aleuronowa, am - ziarna skrobi w komórkach bielma (wg 30) Rysunek: odrysowujemy fragment przekroju ziarniaka, zwracając uwagę na warstwę aleuronową. Opisujemy reakcję z płynem Lugola. 20

21 Ćwiczenie 5 Temat: Szczawian wapnia Szczawian wapnia moŝe występować w komórce roślinnej w róŝnej postaci krystalicznej jak druzy, jedyńce, styloidy, rafidy, piasek krystaliczny. Poszczególne formy kryształów są charakterystyczne dla niektórych grup systematycznych roślin. Stąd szczawian wapnia moŝe słuŝyć jako cecha diagnostyczna przy rozpoznaniu surowców roślinnych. A. Druzy Materiał: ogonek liściowy lub łodyga begonii (ukośnicy) - Begonia sp., rodz. Begoniaceae - Ukośnicowate. Begonie rosną dziko w krajach tropikalnych; u nas są znane jako rośliny doniczkowe. Preparat: skrawek poprzeczny ogonka liściowego lub łodygi, umieszczony w roztworze wodzianu chloralu (3 części wody + 8 części wodzianu chloralu). Roztwór ten posiada właściwości rozpuszczania niektórych składników komórki jak cytoplazma, chloroplasty, skrobia, wskutek czego preparat ulega rozjaśnieniu. Stąd ciecze o takich właściwościach, często stosowane w mikroskopii optycznej, noszą nazwę prześwietlaczy. Uwaga. Preparaty z wodzianem chloralu naleŝy przed obserwacją mikroskopową lekko podgrzać, trzymając je w ciągu kilku minut nad płomieniem lampki spirytusowej; przyspiesza to proces rozpuszczania się treści komórkowej. Obserwacje. W komórkach miękiszu kory pierwotnej widzimy pojedyncze kryształy w postaci ośmiościanów oraz kulistawe agregaty kryształów zwane druzami (ryc. 15). Ryc. 15. Szczawian wapnia w łodydze begonii, K - ośmiościany, dr - druzy (wg 18) Reakcje mikrochemiczne 1) z 10% kwasem solnym: Dodajemy do preparatu kroplę 10% kwasu solnego. Kryształy szczawianu wapnia ulegają rozpuszczeniu. 2) z 80% kwasem octowym: Skrawek z ogonka liściowego, zawierający druzy, umieszczamy w stęŝonym (80%) kwasie octowym. W obecności tego odczynnika kryształy szczawianu wapnia pozostają nierozpuszczone. 21

22 Rysunek: rysujemy 1-2 komórki miękiszowe z kryształami szczawianu wapnia. Opisujemy reakcje mikrochemiczne. B. Jedyńce Materiał: suche łuski czosnku cebuli - Allium cepa L. rodz. Alliaceae - Czosnkowate Preparat: kawałek zewnętrznej suchej łuski cebuli, umieszczony w kropli wodzianu chloralu (ściślej: roztworu wodnego tej substancji; w dalszej części tekstu posługiwać się będziemy tą skróconą nazwą roztworu wodzianu chloralu). Ryc. 16. Jedyńce i kryształy bliźniacze w komórkach łuski cebuli (wg 2) Obserwacje. W wydłuŝonych komórkach, leŝących tuŝ pod epidermą, widzimy kryształy pojedyncze w postaci graniastosłupów o róŝnej długości, które nazywamy jedyńcami. Niekiedy zrastają się one po dwa na krzyŝ pod róŝnym kątem tworząc tzw. kryształy bliźniacze (ryc. 16). Spotykane są równieŝ w preparacie formy krystaliczne, u których z jednego graniastosłupa "wyrasta" kilka mniejszych kryształów. Rysunek: narysować kilka komórek z róŝnymi formami jedyńców. C. Styloidy Materiał: kłącze kosaćca niemieckiego - Iris germanica L. rodz. Iridaceae - Kosaćcowate Preparat: skrawek poprzeczny kłącza, umieszczony w wodzianie chloralu. Obserwacje. W obrębie tkanki miękiszowej kłącza zauwaŝamy duŝe workowate komórki, które pojedynczo są rozproszone w miękiszu. RóŜnią się one od komórek miękiszowych grubszą i ulegającą skorkowaceniu ścianą oraz większymi rozmiarami. Komórki te noszą nazwę idioblastów. W idioblaście leŝy pojedynczy kryształ w kształcie długiego graniastosłupa zwany styloidem (ryc. 17). Jeden koniec jest klinowato zaostrzony, drugi - ostro wcięty. Najczęściej w preparacie styloidy znajdują się poza idioblastem, widać je wtedy na tle komórek miękiszowych. Dzieje się tak dlatego, Ŝe w czasie sporządzania skrawka styloidy łatwo przebijają zaostrzonym końcem ścianę idioblastu i wydostają się poza obręb tej komórki. Uwaga: takie same kryształy (styloidy) moŝna obserwować w miękiszu zieleniowym liścia kosaćca (ryc. 17). 22

23 Ryc. 17. Styloid w liściu kosaćca. Widoczny idioblast wśród komórek miękiszowych (z chloropastami) (wg 47) Rysunek: rysujemy spod duŝego powiększenia idioblast wraz z otaczającymi go komórkami miękiszowymi, oraz styloid. D. Rafidy Materiał: liść niecierpka drobnokwiatowego - Impatiens parviflora DC, rodz. Balsaminaceae Niecierpkowate. Jest to chwast ogrodowy i polny, często występujący w zaroślach i lasach, w pobliŝu ścieŝek oraz wokół siedzib ludzkich, w Polsce pospolity. Preparat: mały fragment blaszki liściowej, obejmujący równieŝ jej brzeg, zanurzony w wodzianie chloralu. Ryc. 18. Rafidy w komórce (idioblaście) liścia niecierpka (wg 22) Obserwacje. Pod małym powiększeniem wyszukujemy wśród komórek mezofilu duŝe, podłuŝnego kształtu idioblasty, zawierające rafidy w postaci cienkich igieł zebranych w wiązkę (ryc. 18). Idioblasty z rafidami najwyraźniej są widoczne wówczas, gdy występują na brzegu blaszki liściowej. Rysunek: odrysowujemy spod duŝego powiększenia idioblast z rafidami. E. Piasek krystaliczny Materiał: korzeń pokrzyku wilczej jagody - Atropa belladonna L., rodz. Solanaceae Psiankowate. Roślina o właściwościach leczniczych, w większych dawkach - silnie trująca. Występuje dość często w południowej Polsce. Preparat: skrawek poprzeczny, umieszczony w wodzianie chloralu. 23

24 Ryc. 19. Piasek krystaliczny w komórkach liścia pokrzyku, w komórki (worki) z kryształami (piaskiem) szczawianu wapnia (wg 30) Obserwacje. Pod małym powiększeniem widać w części obwodowej korzenia, w pasie między perydermą a łykiem, komórki miękiszowe kory wtórnej. W miękiszu tym rozproszone są komórki z ciemną zawartością, nie róŝniące się kształtem ani wielkością od komórek miękiszowych. Oglądając preparat przy duŝym powiększeniu stwierdzamy, Ŝe zawartość tę stanowią drobne kryształki w formie pryzmatów, gęsto upakowane w komórce zwanej workiem (ryc. 19). Szczawian wapnia w tej formie krystalicznej nosi nazwę piasku. Gdy jest go duŝo w komórce, staje się ona ciemna, nieprzezroczysta: dlatego lepiej jest obserwować te komórki w preparacie, w którym jest mniej szczawianu wapnia i pojedyncze kryształki moŝna wówczas łatwiej zaobserwować. Rysunek: spod duŝego powiększenia odrysowujemy kilka komórek miękiszowych kory wtórnej korzenia, a wśród nich worek z piaskiem szczawianu wapnia. Uwaga: Do obserwacji worków ze szczawianem wapnia moŝe takŝe słuŝyć liść tej rośliny, w przekroju poprzecznym. Worki występują tutaj w miękiszu gąbczastym śródliścia (ryc 19). Temat: Węglan wapnia. Cystolity Ćwiczenie 6 ZłoŜa węglanu wapnia w postaci cystolitów są elementem charakterystycznym dla niektórych rodzin jak Boraginaceae - Szorstkolistne, Cannabaceae - Konopiowate, Cucurbitaceae - Dyniowate, Moraceae - Morwowate, Urticaceae Pokrzywowate. Materiał: liść figowca spręŝystego - Ficus elastica Roxb., rodz. Moraceae - Morwowate. Drzewo kauczukodajne, rosnące w krajach tropikalnych: Półwysep i Archipelag Malajski, zachodnia część Afryki. U nas bywa hodowana jako ozdobna roślina doniczkowa o duŝych skórzastych liściach. Preparat: skrawek poprzeczny blaszki liściowej, umieszczony w wodzianie chloralu. Przekrój poprzeczny wykonujemy, posługując się rdzeniem bzowym (z łodygi dzikiego bzu czarnego - Sambucus nigra). Praktycznych wskazówek na ten temat udzielają w czasie ćwiczeń asystenci. Obserwacje. W trójwarstwowej skórce górnej liścia, charakteryzującej się brakiem chloroplastów, widać gdzieniegdzie duŝe komórki ze zwisającym groniastym cystolitem (ryc. 20 A). Jest on zbudowany z trzonka wysyconego krzemionką oraz z części błonnikowej, rozszerzonej wachlarzowato na szczycie i pokrytej złoŝem węglanu wapnia (ryc. 20 A). 24

25 Ryc. 20. Cystolit w skórce górnej liścia figowca, A w wodzianie chloralu, B w roztworze kwasu octowego (wg 17) Reakcja mikrochemiczna Skrawek przenosimy do kropli 80% roztworu kwasu octowego i obserwujemy pod mikroskopem. ZauwaŜamy rozpuszczanie się złoŝa węglanu wapnia. Część wachlarzowata cystolitu wraz z trzonkiem zostaje wówczas odsłonięta i moŝemy obserwować ich kształt (ryc. 20, B). Rozpuszczaniu towarzyszy wydzielanie się pęcherzyków dwutlenku węgla. Reakcja ta słuŝy do odróŝniania złoŝa węglanu wapnia od kryształów szczawianu wapnia, które w stęŝonym kwasie octowym są nierozpuszczalne (porównaj ćwiczenie 5 A). Rysunki: rysujemy idioblast z cystolitem z preparatu umieszczonego: a) w wodzianie chloralu, b) w roztworze kwasu octowego. Opisujemy reakcję mikrochemiczną. Temat: Ściana komórkowa. Jamki Ćwiczenie 7 Ściana komórkowa składa się z trzech warstw: blaszki środkowej, stanowiącej wspólną warstwę dla dwóch sąsiednich komórek, ściany pierwotnej oraz wtórnej, która leŝy najbardziej wewnątrz komórki. Blaszka środkowa jest zbudowana z substancji pektynowych, ściana pierwotna - z substancji pektynowych i błonnika (który naleŝy do węglowodanów), ściana wtórna - głównie z błonnika; ta ostatnia bywa często inkrustowana innymi substancjami jak suberyna, kutyna, drzewnik (lignina). Odpowiednio do tego ściana wtórna moŝe być błonnikowa, skorkowaciała (tj. przesycona suberyną), skutynizowana i zdrewniała. Do rozpoznania poszczególnych rodzajów ściany w preparacie mikroskopowym słuŝą reakcje mikrochemiczne barwne; mają one duŝe znaczenie diagnostyczne przy identyfikacji tkanek i organów w materiale roślinnym. A. Ściana błonnikowa Materiał: łodyga lnu zwyczajnego - Linum usitatissimum L., rodz. Linaceae Lnowate. Preparat: skrawek poprzeczny łodygi, zanurzony w wodzie z glicerolem. Obserwacje. Najpierw oglądamy skrawek pod małym powiększeniem i szukamy na przekroju połoŝenia tkanki wzmacniającej, wykształconej tu w formie włókien (steroidy). Zgrupowane są one w postaci poprzerywanego pasma o jasnym wyglądzie, przebiegającego okółkowo w pobliŝu obwodu łodygi. Przy duŝym powiększeniu włókno ma wygląd grubościennej komórki z małym, przewaŝnie 25

26 owalnym światłem, wypełnionym treścią komórkową. W ścianie widać uwarstwienia, które są ułoŝone koncentrycznie wokół światła komórki (ryc. 21). Ryc. 21. Włókna w łodydze lnu, s światło komórki, k ściana komórkowa (wg 41) S K Reakcja barwna Skrawek przenosimy za pomocą igły preparacyjnej do kropli odczynnika chlor-cynk-jod (nasycony roztwór ZnCl 2 + płyn Lugola). Obserwujemy pod mikroskopem włókna, których ściany zabarwiły się na kolor ciemnoniebieski. Jest to reakcja mikrochemiczna na ściany błonnikowe. Chlorek cynku moŝe być zastąpiony przez chlorek litu (LiCl) lub stęŝony kwas siarkowy. Związki te hydrolizują błonnik do amyloidu, który następnie barwi się od płynu Lugola na niebiesko. Rysunek: narysować 2-3 włókna. Zwrócić uwagę na grubość ściany komórkowej i widoczne w niej uwarstwienia. Opisać reakcję barwną. B. Ściana zdrewniała. Jamki proste Materiał: owoc gruszy - Pyrus sp., rodz. Rosaceae - RóŜowate. Preparat: przygotowujemy go w następujący sposób. Za pomocą igły preparacyjnej umieszczamy trochę miąŝszu owocni (najlepiej z jej części środkowej) na szkiełku przedmiotowym, nakrywamy drugim szkiełkiem przedmiotowym i, ściskając oba szkiełka palcami, staramy się odpowiednimi ruchami rozetrzeć znajdujące się w miąŝszu twarde, ziarenkowate części. Następnie na jedno ze szkiełek dajemy kroplę wody, nakrywamy szkiełkiem przykrywkowym i oglądamy pod mikroskopem. 26

27 Ryc. 22. Komórki kamienne w owocni gruszy, p - jamka prosta w ścianie komórkowej, l - światło komórki, s ściana komórkowa (wg 18) Obserwacje. Pod małym powiększeniem widać pojedyncze albo zebrane w skupiska, okrągłe lub prostokątne komórki o podłuŝnym, ciemnym świetle i grubych ścianach (ryc. 22). Są to komórki kamienne, naleŝące do tkanki wzmacniającej (patrz ćwiczenie 12). Reakcja mikrochemiczna Na drugie szkiełko przedmiotowe z roztartym materiałem dajemy po jednej kropli 48% kwasu siarkowego i 1% roztworu etanolowego floroglucynolu. Następnie oglądamy preparat, jak poprzednio. Obserwacje. ZauwaŜamy teraz, Ŝe ściany opisanych wyŝej komórek kamiennych zabarwiły się na kolor intensywnie czerwony - jest to reakcja barwna na obecność ścian zdrewniałych. Następnie obserwujemy komórki kamienne przy duŝym powiększeniu. Widać ciemno zabarwione, wypełnione powietrzem (komórki są martwe) światło komórki i odchodzące od niego wąskie, rozgałęzione jamki proste. Rysunek: rysujemy kilka komórek kamiennych z preparatu barwionego. Zwracamy uwagę na grubość ściany i występujące w niej jamki proste. C. Jamki lejkowate Materiał: kilkuletnia łodyga sosny zwyczajnej - Pinus sylvestris L., rodz. Pinaceae Sosnowate. Preparat: skrawek poprzeczny z części drzewnej łodygi, umieszczony w wodzianie chloralu. Obserwacje. W zgrubiałych ścianach cewek, z których jest zbudowane drewno sosny, widać jamki lejkowate w przekroju (ryc. 23, B,). ZauwaŜamy ścianę komórkową, która odstaje w obrębie jamki, przez co tworzy się w tej ostatniej wolna, lejkowata przestrzeń. Jamka jest zamknięta przez błonę, utworzoną z blaszki środkowej i ściany komórkowej pierwotnej. Błona ta w części środkowej tworzy dyskowate zgrubienie zwane zatyczką (torus). Wygląd jamek z góry, obserwowany na przekroju podłuŝnym promieniowym drewna, pokazuje rycina 23, A. 27

28 Ryc. 23. Jamki lejkowate w ścianie cewek z drewna sosny. A - jamki (h) widoczne z góry, B - jamka w przekroju poprzecznym, C budowa szczegółowa jamki; s blaszka środkowa, t zatyczka (wg 37) Rysunek: odrysowujemy z przekroju poprzecznego cewkę wraz z jamką lejkowatą. D. Ściana skutynizowana Materiał: liść kliwii - Clivia sp., rodz. Amaryllidaceae Amarylkowate. Kliwie rosną we wschodniej części Południowej Afryki (Natal), u nas hoduje się je w doniczkach jako rośliny ozdobne. NaleŜą do kserofitów. Preparat: skrawek poprzeczny, barwiony Sudanem III w roztworze etanolowym - reakcja barwna na kutykulę i ściany skutynizowane. Obserwacje. Oglądamy preparat pod duŝym powiększeniem. Widzimy tkankę okrywającą liścia czyli epidermę, zbudowaną z komórek prostokątnych, ściśle przylegających do siebie (ryc. 24). Ich ściany są nierównomiernie zgrubiałe: ściana zewnętrzna jest znacznie grubsza, niŝ wewnętrzna styczna (tj. równoległa do powierzchni liścia) i promieniowa (prostopadła do powierzchni). W ścianach wewnętrznych widać jamki proste. W obecności odczynnika (Sudan III) uwidacznia się zabarwiona na czerwono, ciągła warstwa kutykuli, pokrywająca komórki epidermy. ZauwaŜmy ponadto, Ŝe część zgrubiałej ściany zewnętrznej przylegająca do kutykuli barwi się takŝe, chociaŝ mniej intensywnie, na kolor czerwony - jest to ściana skutynizowana, która wciska się klinowato w miejscach naprzeciw ścian promieniowych komórek epidermy. Pozostała część ściany zewnętrznej, a takŝe ściany wewnętrzne, pozostają nie zabarwione, mają charakter ścian błonnikowych. 28

29 Ryc. 24. Komórki epidermy liścia kliwii w przekroju poprzecznym (wg 3) Rysunek: odrysowujemy spod duŝego powiększenia kilka komórek epidermy, z uwzględnieniem nierównomiernego zgrubienia ich ścian. Opisujemy wyniki reakcji barwnej na kutykulę i ścianę skutynizowaną, zaznaczając na rysunku ich umiejscowienie. Uwaga. Ściana skorkowaciała, jak i reakcja mikrochemiczna na obecność w niej suberyny, zostaną omówione w ćwiczeniu 10. Część III. H i s t o l o g i a Dział biologii zajmujący się tkankami nosi nazwę histologii. Tkanką nazywamy zespół połączonych ze sobą i jednakowo zbudowanych komórek wspólnego pochodzenia, pełniących określoną funkcję fizjologiczną. Ogólnie tkanki roślinne dzielimy na tkanki twórcze (merystemy) oraz tkanki stałe, wyspecjalizowane odpowiednio do pełnienia danej funkcji. Oba typy tkanek moŝna podzielić, ze względu na pochodzenie, na tkanki pierwotne i wtórne. Do tkanek twórczych pierwotnych naleŝą merystemy wierzchołkowe łodygi i korzenia, do wtórnych felogen, miazga międzyzwiązkowa i miazga w korzeniach. Wymienione rodzaje tkanek twórczych dają początek odpowiednio tkankom stałym pierwotnym i wtórnym. 1. Tkanka twórcza merystem Jest zbudowana z komórek zdolnych do regularnych podziałów. Ściany tych komórek są cienkie, jądra komórkowe stosunkowo duŝe, wodniczki małe. Merystemy dzielą się na pierwotne i wtórne. Dają początek tkankom stałym, odpowiednio pierwotnym i wtórnym. 1. Merystemy pierwotne pochodzą od tkanek zarodka, który jest zbudowany głównie z tkanki twórczej. Do merystemów tych naleŝą: a) merystem wierzchołkowy łodygi. Występuje na szczycie pędu tworząc stoŝek wzrostu. Powoduje wzrost łodygi na długość; powstają tu takŝe zawiązki liści i pąków bocznych oraz kwiatów. b) merystem wierzchołkowy korzenia. Wierzchołek wzrostu korzenia składa się z kilku stref: czapeczki korzeniowej (kaliptra), okrywającej wierzchołek; promerystemu, zbudowanego z komórek inicjalnych; strefy wzrostowej korzenia na długość. c) merystem wstawowy (interkalarny). Występuje w łodygach niektórych roślin. U traw zlokalizowany jest u podstawy międzywęźli, powodując ich wydłuŝanie. Dzięki obecności tego merystemu, trawa po skoszeniu zachowuje zdolność do dalszego wzrostu na długość. 29

30 Merystemy wtórne Powstają w późniejszym stadium rozwojowym rośliny, z tkanek stałych, których komórki stają się zdolne do podziałów. Do merystemów tych naleŝą: d) Miazga łykodrzewna (kambium). Występuje w korzeniach i łodygach roślin dwuliściennych; stanowi tzw. merystem boczny, odkładający na zewnątrz łyko (floem wtórny), do środka drewno (ksylem wtórny) oraz promienie rdzeniowe pierwotne i wtórne. Powoduje wzrost korzeni i łodyg na grubość. Kambium w łodydze powstaje przez połączenie miazgi wewnątrz wiązek przewodzących (miazga wiązkowa) i miazgi międzywiązkowej. W korzeniach miazga powstaje z miękiszu walca osiowego pod floemem pierwotnym oraz z komórek perycyklu połoŝonych nad ksylemem pierwotnym. Obie miazgi łączą się i tworzą falisty początkowo (w korzeniach młodych) pas tkanki twórczej, który w dalszym stadium rozwoju korzenia przyjmuje ciągły pierścień miazgi, odkładającej floem wtórny ( na zewnątrz) i ksylem wtórny (do środka korzenia) oraz promienie rdzeniowe. e) Miazga korkotwórcza (felogen), odkłada do wnętrza tkankę stałą miękiszową felodermę, na zewnątrz korek (felem), tworząc razem tkankę okrywającą wtórną perydermę. Okrywa ona starsze łodygi i korzenie roślin nasiennych. Felogen powstaje bądź z tkanki miękiszowej tuŝ pod skórką, bądź z komórek skórki, (w korzeniach). f) Merystemoidy, zalicza się takŝe do merystemów wtórnych. Są to małe merystemy, utworzone zaledwie z jednej lub kilku komórek dzielących się, dających początek wytworom skórki liści i łodyg, tj. aparatom szparkowym i włoskom. Na ćwiczeniach tkanki twórcze napotkamy wśród niektórych tkanek stałych, które są omawiane przy opisie preparatów dotyczących histologii i organografii patrz odpowiednie części w tekście skryptu. 2. Tkanki stałe Ćwiczenie 8 Temat: Tkanka okrywająca pierwotna: epiderma (skórka). Aparaty szparkowe A. Epiderma i aparaty szparkowe u roślin z klasy Magnoliopsida (Dicotyledones) - Dwuliścienne Aparaty szparkowe (stomata) są wytworami skórki. Oglądane z powierzchni, składają się z dwóch komórek szparkowych, pomiędzy którymi tworzy się szparka. Komórki te zawierają chloroplasty, co m.in. odróŝnia je od pozostałych komórek skórki, pozbawionych na ogół tych plastydów. Komórki, które otaczają komórki szparkowe, róŝnią się często od pozostałych komórek skórki kształtem oraz wielkością i noszą nazwę komórek przyszparkowych. Ich liczba oraz ułoŝenie względem osi szparki stanowią cechy charakterystyczne dla niektórych rodzin klasy Dwuliściennych, posiadają więc walor diagnostyczny, przydatny w analizie mikroskopowej surowców roślinnych. Zapoznamy się z czterema typami aparatów szparkowych. 30

31 a) Typy aparatów szparkowych 1. Typ anomocytyczny (ranunculaceus), występuje w rodzinach: Jaskrowate (Ranunculaceae), Ślazowate (Malvaceae), Trędownikowate (Scrophulariaceae), RóŜowate (Rosaceae) i in.; charakteryzuje się tym, Ŝe komórki szparkowe otoczone są zmienną liczbą komórek, które nie róŝnią się wielkością i kształtem od pozostałych komórek skórki (ryc. 31). Materiał: liść ciemiernika białego - Helleborus niger, rodz., Ranunculaceae - Jaskrowate. Jest to bylina o białawych kwiatach hodowana w ogrodach, niekiedy dziczejąca. Preparat: przy pomocy igły preparacyjnej zdejmujemy z liścia fragment skórki dolnej i zanurzamy w glicerolu z wodą. Obserwacje. Pod małym powiększeniem widzimy aparaty szparkowe z komórkami szparkowymi, zawierającymi po kilka lub kilkanaście chloroplastów. Układ komórek przyszparkowych - jak opisano wyŝej. Ten typ aparatów szparkowych moŝna obserwować równieŝ na przykładzie liścia naparstnicy (patrz ćwiczenie 9, A i ryc. 31). 2. Typ anizocytyczny (cruciferus), występujący w rodzinie Brassicaceae (Cruciferae) Kapustowate (KrzyŜowe), Solanaceae - Psiankowate, Fabaceae (=Papilionaceae) Bobowate (Motylkowate). Materiał: liść kapusty warzywnej - Brassica oleracea L., rodz. Brassicaceae (Kapustowate). Preparat: sposób preparowania - jak wyŝej. Obserwacje. JuŜ przy małym powiększeniu widzimy komórki skórki ściśle do siebie przylegające, o ścianach w zarysie lekko falistych (ryc. 25); ponadto aparaty szparkowe, które są zbudowane z pary jednakowych, fasolowatego kształtu komórek szparkowych z chloroplastami. Do komórek szparkowych przylegają trzy lub cztery komórki przyszparkowe, spośród których jedna jest najmniejsza, dwie pozostałe większe ale teŝ nierównej wielkości. Ryc. 25. Aparaty szparkowe typu cruciferus w liściu kapusty, 1 - komórka skórki, 2 - komórka macierzysta komórek szparkowych, 3 - komórki szparkowe, 4 szparka, 5 komórki przyszparkowe (wg 19) 3. Typ diacytyczny (caryophyllaceus); występuje w rodzinach: Caryophyllaceae - Goździkowate, Lamiaceae - Jasnotowate, Plantaginaceae - Babkowate. Materiał: liść jasnoty białej - Lamium album L., rodz. Lamiaceae (Labiatae) - Jasnotowate (Wargowe); lub (z tej samej rodziny): macierzanki piaskowej Thymus serpyllum L. Preparat: jak wyŝej. 31

32 Obserwacje. Komórki skórki mają tu ściany mocno pofałdowane, aparaty szparkowe są otoczone dwoma komórkami przyszparkowymi ułoŝonymi prostopadle do osi szparki (ryc. 26). Ryc. 26. Aparat szparkowy typu caryophyllaceus w skórce liścia macierzanki - Thymus serpyllum, jp - jądro komórkowe: w komórce przyszparkowej, js w komórce szparkowej, s szparka (wg 37) 4. Typ paracytyczny (rubiaceus); występujący w rodzinach: Rubiaceae - Marzanowate, Hypericaceae - Dziurawcowate, Convolvulaceae - Powojowate. Materiał: liść lub przylistek marzanki wonnej Asperula odorata L. rodz. Rubiaceae - Marzanowate. Preparat: skórka z dolnej powierzchni liścia, wykonanie preparatu - jak wyŝej. Ryc. 26 a. Aparaty szparkowe typu rubiaceace w skórce marzanki wonnej, a komórka przyszparkowa, b komórka szparkowa. Na tle komórek skórki widoczne pęki rafidów (kryształów szczawianu wapnia) (wg 39) Obserwacje. Liczba komórek przyszparkowych - taka sama, jak w typie diacytycznym, ale są one tu ustawione równolegle do osi szparki; ściany pozostałych komórek skórki są silnie falisto pofałdowane (ryc. 26 a). Rysunki: odrysować kilka komórek skórki widocznej w kaŝdym z czterech wymienionych preparatów, następnie aparat szparkowy danego typu z komórkami szparkowymi i szparką oraz komórki przyszparkowe. Zaznaczyć na rysunku obecność chloroplastów w komórkach szparkowych. b) aparat szparkowy u Dwuliściennych w przekroju poprzecznym Materiał: liść mięty pieprzowej Mentha piperita L. rodz. Lamiaceae Jasnotowate. Preparat: skrawek poprzeczny blaszki liściowej, wykonany z pomocą rdzenia bzowego, umieszczony w wodzie z glicerolem. 32

33 Ryc. 27. Aparat szparkowy w skórce dolnej liścia mięty pieprzowej, przekrój poprzeczny; Ep epiderma, s komórki szparkowe, n- komórki przyszparkowe, c kutykula, mer miękisz gąbczasty, E szparka, A komora powietrzna (wg 18) Obserwacje: Pod duŝym powiększeniem obserwujemy komórki skórki dolnej liścia, a w niej aparat szparkowy w przekroju. Składa się on: a) z dwóch komórek szparkowych o nierównomiernie zgrubiałych ścianach, b) z komórek przyszparkowych w tej samej liczbie, większych od poprzednich, c)szparki, które łączy środowisko zewnętrzne rośliny z komorą powietrzną i dalej, z przestworami międzykomórkowymi śródliścia (ryc. 27). Rysunek: skórka z aparatem szparkowym; objaśnić elementy jego budowy; zauwaŝ chloroplasty w komórkach miękiszu oraz brak chloroplastów w skórce. B. Epiderma u roślin z klasy Liliopsida (Monocotyledones) Jednoliścienne 1. Aparaty szparkowe w rodzinie Poaceae (Gramineae) Wiechlinowate (Trawy) Budowa aparatów szparkowych u przedstawicieli rodziny Gramineae róŝni się od poprzednio opisanych; naleŝą one do typu gramineus. Materiał: liść kukurydzy zwyczajnej - Zea mays L., rodz. Poaceae (Gramineae) Wiechlinowate (Trawy). Preparat: skórka z dolnej powierzchni liścia, umieszczona w wodzie z glicerolem. Wykonujemy preparat, zdejmując ze zwilŝonego wodą liścia skórkę przy pomocy pincety. Ryc. 28. Aparat szparkowy typu gramineus w skórce liścia kukurydzy, K - komórka krzemionkowa skórki, N - komórka szparkowa aparatu, S - szparka (wg 2) Obserwacje. Pod średnim powiększeniem widzimy regularnie rzędem ułoŝone, wydłuŝone komórki skórki o ścianach dość grubych, lekko faliście powyginanych (ryc. 28); ponadto komórki krótkie, przewaŝnie spłaszczone poprzecznie, które są wypełnione krzemionką - z tego powodu nazywa się je komórkami krzemionkowymi. Regularne ułoŝenie komórek skórki jest charakterystyczne dla 33

34 roślin jednoliściennych. Uwagę zwracają aparaty szparkowe o osobliwej budowie, rozmieszczone między ciągnącymi się rzędowo wzdłuŝ liścia komórkami skórki. Oglądamy aparaty szparkowe pod duŝym powiększeniem. Na ich budowę składają się dwie komórki przyszparkowe, w zarysie trójkątne, ułoŝone równolegle do osi szparki, oraz komórki szparkowe, których światło ma kształt podobny do hantli. Ściana tych ostatnich jest w części środkowej silnie zgrubiała, natomiast na końcach komórki, banieczkowato rozszerzonych, pozostaje cienka; wnętrze komórek szparkowych zawiera chloroplasty, które skupiają się w jego częściach końcowych. Pomiędzy komórkami szparkowymi, wzdłuŝ ich grubościennych odcinków środkowych, widać szparkę. Rysunek: odrysowujemy fragment skórki obejmujący opisane dwa rodzaje komórek oraz aparat szparkowy, z uwzględnieniem elementów jego budowy. Zwracamy uwagę na nierównomiernie zgrubiałą ścianę komórek szparkowych. 2. Epiderma i aparaty szparkowe w rodzinie Iridaceae Kosaćcowate Materiał: liść kosaćca - Iris sp., rodz. Iridaceae. Kosaćcowate. Kosaćce naleŝą do klasy jednoliściennych, mają liście rosnące pionowo, z nerwacją równoległą. Preparat 1: skórka ściągnięta z liścia (patrz wyŝej), ułoŝona na szkiełku przedmiotowym stroną zewnętrzną do góry. Preparat 2: skrawek poprzeczny wykonany w odległości kilku centymetrów od szczytu liścia. Przy krojeniu naleŝy posłuŝyć się rdzeniem bzowym. Oba preparaty w wodzie z glicerolem. Ryc. 29. Skórka liścia kosaćca z aparatem szparkowym, widok z powierzchni: 1 komórka skórki; 2 chloroplasty w komórce szparkowej; 3-4 szparka; 5 komórka szparkowa (wg 11). Obserwacje. Oglądamy najpierw preparat pierwszy pod średnim powiększeniem w celu zorientowania się, jak są ułoŝone elementy skórki widziane z powierzchni. Widzimy, Ŝe tutaj równieŝ, zarówno komórki skórki, które są wydłuŝone, nie pofałdowane, jak i aparaty szparkowe tworzą regularne szeregi, biegnące wzdłuŝ liścia (ryc. 29). Zwróćmy uwagę, Ŝe aparaty szparkowe są ułoŝone w jednakowy sposób, równolegle do osi liścia. Ich wygląd z powierzchni jest taki sam, jaki obserwowaliśmy u roślin dwuliściennych. W preparacie drugim, oglądanym przy duŝym powiększeniu, widzimy te same komórki skórki i aparaty szparkowe, ale w przekroju poprzecznym. Liść kosaćca jest dogodnym obiektem do poznania budowy aparatów szparkowych, poniewaŝ są one jednakowo zorientowane względem osi liścia i występują w obu skórkach, tj. po jednej i drugiej stronie tego spłaszczonego organu - stąd na przekroju poprzecznym natrafiamy na nie dość często. 34

35 Komórki skórki, ściśle do siebie przylegające, mają wygląd czworokątów, stycznie nieco wydłuŝonych i na zewnątrz trochę wypukłych, o ścianie zewnętrznej dość mocno, a wewnętrznej - nieznacznie zgrubiałej; natomiast ściany promieniowe są cieńsze (ryc. 30). W ścianach wewnętrznych obu rodzajów widać jamki proste. Skórkę pokrywa cienka, lecz wyraźnie widoczna warstwa kutykuli. Ryc. 30. Skórka i aparat szparkowy w liściu kosaćca, przekrój poprzeczny; 1 - komórki skórki, 2 - miękisz asymilacyjny, 3 - ściana zewnętrzna komórek skórki, 4 - kutykula, 5 - komórki szparkowe, 6 - komora powietrzna (wg 19) Aparaty szparkowe znajdują się tutaj w płytkich wgłębieniach skórki. Utworzone są z komórek szparkowych, które, podobnie jak widziane z góry, są mniejsze od pozostałych komórek skórki i mają ściany nierównomiernie zgrubiałe: silniejsze zgrubienia występują bliŝej szparki po górnej i dolnej stronie komórki, natomiast tylna część ściany (oddalona od szparki) jest najcieńsza. Taki rodzaj zgrubienia ściany komórek szparkowych umoŝliwia otwieranie się i zamykanie szparki. Obecność w nich chloroplastów wiąŝe się z mechanizmem regulacji szerokości szparki. W miękiszu asymilacyjnym, tuŝ pod szparką, zauwaŝamy wolną przestrzeń zwaną komorą powietrzną, która łączy się z systemem przestworów międzykomórkowych w śródliściu (porównaj ćwiczenie 26) i umoŝliwia wymianę gazową między wnętrzem liścia a atmosferą. Rysunek: a) fragment skórki widzianej z powierzchni liścia, b) skórka i aparat szparkowy w przekroju poprzecznym. W drugim przypadku przy rysowaniu naleŝy zwrócić uwagę na nierównomiernie zgrubiałe ściany komórek skórki i aparatu szparkowego. Temat: Włoski Ćwiczenie 9 Włoski (trichomata) naleŝą równieŝ (podobnie jak aparaty szparkowe) do wytworów skórki. Ze względu na pełnione funkcje, dzielimy je na włoski okrywające i wydzielnicze. Pod względem budowy moŝna je podzielić na jednokomórkowe i wielokomórkowe oraz rozgałęzione i nierozgałęzione; wyróŝnia się jeszcze włoski główkowe, tj z komórką szczytową o kształcie główki. Włoski naleŝą do elementów diagnostycznych roślin, są uŝyteczne przy badaniu mikroskopowym surowców pochodzenia roślinnego. A. Włoski okrywające wielokomórkowe nierozgałęzione i główkowe Materiał: liść naparstnicy purpurowej - Digitalis purpurea L., rodz. Scrophulariaceae - Trędownikowate. Jest to znana roślina lecznicza, występująca dziko w Polsce (Beskidy, Karkonosze); hodowana takŝe w ogrodach dla celów ozdobnych oraz uprawiana dla potrzeb lecznictwa. 35

36 Preparat: skrawek poprzeczny przez blaszkę liściową, umieszczony w wodzie z glicerolem. Obserwacje. Zarówno w skórce górnej (tj. nad miękiszem palisadowym - patrz ćwiczenie 25) jak i dolnej widzimy dwa rodzaje włosków: 1) okrywające, długie, przewaŝnie 3-4-komórkowe, z dość ostro zakończoną komórką szczytową; środkowe komórki takiego włoska mają niekiedy ściany zapadnięte, stąd przybierają kształt piszczelowaty, 2) włoski główkowe, mniej liczne niŝ poprzednie, z 1-komórkowym trzonkiem i 2-komórkową główką (ryc 31) oraz z wielokomórkowym trzonkiem i 1-komórkową główką; rzadziej spotykane są włoski z 1-komórkowym trzonkiem i 1-komórkową główką. Włoski główkowe naleŝą właściwie do tkanki wydzielniczo wydalniczej i moŝna je zaliczyć do włosków wydzielniczych. W główce, pod kutykulą, zbiera się olejek eteryczny. KaŜdy z wymienionych włosków powstaje z jednej komórki skórki zwanej komórką podstawową włoska. Ryc. 31. Włoski główkowe (b 1, b 2 ) i okrywające (c 1, c 2 ) z liścia naparstnicy purpurowej; a 1 - skórka dolna liścia z aparatami szparkowymi typu ranunculaceus, a 2 skórka górna z włoskiem okrywającym (wg 30) Rysunek: odrysowujemy spod duŝego powiększenia oba rodzaje włosków, zwracając uwagę na kształt i wielkość komórki podstawowej, szczytowej, komórek środkowych włoska oraz główki. ZauwaŜamy, Ŝe kutykula przechodzi bezpośrednio z powierzchni epidermy na włosek pokrywając całą jego powierzchnię. Uwaga. Włoski wydzielnicze innego typu zostaną omówione przy opisie tkanki wydzielniczowydalniczej (patrz ćwiczenie 13). B. Włoski okrywające wielokomórkowe, rozgałęzione Materiał: liść dziewanny kutnerowatej - Verbascum phlomoides L., rodz. Scrophulariaceae Trędownikowate. Roślina zielna, u nas rozpowszechniona, rosnąca na glebach piaszczystych, w miejscach nasłonecznionych. Preparat: liść dziewanny, który w dotyku jest miękki, filcowaty, owijamy na palec i podwaŝając igłą preparacyjną, ściągamy zeń fragment skórki górnej i umieszczamy w wodzie z glicerolem. Obserwacje. Preparat oglądamy pod małym powiększeniem. Włoski są tu bowiem tak duŝe, iŝ nie mieszczą się w polu widzenia mikroskopu przy duŝym powiększeniu. Kształt włosków, gęsto pokrywających powierzchnię liścia, jest choinkowaty; od wielokomórkowego trzonu włoska odchodzą 36

37 piętrowo 1-komórkowe odgałęzienia (ryc. 32). W komórkach zauwaŝamy pęcherzyki powietrza, co świadczy, Ŝe komórki te są pozbawione Ŝywej treści. Ryc. 32. Włoski okrywające rozgałęzione w skórce górnej liścia dziewanny (wg 2) Szczegóły budowy włoska, jak i miejsca rozgałęzień, grubość ściany komórkowej i kutykuli obserwujemy przy duŝym powiększeniu. Niekiedy udaje się dostrzec komórkę podstawową włoska tkwiącą w skórce. Rysunek: włosek rysujemy spod małego powiększenia, uwzględniając szczegóły jego budowy zaobserwowane przy duŝym powiększeniu. Ćwiczenie 10 Temat: Tkanka okrywająca wtórna: peryderma. Przetchlinki A. Peryderma (korkowica) Materiał: łodyga kilkuletnia bzu czarnego - Sambucus nigra L., rodz. Caprifoliaceae - Przewiertniowate. Jest to pospolity w Polsce krzew, dostarczający m.in. rdzenia bzowego, uŝywanego przez nas na ćwiczeniach mikroskopowych przy krojeniu skrawków z części miękkich rośliny np. liści. Preparat: przekrój poprzeczny przez część obwodową łodygi; preparat barwiony Sudanem III (reakcja barwna na ściany skorkowaciałe), lub karminem ałunowym. Obserwacje. Pod duŝym powiększeniem widzimy kolejno, od obwodu począwszy, następujące tkanki (ryc. 33): 1) epiderma, która w łodygach starszych ulega złuszczeniu, 2) korek (phellem) zbudowany z kilku warstw komórek martwych, ułoŝonych w promieniowe szeregi, o ścianach skorkowaciałych zabarwionych tu od karminu na kolor brudnoczerwony, 3) miazga korkotwórcza (felogen) - pojedyncza warstwa cienkościennych, Ŝywych komórek o kształcie płaskich prostokątów z cytoplazmą i jądrem, naleŝąca do tkanek twórczych wtórnych, 4) feloderma (podmiaŝdŝe korkowe) - 1-warstwowa tkanka, zbudowana z komórek Ŝywych, niekiedy z chloroplastami, o ścianach błonnikowych, mniej lub więcej zgrubiałych. ZauwaŜmy, Ŝe komórki korka, felogenu i felodermy, chociaŝ róŝnie zbudowane, układają się we wspólne promieniowe szeregi; biorą one bowiem początek z jednej tkanki twórczej - felogenu. Ten ostatni, oraz powstałe z niego korek i feloderma tworzą razem perydermę. 37

38 Ryc. 33. Peryderma w łodydze bzu czarnego, e - skórka, cl - kolenchyma płatowa, k - korek, ph - felogen i feloderma (wg 37) Rysunek: odrysowujemy spod duŝego powiększenia opisane wyŝej tkanki. Zwracamy uwagę na dość grube i nieco pofałdowane ściany komórek korka pozbawionych treści (korek jest tkanką martwą) oraz delikatne cienkie ściany komórek felogenu, które są wypełnione ziarnistą cytoplazmą ze stosunkowo duŝym jądrem. Zanotowujemy wynik reakcji barwnej z Sudanem III charakterystycznej dla ścian skorkowaciałych. Materiał i preparat: jak w punkcie A. B. Przetchlinki Obserwacje. JuŜ gołym okiem widać na powierzchni gałązki dzikiego bzu czarnego brunatne, wrzecionowatego kształtu brodawki - są to przetchlinki (lenticellae). Na tych samych preparatach z perydermą, oglądanych poprzednio, moŝemy natrafić na przekrój poprzeczny przez przetchlinkę. Oglądając preparat pod średnim powiększeniem widzimy, Ŝe przetchlinka jest wypełniona komórkami okrągławymi, o falisto powyginanych ścianach, zwanymi komórkami wypełniającymi, mającymi charakter komórek miękiszowych. Powstają one z bardzo czynnego w tym miejscu kilkuwarstwowego felogenu, który je produkuje zamiast komórek korka (ryc. 34). Na skutek tego epiderma zostaje rozerwana i powstaje przetchlinka - struktura umoŝliwiająca wymianę gazową między tkankami wewnętrznymi rośliny a otoczeniem. Ryc. 34. Przetchlinka w przekroju poprzecznym w łodydze bzu czarnego, w - komórki wypełniające, e epiderma, k korek, f felogen, m miękisz kory pierwotnej (wg 3) 38

39 Rysunek: na rysunku objaśniamy tkanki tworzące przetchlinkę. NaleŜy zwrócić uwagę, iŝ pod przetchlinką jest obecna feloderma. Brak pod nią kolenchymy płatowej (naleŝącej do tkanki wzmacniającej - patrz ćwiczenie 12), poniewaŝ przetchlinki są wytwarzane pod aparatami szparkowymi, gdzie normalnie, przed powstaniem przetchlinki, kolenchyma w tym miejscu łodygi nie występuje. Temat: Tkanka miękiszowa Ćwiczenie 11 Ten rodzaj tkanki, nazywanej takŝe zasadniczą, albo krótko miękiszem, stanowi przewaŝającą masę tkankową organów roślinnych. Jest ona mniej więcej jednorodna pod względem budowy, ale dość zróŝnicowana funkcjonalnie. Wspólną cechą jej budowy jest obecność mniejszych lub większych przestworów międzykomórkowych. ZaleŜnie od funkcji, rozróŝniamy miękisz: asymilacyjny, spichrzowy, przewietrzający, wodonośny, i przewodzący (miękisz promieni rdzeniowych oraz towarzyszący elementom przewodzącym). Pierwszy z nich poznamy w części poświęconej organografii (anatomia liści)); tutaj rozpatrzymy budowę dwóch miękiszów: spichrzowego i przewietrzającego. A. Miękisz spichrzowy Materiał: kłącze kosaćca - Iris sp., rodz. Iridaceae Kosaćcowate. Preparat: skrawek poprzeczny kłącza, umieszczony: a) w wodzie, b) w wodzianie chloralu. Obserwacje. Pod duŝym powiększeniem widać na przekroju kłącza okrągłe, grubościenne komórki obficie wypełnione ziarnami skrobi; utrudnia to obserwację innych elementów komórki. Dlatego preparat przenosimy z wody do wodzianu chloralu - po lekkim podgrzaniu skrobia ulega rozpuszczeniu. Widać teraz dobrze ścianę komórkową z jamkami prostymi. Widoczne stają się równieŝ przestwory międzykomórkowe, które są róŝnej wielkości, mają kształt w zarysie trójkątny, wypełnia je powietrze. Rysunek: wykonujemy dwa rysunki: 1) przedstawiający kilka komórek wypełnionych skrobią, 2) komórek z preparatu prześwietlonego przy uŝyciu wodzianu chloralu. Przy rysowaniu naleŝy zaznaczyć podwójną linią grubość ściany komórkowej. Zwróćmy uwagę, Ŝe wnętrze komórki jest oddzielone od przestworu międzykomórkowego ścianą, która ma wygląd o połowę cieńszej w porównaniu od ściany odgraniczającej światła sąsiadujących komórek. Na grubość tej drugiej składają się bowiem dwie ściany, kaŝda naleŝąca do jednej z dwu stykających się komórek. B. Miękisz przewietrzający (aerenchyma) Materiał: łodyga situ - Juncus sp., rodz. Juncaceae - Sitowate. Większość sitów rośnie w miejscach podmokłych, bagnistych. Preparat: przekrój poprzeczny przez łodygę, skrawek w wodzie z glicerolem. Obserwacje. Na przekroju łodygi widać w jej części środkowej, tworzącej rdzeń, osobliwie zbudowane komórki (ryc. 35). Kształt ich jest gwiaździsty, o ramionach jednakowo szerokich, którymi sąsiadujące komórki kontaktują się ze sobą. Między ramionami znajdują się duŝe, w zarysie trójkątne 39

40 przestwory międzykomórkowe wypełnione powietrzem. Komórki są pozbawione treści, tworzą tkankę martwą. Ryc. 35. Komórki aerenchymy w łodydze situ, p- przestwór międzykomórkowy, s światło komórki (wg 2) Rysunek: rysujemy kilka komórek gwiaździstych miękiszu ze wskazaniem w objaśnieniu, gdzie znajduje się ich światło, a gdzie przestwory międzykomórkowe. Uwaga. Inny rodzaj miękiszu przewietrzającego występuje w kłączu tataraku zwyczajnego, rośliny występującej równieŝ w miejscach bagnistych; miękisz ten poznamy w ćwiczeniu 13, B. Ćwiczenie 12 Temat: Tkanka wzmacniająca (mechaniczna) Cechą anatomiczną tkanki wzmacniającej jest zgrubiała ściana komórkowa, często takŝe zdrewniała. Dzielimy ją na trzy rodzaje: zwarcicę (kolenchymę), twardzicę (sklerenchymę) oraz włókna (steroidy). Pierwsza z nich dzieli się jeszcze na zwarcicę kątową i płatową. A. Zwarcica (kolenchyma) kątowa Materiał: łodyga dyni zwyczajnej - Cucurbita pepo L., rodz. Cucurbitaceae - Dyniowate. Preparat: przekrój poprzeczny przez część obwodową łodygi, skrawek a) w wodzie z glicerolem, b) w odczynniku chlor-cynk-jod. Obserwacje. TuŜ pod epidermą okrywającą łodygę leŝy kolenchyma, która tworzy pasmo poprzedzielane miękiszem. Wyszukujemy ją pod małym powiększeniem. Następnie oglądamy to pasmo przy duŝym powiększeniu. Składa się ono z komórek, których wnętrze jest widoczne pod mikroskopem jako ciemne pole, otoczone ścianą nierównomiernie zgrubiałą o jasnym, srebrzystym wyglądzie. Zgrubienia ściany występują w naroŝach komórki (ryc. 36). Pozostałe miejsca w ścianie, odgraniczającej dwie komórki, są cienkie. Zgrubienia kątowe ściany moŝna lepiej uwidocznić, umieszczając preparat w odczynniku chlorcynk-jod (patrz ćwiczenie 7, A): ściana, która jest zbudowana z błonnika, barwi się na kolor niebieski. 40

41 Ryc. 36. Kolenchyma: A. 1 - kątowa, 2 - płatowa (wg 17) Rysunek: rysujemy kilka sąsiadujących ze sobą komórek, wskazując w objaśnieniu ich wnętrze oraz zgrubienia kątowe ściany. B. Zwarcica płatowa Materiał: łodyga bzu czarnego - Sambucus nigra L., rodz. Caprifoliaceae - Przewiertniowate. Preparat: przekrój poprzeczny, skrawek w wodzie z glicerolem. Obserwacje. Preparat jest nam juŝ częściowo znany, w związku z budową perydermy (patrz ćwiczenie 10). Pod perydermą widzimy kilka warstw komórek, których ściany styczne (równoległe do powierzchni łodygi) są silnie zgrubiałe, natomiast promieniowe (prostopadłe do tejŝe powierzchni) - cienkie (ryc. 36). Powstają w ten sposób płaty zgrubień ściany komórkowej - stąd nazwa "płatowa" zwarcicy. Ścianę moŝna zabarwić na niebiesko, działając na preparat odczynnikiem chlor-cynk-jod; świadczy to, Ŝe ściany komórek kolenchymy płatowej (podobnie jak kątowej - patrz wyŝej) są błonnikowe. Rysunek: odrysowujemy 2-3 warstwy komórek zwarcicy, z zaznaczeniem ich światła oraz zgrubień płatowych ściany. C. Włókna Materiał: łodyga lnu zwyczajnego - Linum usitatissimum L., rodz. Linaceae - Lnowate. Preparat 1: skrawek poprzeczny, umieszczony w wodzie z glicerolem. Obserwacje. Włókno lnu w przekroju poprzecznym zostało opisane w ćwiczeniu 7 (porównaj ryc. 21). Preparat 2: pojedyncze włókna wypreparowane z łodygi, umieszczone w wodzie z glicerolem. Obserwacje. Włókna lnu, które obserwowaliśmy na przekroju poprzecznym łodygi, mają, po ich wypreparowaniu, kształt bardzo wydłuŝonych komórek nie mieszczących się w polu widzenia mikroskopu, nawet przy małym powiększeniu; ich długość sięga kilku centymetrów. W świetle komórki widać treść cytoplazmatyczną, ziarnistą, w ścianie zaś - jamki proste, skierowane nieco ukośnie w stosunku do osi włókna, rozmieszczone dość rzadko wzdłuŝ komórki. Zakończenia komórek mają kształt zaostrzony. Rysunek: rysujemy fragment jednego - dwóch włókien wypreparowanych, z uwzględnieniem ich zakończeń. Na rysunku naleŝy zaznaczyć i objaśnić grubość ściany i światło komórki oraz jamki proste. 41

42 D. Twardzica (sklerenchyma) Materiał, preparat oraz obserwacje - identyczne, jak podano w ćwiczeniu 7, B poświęconym budowie ściany komórkowej. Opisane tam komórki kamienne z owocu gruszy są tkanką wzmacniającą i naleŝą do twardzicy (ryc. 22). Temat: Tkanka wydzielniczo-wydalnicza Ćwiczenie 13 Tkankę tę, produkującą wydzieliny lub wydaliny (olejek eteryczny, sok mleczny i in.) moŝna podzielić, w zaleŝności od umiejscowienia w roślinie, na gruczoły zewnętrzne róŝnego typu i budowy, (np. włoski gruczołowe, hydatody, miodniki) oraz gruczoły wewnątrztkankowe, jedno- lub wielokomórkowe o rozmaitej nazwie ( komórki olejkowe, zbiorniki wydzielnicze, przewody wydzielnicze). Osobną grupę tej tkanki stanowią rury mleczne produkujące wydaliny (sok mleczny=lateks). Występowanie poszczególnych wytworów tkanki wydzielniczo-wydalniczej jest ograniczone do niektórych rodzin i moŝe być traktowane jako cecha diagnostyczna, przydatna przy rozpoznawaniu mikroskopowym surowców roślinnych. A. Gruczoły zewnętrzne Włoski gruczołowe typu Labiatae Materiał: liść mięty pieprzowej - Mentha x citrata Ehrh. (=Mentha piperita L.), rodz. Lamiaceae (Labiatae) Jasnotowate (Wargowe). Roślina zielna o charakterystycznym zapachu "miętowym", uprawiana głównie w celu pozyskania olejku eterycznego, stosowanego w lecznictwie i cukiernictwie. Preparat:skrawek poprzeczny przez blaszkę, umieszczony w wodzie z glicerolem. Obserwacje. Szukamy włosków pod małym powiększeniem w skórce dolnej lub górnej liścia (ryc. 37). Niełatwo na nie natrafić, dlatego naleŝy w preparacie umieścić od razu kilka skrawków, co daje większe szanse znalezienia włoska w przekroju poprzecznym. W miejscu jego występowania epiderma tworzy wyraźne zagłębienie, a sam włosek jest widoczny jako pęcherzykowaty twór, zbudowany z komórek: a) podstawowej (naleŝącej do epidermy), b) leŝącej na niej nasadowej oraz c) ośmiu komórek wydzielniczych, spośród których na przekroju poprzecznym liścia widzimy zwykle cztery - pozostałe są zasłonięte, niewidoczne. Nad komórkami wydzielniczymi zbiera się olejek eteryczny, który jest zamknięty przez wydętą pęcherzykowato kutykulę - powstaje zbiornik olejkowy. 42

43 Ryc. 37. Włoski gruczołowe (Gr) typu Labiatae w liściu mięty; Ep - epiderma górna, P, C - miękisz palisadowy i gąbczasty, T komórka podstawowa włoska wydzielniczego, W włosek (wg 30) Rysunek: odrysowujemy włosek, z objaśnieniem widocznych w nim i opisanych wyŝej trzech rodzajów komórek, kutykuli i zbiornika olejkowego. Uwaga: włoski typu Labiatae nazywane są równieŝ włoskami róŝyczkowatymi. Włoski gruczołowe typu Compositae Materiał: kwiat języczkowaty rumianku pospolitego - Chamomilla recutita (L.) Rauschert (=Matricaria chamomilla L.), rodz.. Asteraceae (Compositae) - Astrowate (ZłoŜone), podrodz. Asteroideae (Tubuliflorae) Rurkowe. Preparat: cały kwiat wyskubany z brzegu koszyczka (patrz str. 88), zanurzony w kropli wody z glicerolem. Ryc. 38. Włoski gruczołowe typu Compositae w róŝnych stadiach rozwoju; u góry-włosek młody, u dołu w póŝniejszym stadium rozwoju; widać w nim zbiornik olejkowy nad komórkami wydzielniczymi, okryty kutikulą (wg 30). Obserwacje. JuŜ pod małym powiększeniem widać w dolnej, zwęŝonej części korony języczkowatej kilka utworów wielokomórkowych, wystających z brzegów kwiatu, lub występujących w jego partii środkowej; widać je wtedy niewyraźnie na tle komórek epidermy. Pod duŝym powiększeniem widzimy, Ŝe utwory te, o wyglądzie zbliŝonym do pokazanego na ryc. 38, są zbudowane z dwóch rzędów komórek leŝących piętrowo jedna nad drugą. Nad szczytową parą komórek znajduje się zbiornik olejkowy okryty kutykulą. W komórkach włoska dostrzegamy jądro, niekiedy równieŝ chloroplasty. Liczba pięter komórek wynosi cztery (nie licząc komórek podstawowych), jednak u starszych włosków komórki górnych pięter mogą degenerować i zanikać, tak Ŝe widać wówczas włoski 2-3-piętrowe, ale wtedy z większym zbiornikiem olejkowym. Ze względu na materiał roślinny konserwowany, jaki jest wydawany na ćwiczenia, olejek ze zbiornika zwykle wydostaje się na zewnątrz, a kutykula ulega zapadnięciu. 43

44 Rysunek: rysujemy włosek w jego części widocznej, tj. bez komórek podstawowych, które tkwią w epidermie korony i z reguły ich nie widać. Zwracamy uwagę na obecność jąder komórkowych oraz piętrowe ułoŝenie komórek włoska. Uwagi: 1. Dogodnym obiektem do poznania budowy włosków typu Compositae są równieŝ kwiaty języczkowate i rurkowate krwawnika pospolitego - Achillea millefolium L. 2. Włoski typu Compositae nazywane są takŝe włoskami dwoinkowatymi. B. Gruczoły wewnątrztkankowe 1. Komórki olejkowe Materiał: kłącze tataraku zwyczajnego - Acorus calamus L., rodz. Araceae Obrazkowate. Roślina w niŝowej Polsce dość pospolita, rosnąca głównie przy brzegach wód stojących; wytwarza grube kłącze o przyjemnym zapachu. Preparat: skrawek poprzeczny, umieszczony w wodzianie chloralu. Obserwacje. Niemal całe wnętrze kłącza wypełnia miękisz przewietrzający (aerenchyma, porównaj ćwiczenie 11, B), zbudowany z paciorkowato ułoŝonych komórek obficie wypełnionych ziarnami skrobi. Po prześwietleniu preparatu wodzianem chloralu zostają uwidocznione, w miejscach zbiegania się "paciorków", komórki okrągławe, większe od komórek miękiszowych, o grubych ścianach - są to komórki olejkowe, wypełnione częściowo lub całkowicie Ŝółtawą treścią - olejkiem eterycznym. Ich ściany są skorkowaciałe. Między "paciorkami" widać duŝe przestwory międzykomórkowe - element charakterystyczny dla tkanki miękiszowej przewietrzającej (ryc. 39). Ryc. 39. Komórki olejkowe (ex) w aerenchymie kłącza tataraku; i - przestwory międzykomórkowe, pa komórki miękiszu ze skrobią (wg 30) Rysunek: rysujemy kilka komórek miękiszowych, a wśród nich komórki olejkowe. Objaśniamy ścianę skorkowaciałą (u tych ostatnich) i przestwory międzykomórkowe w aerenchymie. 44

45 2. Zbiorniki wydzielnicze Materiał: naowocnia pomarańczy chińskiej (słodkiej) - Citrus aurantium subsp. sinensis Engler, rodz. Rutaceae - Rutowate. Preparat: skrawek poprzeczny naowocni, w wodzie z glicerolem. Obserwacje. Zbiorniki wydzielnicze są duŝe, owalne, widać je na przekroju nawet okiem nieuzbrojonym. Znajdujemy je w naowocni blisko powierzchni. Są one typu lizygenicznego, tzn. powstają przez rozpuszczenie się komórek - tworzy się przestwór - zbiornik wydzielniczy (ryc. 40), gromadzący olejek eteryczny o znanym, przyjemnym zapachu. Na obwodzie zbiornika zauwaŝamy resztki ścian komórek, w jego wnętrzu zaś - krople olejku. Ryc. 40. Zbiornik wydzielniczy w naowocni pomarańczy. Widoczne krople olejku eterycznego (wg 21) Rysunek: rysujemy zbiornik wydzielniczy w otoczeniu tkanki miękiszowej naowocni; zaznaczamy na rysunku resztki komórek oraz krople olejku eterycznego. 3. Przewody wydzielnicze a) Przewody Ŝywiczne Materiał: gałązka sosny zwyczajnej - Pinus sylvestris L., rodz. Pinaceae Sosnowate. Preparat: skrawek poprzeczny, umieszczony w wodzie z glicerolem. Obserwacje. Przewody wydzielnicze u sosny są Ŝywicznymi, produkującymi znaną powszechnie Ŝywicę. Spotykamy je w drewnie letnim, zwykle tuŝ obok promienia rdzeniowego (ryc. 41). Przewody ciągną się wzdłuŝ osi gałązki. W przekroju poprzecznym widać, Ŝe przewód składa się z komórek cienkościennych, które tworzą epitel wydzielniczy wyścielający jego wnętrze i wytwarzający Ŝywicę, oraz z przestworu międzykomórkowego, powstałego tu na drodze schizogenicznej, tj. wskutek rozsuwania się komórek. 45

46 Ryc. 41. Przewód Ŝywiczny w drewnie letnim sosny; c- cewki, e - epitel wydzielniczy, p - promień rdzeniowy, m -przestwór międzykomórkowy, Ŝ kropla Ŝywicy (wg 24). Rysunek: odrysowujemy cały przewód Ŝywiczny w przekroju poprzecznym, w otoczeniu cewek, z objaśnieniem elementów jego budowy (komórki epitelu, przestwór schizogeniczny). b) Przewody olejkowe Materiał: owoc(rozłupka) kminku Carum sp., rodz. Apiaceae (Umbelliferae) Selerowate (Baldaszkowate). Preparat: skrawek poprzeczny, wykonany w połowie długości rozłupki oglądany w wodzie z glicerolem. Obserwacje: opis preparatu i przewodów olejkowych podano w części dotyczącej owoców (patrz str ) b) Rury mleczne WyróŜnia się rury mleczne członowane i nieczłonowane (pojedyncze). Podział ten jest oparty na róŝnym sposobie ich powstawania: członowane tworzą się przez łączenie się komórek, których ściany poprzeczne ulegają rozpuszczeniu - powstają rozgałęzione rury mleczne; nieczłonowane stanowią pojedyncze, wydłuŝone komórki Ŝywe z licznymi jądrami, mogące się takŝe rozgałęziać. Oba typy rur mlecznych morfologicznie są więc bardzo do siebie podobne. Obecność rur mlecznych stanowi cechę znamienną niektórych rodzin jak Apocynaceae - Toinowate, Cannabaceae - Konopiowate, Compositae - ZłoŜone podrodz. Liguliflorae Języczkowe, Euphorbiaceae Wilczomleczowate, Papaveraceae Makowate. Materiał: korzeń mniszka pospolitego - (=mniszek lekarski - Taraxacum officinale Web.), rodz. Asteraceae (Compositae) - Astrowate (ZłoŜone), podrodz. Cichorioideae (Liguliflorae) Języczkowe. Preparat: skrawek podłuŝny styczny z części korowej korzenia, umieszczony w płynie Lugola. Obserwacje. Na tle prostokątnych w zarysie, cienkościennych komórek miękiszu kory widać brunatnoŝółto zabarwione (od płynu Lugola) rury mleczne członowane (ryc. 42) biegnące wzdłuŝ osi korzenia, zwykle w sąsiedztwie rurek sitowych o tej samej grubości. Od tych ostatnich rury mleczne odróŝniamy po ich ziarnistej zawartości, zabarwieniu (patrz wyŝej) i rozgałęzieniach (rurki sitowe nie wykazują tych cech). 46

47 Ryc. 42. Rury mleczne członowane w korzeniu mniszka, mi rura mleczna, si rurka sitowa, pa miękisz kory (wg 24) Rysunek: odrysowujemy fragment miękiszu korzenia wraz z rurami mlecznymi. Zapisujemy wynik reakcji mikrochemicznej z płynem Lugola (reakcja na obecność białka w soku mlecznym). Ćwiczenie 14 Temat: Tkanka przewodząca. Wiązki przewodzące Występuje u roślin naczyniowych (paprotniki, nasienne). Tkanka przewodząca pełni funkcję przewodzenia wody z rozpuszczonymi w niej solami mineralnymi oraz asymilatów. Odpowiednio do tego dzielimy ją na tkankę naczyniową przewodzi wodę z solami mineralnymi z korzenia do górnych części rośliny, oraz sitową przewodzi asymilaty z liści do dolnych partii rośliny. W roślinie obie tkanki sitowa i naczyniowa występują zwykle obok siebie tworząc wiązkę przewodzącą, zbudowaną z części sitowej (floem) i naczyniowej (ksylem). Wiązki przewodzące ZaleŜnie od ułoŝenia floemu i ksylemu względem siebie, wiązki dzielimy na bikolateralne (dwuobokległe), kolateralne (obokległe), koncentryczne i promieniste (naprzemianległe). Wiązki kolateralne dzielimy jeszcze, ze względu na obecność w nich tkanki twórczej czyli miazgi (kambium), na otwarte i zamknięte (miazga nieobecna). Miazga w obrębie wiązki jest tkanką twórczą pierwotną (pramiazga, prokambium), stanowi bowiem pozostałość po merystemie pierwotnym zarodka. A. Wiązka bikolateralna. Budowa tkanki sitowej i naczyniowej Występowanie wiązek bikolateralnych jest charakterystyczne dla niektórych rodzin jak Cucurbitaceae (Dyniowate), Gentianaceae (Goryczkowate), Solanaceae (Psiankowate). Materiał: łodyga dyni zwyczajnej - Cucurbita pepo L., rodz. Cucurbitaceae -. Dyniowate. 47

48 Preparat: skrawek poprzeczny łodygi, umieszczony w 1% roztworze alkoholowym floroglucynolu z dodatkiem 48% kwasu siarkowego, lub w 1% roztworze wodnym siarczanu aniliny - odczynniki dające reakcje barwne na ściany zdrewniałe. Obserwacje. Pod małym powiększeniem widzimy wiązki przewodzące w liczbie dziesięciu ułoŝone w dwóch okółkach (ryc. 43). Okółek wewnętrzny obejmuje wiązki większe, umiejscowione w Ŝeberkowatych uwypukleniach w kierunku do środka łodygi. Wybieramy jedną z wiązek okółka wewnętrznego i obserwujemy pod duŝym powiększeniem. Część naczyniową wiązki moŝna łatwo odróŝnić od obu części sitowych po zabarwieniu czerwonym (od floroglucynolu) lub Ŝółtym (od aniliny) występujących w niej elementów zdrewniałych (naczynia, miękisz przewodzący). Ryc. 43. Wiązkia bikolateralna u dyni., A schemat, u góry układ wiązek przewodzących i innych tkanek na przekroju poprzecznym łodygi; K kolenchyma kątowa, Sk sklerenchyma, G wiązki bikolateralne, M środek łodygi (pusty); - schemat budowy wiązki, Ph część sitowa zewnętrzna, Ph 1 wewnętrzna, c miękisz oddzielający część naczyniową, (X) od wewnętrznej sitowej (Ph 1), C kambium (wg 2) B budowa szczegółowa wiązki; S części sitowe, C kambium, g proto i metaksylem (wg 21) Budowa szczegółowa tkanek przewodzących 1) Tkanka sitowa. Dostrzegamy w niej dość duŝe elementy, zwykle wielokątne, niekiedy opatrzone perforowaną ścianą poprzeczną jest to sito, przy którym gromadzi się często jasnoŝółta, gęsta substancja zwana kalozą. Elementy te, o zgrubiałych ale nie zdrewniałych ścianach, stanowią człony rurek sitowych. do nich przylegają pojedyncze, znacznie węŝsze komórki przyrurkowe, o ścianach dość cienkich i kształcie przewaŝnie prostokątnym, wypełnione treścią cytoplazmatyczną. Występuje tu jeszcze miękisz przewodzący części sitowej (miękisz przewodzący łykowy). Przestworów międzykomórkowych w tkance sitowej brak. 2) Tkanka naczyniowa Składa się: a) z licznych wielokątnych lub okrągławych komórek o ścianach zgrubiałych i zdrewniałych - jest to miękisz przewodzący części naczyniowej (miękisz przewodzący drzewny); b) z naczyń: 1) z protoksylemu, o mniejszej średnicy (powstają one wcześniej w czasie róŝnicowania się tkanki naczyniowej), umiejscowionych bardziej ku środkowi łodygi; 48

49 c) metaksylemu, składającego się z dwóch (najczęściej) naczyń, okrągłych, o duŝej średnicy (powstają później w czasie róŝnicowania się tkanki przewodzącej). Między częścią sitową zewnętrzną a naczyniową wiązki zauwaŝamy pasmo tkanki, która łukowato wciska się w kierunku metaksylemu; jest ona zbudowana ze spłaszczonych komórek cienkościennych, ułoŝonych w promieniowe szeregi - jest to miazga (kambium), naleŝąca do tkanki twórczej pierwotnej (pramiazga, prokambium). Rysunek: odrysowujemy a) schemat wiązki b) fragment przekroju wiązki obejmujący tkankę sitową i miazgę, c) fragment tkanki naczyniowej. W objaśnieniu rysunku naleŝy wskazać rurki sitowe, komórki przyrurkowe miękisz łykowy, miazgę, naczynia i miękisz przewodzący zdrewniały (miękisz drzewny). Preparat 2: skrawek podłuŝny promieniowy przez wiązkę, barwiony - jak wyŝej. Ryc. 44. Fragment tkanki sitowej w przekroju podłuŝnym (1) i poprzecznym (2) w łodydze dyni. S rurki sitowe, k sita, g komórki przyrurkowe, p cytoplazma (wg 46) Obserwacje. W części sitowej widzimy podłuŝne rurki sitowe, poprzegradzane perforowanymi ścianami poprzecznymi ułoŝonymi zwykle ukośnie, stanowiącymi sita (ryc. 44). Te są zwykle zasklepione kalozą, która tworzy sznurowato wyciągnięte skupisko. Ściana komórkowa rurek zawiera liczne jamki proste. Do rurek przylegają komórki przyrurkowe, ułoŝone jedna za drugą w liczbie 1-3 przypadającej na jeden segment rurki między sitami. Komórki przyrurkowe są trudno dostrzegalne w preparacie, rozpoznajemy je wśród innych komórek przede wszystkim po ich mocno wydłuŝonym kształcie, wąskim świetle oraz obfitszej zawartości cytoplazmy, w której moŝna dostrzec jądro komórkowe. Oprócz opisanych elementów tkanki sitowej, widoczne są jeszcze komórki w zarysie prostokątne, wyciągnięte nieco w kierunku biegu rurek sitowych; są to komórki miękiszu przewodzącego w części sitowej (miękisz przewodzący) łykowy. Przekrój podłuŝny części naczyniowej wiązki (ryc. 45) uwidacznia naczynia, stanowiące rury utworzone z szeregu komórek ułoŝonych jedna za drugą, których ściany poprzeczne uległy rozpuszczeniu. Dzięki zabarwieniu odczynnikami (patrz wyŝej), moŝemy zauwaŝyć, Ŝe ściana naczyń jest zdrewniała tylko w pewnych miejscach, tworzących struktury pierścieniowate, spiralne i siatkowate; ściana najszerszych naczyń jest opatrzona jamkami lejkowatymi (patrz ćwiczenie 7, C) równomiernie ułoŝonymi, zaś części ściany między nimi są zdrewniałe. Od opisanych rodzajów 49

50 zgrubień ściany komórkowej pochodzą nazwy naczyń: pierścieniowate (są to te najwęŝsze, naleŝące do protoksylemu), spiralne, siatkowate i jamkowate - dwa ostatnie naleŝą do metaksylemu. Miazga na skrawku podłuŝnym, ze względu na jej delikatną budowę, zostaje zwykle w czasie sporządzania skrawka porozrywana i dlatego jest trudno dostrzegalna w preparacie. Ryc. 45. Rodzaje naczyń: a, b - pierścieniowate i spiralne, c - siatkowate, d - jamkowate, e - drabinkowate (wg 37) Rysunek: wykonujemy rysunek elementów przewodzących części sitowej: rurek sitowych, komórek przyrurkowych i miękiszu przewodzącego; części naczyniowej: róŝnych rodzajów naczyń. B. Wiązka kolateralna (obokległa) otwarta Wiązki kolateralne otwarte są typowymi dla łodyg roślin nagonasiennych i dwuliściennych. Materiał: łodyga jaskra kosmatego - Ranunculus lanuginosus L., rodz. Ranunculaceae - Jaskrowate. Roślina naleŝąca do klasy dwuliściennych, w Polsce rozpowszechniona. Preparat: przekrój poprzeczny, preparat trwały, barwiony safraniną i błękitem anilinowym. Safranina barwi ściany zdrewniałe komórek na kolor czerwony, a błękit anilinowy - ściany błonnikowe na kolor niebieski. Technika zróŝnicowanego barwienia tkanek, przy uŝyciu dwóch barwników nosi nazwę barwienia podwójnego. Ryc. 46. Układ wiązek przewodzących w łodydze jaskra oraz budowa pojedynczej wiązki. Sk - sklerenchyma, Ph - część sitowa, X - naczyniowa wiązki, K - miazga (wg 2) Obserwacje. Wiązki przewodzące, większe i mniejsze, są ułoŝone w łodydze okółkowo (ryc. 46), leŝące w miękiszu. Łodyga w środku jest pusta (łodyga dęta). Wybieramy jedną z większych wiązek i obserwujemy pod duŝym powiększeniem. Część naczyniowa (zabarwiona od safraniny na czerwono) składa się z kilkunastu okrągłych, róŝnej średnicy naczyń, które, zwłaszcza w wiązkach większych, 50

51 układają się w promieniowe szeregi. Od strony zewnętrznej łodygi przylega do części naczyniowej miazga (tkanka twórcza pierwotna). Jej obecność nadaje wiązce cechę otwartej i charakteryzuje łodygi większości roślin dwuliściennych. Część sitowa, zabarwiona niebiesko (od błękitu anilinowego), ma kształt kolisty, jest usytuowana po stronie przeciwnej (zewnętrznej) miazgi, zbudowana z okrągłych i dość szerokich rurek sitowych oraz wąskich, 4- lub 5 - bocznych komórek przyrurkowych. Rysunek: wykonujemy dwa rysunki, jeden schematyczny, pokazujący układ tkanek w wiązce, drugi - szczegółowy dotyczący fragmentu wiązki, obejmującego część sitową, miazgę i część naczyniową. C. Wiązka kolateralna zamknięta Ten typ wiązek przewodzących charakteryzuje łodygi roślin z klasy jednoliściennych. Materiał: łodyga kukurydzy zwyczajnej - Zea mays L., rodz. Trawy Poaceae (Gramineae) Wiechlinowate (Trawy). Preparat: trwały, barwiony podwójnie (safranina + błękit anilinowy); przekrój poprzeczny łodygi w międzywęźlu. Obserwacje. W przeciwieństwie do jaskra, tutaj wiązki nie tworzą okółka, lecz są rozrzucone na całym przekroju łodygi (ryc. 57). Do obserwacji wybieramy jedną wiązkę, która jest połoŝona niezbyt daleko od obwodu łodygi. W części naczyniowej widzimy dwa duŝe owalne naczynia mataksylemu oraz kilka naczyń protoksylemu o mniejszym przekroju, zlokalizowanych w wiązce w stronę do środka łodygi (ryc. 47). Rzuca się w oczy przestwór międzykomórkowy, często z pierścieniowatym, zdrewniałym elementem w środku. Przestwór powstaje w miejscu, gdzie biegną naczynia protoksylemu, które przy wzroście łodygi na długość ulegają rozerwaniu - naleŝy więc on do typu przestworów reksygenicznych. Pozostałości naczyń w formie wspomnianego pierścienia wpadają do tak utworzonego przestworu; widzimy je zatem w kaŝdej prawie wiązce. Do części naczyniowej przylega tkanka sitowa, mająca w zarysie kształt elipsy, ułoŝonej osią dłuŝszą stycznie w stosunku do powierzchni łodygi. Tkanka ta jest zbudowana w typowy sposób, z rurek sitowych i 4- lub 5 - kątnych komórek przyrurkowych; te ostatnie, w preparacie trwałym, przybierają wygląd tworów pustych. W wiązce brak miazgi - cecha wiązek zamkniętych; wiązkę otacza sklerenchyma, rozbudowana szczególnie od strony zewnętrznej i wewnętrznej, z boku natomiast jest ona 1 - lub 2 - warstwowa; u wiązek leŝących bliŝej środka łodygi - miejsce sklerenchymy po bokach wiązki zajmuje miękisz. Tkankę wzmacniającą rozmieszczoną dookoła wiązki przewodzącej nazywamy pochwą wokółwiązkową. Zwróćmy uwagę, Ŝe wiązki w łodydze są zorientowane promieniowo, tj. ustawione częścią sitową do zewnątrz, a naczyniową w kierunku do środka łodygi. 51

52 Ryc. 47. Wiązka kolateralna zamknięta w łodydze kukurydzy, przekrój poprzeczny; t tkanka wzmacniająca (pochwa wokółwiązkowa), s - część sitowa wiązki (floem), p miękisz przewodzący, nm - naczynia metaksylemu, np naczynia protoksylemu, r - przestwór międzykomórkowy reksygeniczny, m miękisz wypełniający łodygę (wg 18) Rysunek: rysujemy schemat wiązki, z objaśnieniem połoŝenia części sitowej, naczyniowej i sklerenchymy. Odrysowujemy szczegółowo fragment części naczyniowej, obejmujący przestwór reksigeniczny wraz z pierścieniem po naczyniu protoksylemu. D. Wiązki koncentryczne Wiązki przewodzące koncentryczne, które z reguły są zamknięte, występują u roślin jednoliściennych w łodygach podziemnych (kłączach). Spotyka się je równieŝ u paprotników. 1. Wiązka hadrocentryczna Materiał: kłącze orlicy pospolitej - Pteridium aquilinum (L.) Kuhn., rodz. Polypodiaceae Paprotkowate; paproć rosnąca pospolicie w naszych lasach sosnowych ma duŝe, okazałe liście podwójnie lub potrójnie pierzaste. Preparat: skrawek poprzeczny, barwiony floroglucynolem + 48% kwas siarkowy. Ryc. 48. Stela (wiązka hadrocentryczna) w kłączu orlicy pospolitej, budowa szczegółowa: a metaksylem, b protoksylem, c leptom, e endoderma, f miękisz (wg 34) 52

53 Obserwacje: Oglądamy preparat najpierw pod małym powiększeniem. ZauwaŜamy (ryc. 48) walce osiowe (stele) w liczbie 9-13, spośród których trzy są duŝe, owalnie wydłuŝone. Pozostałe stele są mniejsze, okrągławe lub owalne, rozmieszczone okółkowo w części peryferyjnej kłącza. Do dalszych obserwacji, pod duŝym powiększeniem, wybieramy jedną stelę spośród wspomianych trzech duŝych. Stela obejmuje jedną wiązkę przewodzącą hadrocentryczną. Jej cechą jest obecność w części środkowej tkanki naczyniowej, która nie posiada elementów wzmacniających i nazywa się hadromem stąd nazwa tej wiązki. Hadrom otoczony jest tkanką sitową, zwanej leptomem. Na zewnątrz od strony leptomu widoczne są 2-3 warstwy małych cienkościennych komórek miękiszowych, które naleŝą do leptomu i pełnią rolę wspomagającą funkcję przewodzącą tkanki sitowej. Leptom, otaczający tkankę naczyniową, utworzony jest z dość duŝych okrągławych (w przekroju poprzecznym) komórek sitowych. Tkanka naczyniowa składa się z kilku lub kilkunastu duŝych naczyń metaksylemu, oraz wąskich cewek protoksylemu, zgrupowanych zwykle po kilka nieco z boku w hadromie. Obecny jest takŝe miękisz przewodzący. Stelę otacza endoderma oraz, od strony wewnętrznej warstwa komórek z ziarnami skórki. ZauwaŜamy, Ŝe w steli brak jest rdzenia, co stanowi cechę odróŝniającą ją od walca osiowego w łodydze u roślin dwuliściennych. Zwróćmy takŝe uwagę, iŝ w tkance sitowej u paproci (oraz innych roślin zarodnikowych, jak równieŝ u nagonasiennych) nie ma komórek przyrurkowych; są one natomiast stałym elementem budowy tej tkanki u roślin okrytonasiennych. Rysunek: schematyczny przekroju wiązki przewodzącej, z zaznaczeniem połoŝenia leptomu i hadromu. 2. Wiązka leptocentryczna Materiał: kłącze konwalii majowej - Convallaria majalis L., rodz. Convallariaceae Konwaliowate. Jest to znana roślina lecznicza, naleŝąca do klasy jednoliściennych. Preparat: trwały, barwiony safraniną i błękitem anilinowym; skrawek poprzeczny kłącza. Obserwacje. Pod małym powiększeniem wyszukujemy wiązki przewodzące koncentryczne. Są one rozmieszczone w liczbie od kilku do kilkunastu w części środkowej kłącza (ryc. 58). Obserwację wiązki prowadzimy przy duŝym powiększeniu. Ryc. 49. Wiązka leptocentryczna w kłączu konwalii; ph leptom, t naczynia ksylemu pierwotnego (wg 3) Środek wiązki zajmuje tkanka sitowa, floem z typowo zbudowanymi rurkami sitowymi i komórkami przyrurkowymi. Otacza ją dookoła 1 - lub 2 - warstwowa tkanka naczyniowa, grubościenna gdzieniegdzie poprzerywana komórkami miękiszowymi zwanymi tutaj przepustowymi. Te ostatnie są Ŝywe, cienkościowe, zapewniają one połączenie między tkanką sitową a miękiszem kłącza poprzez pierścień martwych naczyń. Obserwowany układ tkanek przewodzących tworzy wiązkę leptocentryczną (leptom = tkanka sitowa, bez elementów wzmacniających). 53

54 Rysunek: spod duŝego powiększenia wykonujemy rysunek szczegółowy wiązki koncentrycznej. Zwracamy uwagę na: proporcje wielkości komórek tkanki naczyniowej i sitowej, a takŝe na grubość ściany komórkowej elementów przewodzących w obu tkankach. E. Wiązka promienista (naprzemianległa) Wiązki promieniste występują w korzeniach roślin z gromady nasiennych, są elementem charakterystycznym budowy pierwotnej tych organów. Materiał: korzeń kosaćca - Iris sp., rodz. Iridaceae. Kosaćcowate. Preparat: trwały, barwiony podwójnie (karmin + zieleń malachitowa); przekrój poprzeczny korzenia. Ryc. 50. Schemat budowy wiązki promienistej w korzeniu kosaćca, przekrój poprzeczny.: X ksylem, Ph floem; Ex egzoderma, K miękisz kory pierwotnej, En endoderma, P perycykl (wg 2) Obserwacje. JuŜ przy małym powiększeniu widać, Ŝe korzeń w przekroju poprzecznym jest podzielony na część obwodową, zajmującą ok. 3/4 długości promienia przekroju (kora pierwotna), oraz środkową (walec osiowy) z naprzemianległą wiązką przewodzącą (ryc. 50). Część naczyniowa wiązki tworzy kilkanaście (13-15) promieniście ułoŝonych pasm naczyń, wśród których występuje zwykle jedno naczynie metaksylemu, leŝące najbliŝej środka korzenia, następnie 1-2 rzędy naczyń protoksylemu, coraz mniejszych ku obwodowi walca (ryc. 51). Widzimy tutaj, Ŝe rozwój naczyń - od protoksylemu do metaksylemu - przebiega od obwodu do środka korzenia (odwrotnie, niŝ ma to miejsce w łodygach). Do perycyklu przylega endoderma, z komórkami o nierównomiernie zgrubiałych ścianach; stanowi ona ostatnią warstwę kory pierwotnej. Naprzeciw protoksylemu znajduje się w endodermie komórka przepustowa, o ścianie równomiernie słabo zgrubiałej. 54

55 Ryc. 51. Budowa szczegółowa wiązki promienistej, fragment przekroju poprzecznego korzenia kosaćca, s - część naczyniowa, r protoksylem, m naczynie metaksylemu, v częśc sitowa (floem); c - miękisz kory pierwotnej, e endoderma, f - komórka przepustowa w endodermie, p - perycykl (wg 37). Na przemian z pasmami naczyń występuje taka sama liczba ugrupowań tkanki sitowej, zlokalizowanych między protoksylemem. Tkanka sitowa i naczyniowa dotykają granicy walca osiowego, jaką stanowi perycykl. W preparacie tkankę sitową moŝna łatwo rozpoznać po jej czerwonym zabarwieniu (od karminu), kontrastującym z brudnozieloną barwą (od zieleni malachitowej) elementów tkanki naczyniowej. Rysunek: wykonujemy dwa rysunki, jeden schematyczny ilustrujący ułoŝenie tkanek w wiązce naprzemianległej, drugi - szczegółowy, obejmujący jedno pasmo naczyń i sąsiadującą z nim tkankę sitową. Część IV. O R G A N O G R A F I A Z tkanek zbudowane są organy rośliny takie jak korzeń, łodyga, liść i inne. Stanowią one przedmiot działu botaniki - organografię. Na ćwiczeniach zajmować się będziemy budową anatomiczną organów roślinnych w aspekcie poznawczym i porównawczym. Poznamy cechy budowy danego organu, co pozwoli nam porównać go, pod względem anatomicznym, zarówno z innymi organami roślinnymi, jak równieŝ z tymi samymi organami roślin naleŝących do róŝnych grup systematycznych. Znajomość anatomii organów ma duŝe znaczenie przy poznawaniu surowców leczniczych pochodzenia roślinnego. Ćwiczenie Temat: Korzeń rośliny jednoliściennej Materiał: korzeń kosaćca - Iris sp., rodz. Iridaceae. - Kosaćcowate Preparat: trwały, barwiony podwójnie (karmin + zieleń malachitowa); przekrój poprzeczny ze strefy włośnikowej korzenia. Obserwacje: Pod małym powiększeniem moŝemy wyróŝnić w preparacie część obwodową korzenia zwaną korą pierwotną oraz centralnie połoŝony walec osiowy (stela), który jest stosunkowo wąski, stanowi ok. 1/5 długości promienia przekroju (ryc. 50). Rozpatrując preparat pod duŝym powiększeniem, natrafiamy w obrębie kory pierwotnej i walca osiowego na następujące tkanki (licząc od obwodu): 55

56 1. skórka, (ryzoderma) z komórkami cienkościennymi nierównej wielkości, spośród których niektóre są wykształcone jako włośniki; zauwaŝmy ponadto, Ŝe w ryzodermie nie ma aparatów szparkowych, brak takŝe kutykuli na jej powierzchni - są to cechy odróŝniające tę tkankę od epidermy okrywającej części nadziemne rośliny; dwa lub trzy - warstwowa egzoderma, zbudowana z komórek dość duŝych o ścianach skorkowaciałych, ściśle przylegających do siebie; przejmuje ona funkcję ochronną ryzodermy w starszych partiach korzenia, gdy ta ostatnia złuszczy się. Ściany komórkowe w egzodermie pozostają nie zabarwione, stąd łatwo je wyróŝnić w preparacie spośród tkanek o ścianach błonnikowych, zabarwionych od karminu na czerwono. 2. Szeroka wielowarstwowa tkanka tworząca miękisz kory pierwotnej, zbudowany z okrągłych komórek o róŝnej średnicy z przestworami międzykomórkowymi; 3. endoderma, (śródskórnia) stanowiąca ostatnią, pojedynczą warstwę komórek kory pierwotnej. Komórki endodermy mają ściany wewnętrzne styczne i promieniowe silnie zgrubiałe (zgrubienia U- owate) i zdrewniałe zabarwione w preparacie na zielono (ryc.51); zauwaŝmy przy tym, Ŝe niektóre komórki endodermy leŝące naprzeciw tkanki naczyniowej są cienkościenne - są to komórki przepustowe; ich funkcją jest umoŝliwienie wymiany substancji między walcem osiowym a miękiszem kory pierwotnej. 4. TuŜ za endodermą leŝy perycykl (okolnica), który naleŝy juŝ do walca osiowego, i tworzy pojedynczą warstwę komórek, wydłuŝonych nieco stycznie, o ścianach cienkich, błonnikowych. 5. Wiązka przewodząca naprzemianległa - została opisana poprzednio (ćwiczenie 14, E); ze względu na liczbę pasm ksylemu i floemu, która wynosi tu od 13 do 15, mówimy o budowie poliarchicznej korzenia u kosaćca. Budowa poliarchiczna jest typową dla korzeni roślin jednoliściennych. 6. Część środkową korzenia zajmuje rdzeń, utworzony z okrągławych komórek o ścianach zgrubiałych, które w preparacie mogą być zabarwione na zielono (od zieleni malachitowej) z róŝną intensywnością, co świadczy o róŝnym stopniu ich zdrewnienia. Rysunek: wykonujemy a) rysunek schematyczny całego przekroju korzenia, z objaśnieniem połoŝenia kory pierwotnej i walca osiowego oraz wiązki przewodzącej, b) rysunek szczegółowy wycinka przekroju, obejmującego pasmo ksylemu i floemu, endodermę. Na rysunku uwidocznić komórkę przepustową w endodermie. Uwaga: do barwienia preparatów moŝna stosować równieŝ safraninę i błękit anilininowy (barwienie podwójne). Wówczas ściany zdrewniałe barwią się na czerwono (od safraniny), a ściany błonnikowe na niebiesko (od błękitu anilinowego). Ćwiczenie Temat: Korzeń rośliny dwuliściennej - budowa pierwotna Materiał: korzeń wyki bobu - Vicia faba L., rodz. Fabaceae (Papilionaceae) Bobowate (Motylkowate). Preparat: trwały, barwiony podwójnie (karmin + zieleń malachitowa); przekrój poprzeczny ze strefy włośnikowej. 56

57 Ryc. 52. A- przekrój poprzeczny korzenia bobu (schemat), B wycinek przekroju obejmujący fragment walca osiowego i wiązki przewodzącej promienistej z powstałą miazgą (rysunek szczegółowy); g część naczyniowa, s część sitowa wiazki, c miazga, e endoderma, p perycykl, r miękisz, m rdzeń (wg 17) Obserwacje: Korzeń bobu wykazuje, podobne jak korzeń kosaćca, zróŝnicowanie na szeroką korę pierwotną i wąski walec osiowy. Granica między nimi jest tu jednak słabo zaznaczona, bowiem ściany komórek endodermy nie są zgrubiałe, trudno ją zatem odróŝnić od tkanki miękiszowej kory. Przy starannej obserwacji pod duŝym powiększeniem moŝna dostrzec w ścianach promieniowych endodermy soczewkowate, nie zabarwione uŝytymi barwnikami, zgrubienia - są to pasemka Caspary'ego - charakterystyczny element w endodermie w korzeniach o budowie pierwotnej. MoŜna je wyraźniej uwidocznić stosując Sudan III który wybarwi pasemka na czerwono co świadczy o ich skorkowaceniu. Pasemka te zapewniają komórkom endodermy spoistość. Korzeń jest okryty skórką zwaną ryzodermą z włośnikami, zbudowaną z komórek małych; pod nią rozciąga się wielowarstwowy miękisz kory pierwotnej z komórkami coraz większymi ku jego części środkowej, potem znowu malejącymi w kierunku walca osiowego. Pod wspomnianą endodermą leŝy 1-warstwowy perycykl (zwany równieŝ prokambium, dający początek tkance twórczej wtórnej). Utworzony ze stosunkowo duŝych komórek, promieniowo trochę wydłuŝonych. Niektóre komórki perycyklu, zwłaszcza znajdujące się naprzeciw protoksylemu, ulegają podziałowi; w części preparatów (wydanych ćwiczącym) moŝna zaobserwować, Ŝe podziały te są liczniejsze, tak Ŝe wytwarza się kilkuwarstwowa miazga, która zapoczątkowuje budowę wtórną korzenia. Z perycyklu mogą powstać korzenie boczne. Wiązka przewodząca naprzemianległa składa się tylko z pięciu, rzadziej sześciu pasm ksylemu; korzeń bobu jest zatem pentarchiczny. Niewielka liczba pasm ksylemu charakteryzuje korzenie roślin dwuliściennych. Miękisz rdzenia jest cienkościenny, z małymi przestworami międzykomórkowymi, niezdrewniały. Rysunek: rysujemy schemat korzenia w przekroju poprzecznym, zaznaczając połoŝenie poszczególnych tkanek. Ćwiczenie Temat: Korzeń rośliny dwuliściennej - budowa wtórna U roślin dwuliściennych budowę wtórną korzenia zapoczątkowuje miazga (kambium), która powstaje pod floemem pierwotnym i nad ksylemem pierwotnym, tworząc początkowo kształt gwiaździsty (ryc. 52). Następnie wytwarza na zewnatrz floem wtórny, a do środka ksylem wtórny, przybierając kształt ciągłego pierścienia miazgi. Produkuje ona teraz co roku pasmo floemu wtórnego (łyka) i ksylemu wtórnego (drewna) oraz promienie rdzeniowe pierwotne i wtórne. Materiał: korzeń brzozy - Betula sp., rodz. Betulaceae - Brzozowate. Preparat: trwały, barwiony safraniną i błękitem anilinowym; przekrój poprzeczny korzenia kilkuletniego. 57

58 Obserwacje. Pod małym powiększeniem rozróŝniamy obwodową, dość wąską część korową oraz szeroką, jednolicie zbudowaną z tkanki naczyniowej część środkową ksylemową (ryc. 53). W preparacie widoczne są tkanki przewodzące wtórnego pochodzenia: floem wtórny zwany łykiem oraz ksylem wtórny tworzący drewno. Ryc. 53. Wycinek przekroju poprzecznego przez 3-letni korzeń brzozy; 1 - peryderma, 2 - pierścień wzmacniający, 3 - łyko, 4 - miazga, 5 - ksylem wtórny (drewno), 6 - promień rdzeniowy pierwotny, 7 - promienie rdzeniowe wtórne, 8 - ksylem pierwotny, 9 - rdzeń, 10 - granica słojów przyrostów rocznych (oryg. aut.). Przy duŝym powiększeniu wyróŝniamy począwszy od obwodu, następujące tkanki (ryc. 53): 1) peryderma, złoŝona z kilkunastu warstw spłaszczonych i ułoŝonych rzędami komórek korka oraz z czterech - sześciu warstw komórek miękiszowych tworzących felodermę; 2) kora wtórna, zaczynająca się od ciągłego pierścienia wzmacniającego, który jest zbudowany z grup sklereidów (komórek kamiennych) i włókien o ścianach zdrewniałych; pod tym pierścieniem rozciąga się pasmo łyka utworzonego z elementów przewodzących (rurki sitowe, komórki przyrurkowe, miękisz przewodzący) oraz wzmacniających, tj. włókien łykowych. Te ostatnie występują pojedynczo lub w grupach po 2-5 w części obwodowej łyka. W łyku widać promienie rdzeniowe pierwotne, rozszerzające się lejkowato w kierunku ku obwodowi, dochodzące do pierścienia wzmacniającego, oraz promienie rdzeniowe wtórne, które są węŝsze, kończące się w obrębie łyka. Promienie rdzeniowe są utworzone z komórek miękiszowych, o kształcie prostokątnym, z ziarnistą zawartością; 3) miazga, słabo widoczna, stanowi graniczną tkankę między łykiem a drewnem; 4) drewno (ksylem wtórny) dochodzi prawie do środka korzenia; zbudowane jest z duŝych naczyń, grupujących się zwykle po kilka, oraz z cewek, znacznie węŝszych, które stanowią przewaŝającą, jednolicie zbudowaną tkankę drzewną. Oprócz cewek, spotyka się tej samej średnicy i kształtu komórki miękiszu przewodzącego, wyróŝniające się obfitą zawartością treści. W drewnie przebiegają 1-rzędowe, rzadziej 2-rzędowe promienie rdzeniowe pierwotne (stanowiące przedłuŝenie promieni pierwotnych biegnących w łyku), zbudowane z komórek nieco wydłuŝonych w kierunku promieniowym, wypełnione ziarnistą treścią. Promienie dochodzą aŝ do części środkowej (rdzeniowej) korzenia; większość kończy się w obrębie drewna są to promienie rdzeniowe wtórne. W drewnie widać słoje przyrostów rocznych, których granicę wyznacza kilkuwarstwowe pasmo spłaszczonych nieco i o małej średnicy cewek (drewno jesienne), które od strony środkowej korzenia graniczy z cewkami szerszymi, słabo wyciągniętymi w kierunku promieniowym (drewno wiosenne); 58

59 5) środek korzenia zajmuje mały rdzeń, zbudowany z komórek grubościennych, w większości wypełnionych treścią; 6) w części obwodowej rdzenia moŝna wyróŝnić grupy komórek, przewaŝnie pustych i grubościennych, zlokalizowane na przedłuŝeniu promieni rdzeniowych pierwotnych, naleŝące do ksylemu pierwotnego. Mały stosunkowo rdzeń oraz połoŝenie ksylemu pierwotnego (naprzeciw promieni rdzeniowych pierwotnych) stanowią cechy anatomiczne korzeni roślin dwuliściennych o budowie wtórnej. Rysunek: a) schematyczny korzenia, z zaznaczeniem połoŝenia tkanek, w tym ksylemu pierwotnego, b) szczegółowy fragmentu przekroju obejmującego korę wtórną, drewno i promień rdzeniowy. Ćwiczenie 18 Temat: Budowa łodygi nadziemnej roślin zarodnikowych z gromady Equisetophyta - Skrzypowe Materiał: łodyga płonna skrzypu polnego - Equisetum arvense L. rodz. Equisetaceae Skrzypowate. Jest to roślina w Polsce pospolita, wytwarzająca wczesną wiosną bezieleniowe brunatne pędy zarodnikowe, później - asymilujące zielone pędy płonne. Preparat: trwały, barwiony podwójnie (karmin + zieleń malachitowa); przekrój poprzeczny w międzywęźlu. Ryc. 54. Przekrój poprzeczny łodygi skrzypu polnego, schemat; st - aparaty szparkowe, hp - sklerenchyma, ch - miękisz asymilacyjny, vl - kanał walekularny, e - endoderma, cl - wiązka przewodząca z kanałem karynalnym, m - kanał powietrzny w rdzeniu (wg 47) Obserwacje: Pod małym powiększeniem widać, Ŝe powierzchnia łodygi jest Ŝeberkowana (ryc. 54), liczba Ŝeberek (i bruzd między nimi) wynosi 8, rzadziej 9 lub 10. Widoczny jest podział łodygi na część korową oraz nieco mniejszą część środkową, stanowiącą walec osiowy z wiązkami przewodzącymi (ich liczba odpowiada ilości Ŝeberek) i rdzeniem. Rzucają się w oczy duŝe przestwory międzykomórkowe, zwane teŝ kanałami powietrznymi, które rozmieszczone są w trzech partiach łodygi: 1. w części korowej, są znacznej wielkości; zwane walekularnymi (od łacińskiego vallecula = dolina, dołek) poniewaŝ leŝą naprzeciw bruzd, 2. w obrębie wiązek przewodzących, znacznie mniejsze od poprzednich, tzw. karynalne, 3. jeden duŝy kanał powietrzny w środku łodygi, zajmujący większą część rdzenia. Obserwujemy preparat pod duŝym powiększeniem. Poczynając od obwodu łodygi, rozpoznajemy następujące tkanki (ryc ). 59

60 Ryc. 55. Fragment przekroju poprzecznego łodygi skrzypu polnego, budowa szczegółowa; a - zgrubienia pierścieniowate pozostałe po tracheidach a, r - tracheidy, cl - kanał karynalny, vg - pochwa wokółwiązkowa, m. - miękisz rdzenia, am - perycykl (w komórkach widoczne ziarna skrobi), e - endoderma, c - miękisz kory, vl - część kanału walekularnego (wg 47) 1. Epiderma, zbudowana na odcinku Ŝeberka z grubościennych komórek, nieco wydłuŝonych w kierunku prostopadłym do powierzchni łodygi, powleczona cienką kutykulą, zabarwioną tu na kolor zielony. W obrębie bruzdy, komórki epidermy mają ściany cieńsze i są trochę stycznie wydłuŝone. 2. Tkanka wzmacniająca, sklerenchyma, leŝy w kilku warstwach w obrębie Ŝeberek i części środkowej bruzdy, tuŝ pod epidermą; złoŝona jest z komórek okrągłych, grubościennych. 3. Miękisz asymilacyjny, 2, 4-warstwowy występuje pod tkanką wzmacniającą u podstawy Ŝeberek i dochodzi do epidermy po obu ich bokach; tylko w tych właśnie miejscach, gdzie miękisz ten styka się z epidermą, moŝna znaleźć w niej aparaty szparkowe. Komórki miękiszu, luźno ułoŝone, są mocno wydłuŝone w kierunku promieniowym. Na skrawkach świeŝych łodygi widzielibyśmy w nich chloroplasty. 4. Tkanka miękiszowa, z komórkami okrągłymi i wyraźnymi przestworami międzykomórkowymi wypełnia pozostałą część kory. Tu znajdują się wspomniane kanały walekularne, ułoŝone okółkowo na wprost bruzd. Na brzegu kanału moŝna dostrzec pozostałości ścian komórek, które uległy rozerwaniu podczas wzrostu łodygi na długość. 5. Endoderma (śródskórnia) stanowi granicę wewnętrzną części korowej łodygi, zbudowana jest z jednego rzędu mniejszych, od otaczającego miękiszu, komórek ściśle przylegających do siebie. Przy starannej obserwacji moŝemy zauwaŝyć w ścianach promieniowych komórek delikatne pasemka Caspary ego. 6. Perycykl, (okolnica) okrywa pojedynczą warstwą walec osiowy. W preparatach nie utrwalonych widać byłoby w komórkach perycyklu ziarna skrobi. 7. Wiązki przewodzące kolateralne zamknięte, przylegają częścią sitową do perycyklu. UłoŜone są okółkowo i międzylegle do kanałów walekularnych. Część sitowa jest widoczna jako skupisko małych wielokątnych i okrągławych komórek, wśród których na tym przekroju trudno odróŝnić komórki sitowe od miękiszu przewodzącego. Część naczyniowa wiązki jest uboga w elementy przewodzące, którymi są tutaj tracheidy (cewki) o zgrubieniach pierścieniowatych i spiralnych. Cewki są zgrupowane po 4-5 po bokach części sitowej, w pobliŝu perycyklu, dobrze widoczne dzięki zielonemu zabarwieniu (od barwnika). Ściany komórek wszystkich innych tkanek obserwowanych w preparacie zabarwione są na czerwono. U brzegu wiązki przewodzącej, od strony rdzenia znajduje się kanał karynalny, a w nim trafiają się 1-2 pierścienie, zielono zabarwione, stanowiące zgrubienia cewek pierścieniowatych, które w tym miejscu najwcześniej powstały i zostały następnie rozerwane wskutek wzrostu łodygi. 8. Rdzeń zawiera duŝy kanał powietrzny, otoczony kilkoma warstwami dość duŝych komórek miękiszowych. Podobny miękisz wchodzi w miejsca połoŝone między wiązkami przewodzącymi. 60

61 Rysunek: a) schematyczny całego przekroju łodygi, z zaznaczeniem połoŝenia poszczególnych tkanek, b) szczegółowy wycinka przekroju, od epidermy do rdzenia, obejmujący wiązkę przewodzącą i inne tkanki. Ćwiczenie 19 Temat: Budowa polisteliczna łodygi podziemnej (kłącza) rośliny zarodnikowej z gromady - Polypodiophyta - Paprociowe. Naczynia drabinkowate Materiał: Pteridium aquilinum (L.) Kuhn., rodz. Polypodiaceae Paprotkowate, kłącze. Preparat 1: skrawek poprzeczny, barwiony floroglucynolem + 48% kwas siarkowy. Ryc. 56. Budowa polisteliczna kłącza orlicy pospolitej, przekrój poprzeczny. ZauwaŜ trzy duŝe stele (walce osiowe) w części środkowej kłącza oraz dwa pasma sklerenchymy. BliŜej obwodu widać 8 małych steli; e epiderma, h hipoderma, m miękisz, w walec osiowy (stela), s pasmo sklerenchymy (wg 34) Obserwacje. Oglądamy preparat najpierw pod małym powiększeniem. Kłącze w przekroju poprzecznym ma kształt w zarysie owalny, z dwoma nieznacznymi uwypukleniami połoŝonymi mniej więcej naprzeciw siebie (ryc. 56). W części środkowej kłącza znajdują się dwa pasma sklerenchymy Leptosporangiatidae, ponadto walce osiowe (stele) w liczbie 9-13; Taka budowa wielowalcowa (polisteliczna) łodygi podziemnej jest charakterystyczna dla paproci z podklasy Leptosporangiatidae Paprocie cienkozarodniowe. Oglądając preparat pod duŝym powiększeniem, widzimy kolejno epidermę, zbudowaną z małych komórek o ścianach stycznych zewnętrznych oraz promieniowych silnie zgrubiałych. Pod nią leŝy kilkuwarstwowa hipoderma z komórkami większymi, ściśle przylegającymi do siebie, o ścianach nieco zgrubiałych, przyjmujących od floroglucynolu zabarwienie czerwonobrązowe. Pozostałą część kłącza wypełnia miękisz z komórkami okrągławymi, duŝymi, o ścianach dość cienkich i z przestworami międzykomórkowymi, oraz rozmieszczone w nim wspomniane wyŝej stele i pasma sklerenchymy - ostatnie są zbudowane z wielobocznych komórek o ścianach zgrubiałych i zdrewniałych. Zarówno komórki hipodermy, jak i miękiszu zawierają liczne ziarna skrobi. ZauwaŜamy, Ŝe w obrębie steli brak jest rdzenia, co stanowi cechę odróŝniającą ją od wlca osiowego w łodygach roślin dwuliściennych. Osobną uwagę zwraca budowa steli. Obejmuje ona jedną wiązkę przewodzącą hadrocentryczną. Opis tej wiązki podano w tekście do ćwiczenia 14, D. Preparat 2: skrawek podłuŝny kłącza, obejmujący stelę, barwiony - jak wyŝej. 61

62 Obserwacje. Celem obserwacji jest zapoznanie się z budową elementów naczyniowych wiązki, charakterystycznych dla paproci, nie spotykanych w innych grupach roślin. W preparacie widzimy podłuŝne, intensywnie na czerwono zabarwione naczynia metaksylemu, złoŝone z szeregu martwych elementów komórkowych, stykających się ścianami poprzecznymi ustawionymi ukośnie. Osobliwą cechą tych naczyń są jamki w ścianach bocznych, mające kształt poprzecznie silnie wydłuŝony, tak Ŝe zgrubienia ściany między nimi tworzą jakby szczeble drabiny - stąd nazwa naczynia drabinkowate (ryc. 45 e). W ścianach ukośnych elementów (członów) naczyń znajdują się pory o takim samym kształcie, jak opisane wyŝej jamki, dlatego ściany te mają równieŝ wygląd drabinkowaty. Jeśli w preparacie natrafimy na protoksylem, to zauwaŝymy, Ŝe jest on zbudowany z wąskich cewek (tracheidów) o zgrubieniach ścian pierścieniowatych lub spiralnych. Rysunki: a) schematyczny rysunek całego przekroju poprzecznego, z zaznaczeniem połoŝenia poszczególnych tkanek oraz steli, b) szczegółowy - kilku elementów naczyń drabinkowatych, widzianych w przekroju podłuŝnym. Ćwiczenie 20 Temat: Łodyga nadziemna rośliny jednoliściennej Materiał: łodyga kukurydzy zwyczajnej - Zea mays L., rodz. Poaceae (Gramineae) Wiechlinowate (Trawy). Preparat: trwały, barwiony podwójnie (karmin + zieleń malachitowa); przekrój poprzeczny łodygi, wykonany w międzywęźlu. Ryc. 57. Przekrój poprzeczny przez łodygę kukurydzy zwyczajnej Zea mays, widoczne wiązki przewodzące kolateralne zamknięte rozrzucone w tkance miękiszowej (wg 34) Obserwacje. Przy małym powiększeniu zauwaŝamy, Ŝe wiązki kolateralne zamknięte (juŝ nam znane - patrz ćwiczenie 14, C) są rozrzucone nieregularnie na całym przekroju łodygi (ryc. 57). Ich rozmieszczenie jest nierównomierne: ku środkowi łodygi są bardziej rozproszone, natomiast w pobliŝu obwodu występują liczniej, są bardziej skupione. Ponadto pochwa wokółwiązkowa zbudowana ze sklerenchymy u wiązek leŝących peryferyjnie jest silniej rozbudowana, niŝ u wiązek połoŝonych bliŝej środka łodygi. Pod duŝym powiększeniem widzimy, Ŝe łodygę okrywa epiderma powleczona kutykulą; dalej leŝy hipoderma (podskórnia) utworzona z 1-3 warstw komórek nieco większych, o ścianach zgrubiałych i zdrewniałych, ma więc charakter tkanki wzmacniającej (sklerenchyma). Gdzieniegdzie hipoderma jest przerywana pasemkiem miękiszu. Pod hipodermą znajduje się miękisz, który wypełnia pozostałą część łodygi; zbudowany jest on z okrągłych komórek coraz większych ku środkowi tego organu, o ścianach 62

63 słabo zgrubiałych, błonnikowych, z przestworami międzykomórkowymi. ZauwaŜamy brak zróŝnicowania łodygi nadziemnej na korę pierwotną i walec osiowy. Cechami rozpoznawczymi roślin jednoliściennych są: nieregularne rozmieszczenie wiązek przewodzących na przekroju łodyg oraz brak zróŝnicowania na korę pierwotną i walec osiowy. Rysunek: a) schematyczny wycinka przekroju, b) szczegółowy fragmentu obejmującego epidermę, hipodermę i 1-2 warstwy miękiszu. Ćwiczenie 21 Temat: Łodyga podziemna (kłącze) rośliny jednoliściennej Materiał: kłącze konwalii majowej - Convallaria majalis L., rodz. Convallariaceae - Konwaliowate. Preparat: trwały, barwiony podwójnie (safranina + błękit anilinowy); przekrój poprzeczny przez kłącze w międzywęźlu. Ryc. 58. Kłącze konwalii w przekroju poprzecznym (schemat); 1 epiderma, 2 miękisz kory pierwotnej, 3 endoderma, 4 wiązka przewodząca leptocentryczna, 5 wiązka kolateralna, 6 miękisz walca osiowego (wg 19) Obserwacje. Pod małym powiększeniem zauwaŝamy, Ŝe kłącze jest podzielone na część środkową - walec osiowy z wiązkami przewodzącymi i część obwodową - korę pierwotną (ryc. 58). KaŜda z tych części zajmuje mniej więcej jednakową długość promienia przekroju. Kłącze jednoliściennych wykazuje pewne cechy budowy anatomicznej właściwe zarówno łodydze nadziemnej (nieregularne ułoŝenie wiązek przewodzących - porównaj ćwiczenie 20), jak i dla korzenia (podział na korę pierwotną i walec osiowy - porównaj ćwiczenie 15). Oprócz opisanych juŝ wiązek leptocentrycznych (patrz ćwiczenie 14, D), których liczba w obrębie walca osiowego moŝe wynosić (w róŝnych preparatach) od 1 do 12, zauwaŝamy jeszcze kilkanaście wiązek kolateralnych zamkniętych, ułoŝonych okółkowo tuŝ pod endodermą otaczającą walec. U tych ostatnich tkanka sitowa jest otoczona od strony wewnętrznej półkolistym pasmem naczyń. Obserwując preparat pod duŝym powiększeniem rozpoznajemy epidermę pokrytą cienką kutykulą a pod nią - miękisz kory pierwotnej, zbudowany z okrągłych komórek, których średnica jest największa w części środkowej kory, natomiast w kierunku obwodu i środka są one coraz mniejsze. Endoderma jest dwuwarstwowa, komórki jej mają ściany promieniowe i styczne wewnętrzne zgrubiałe (zgrubienia U-owate) i zdrewniałe (w preparatach są one zabarwione na czerwono). Od wewnątrz do endodermy przylega 2- lub 3-warstwowy perycykl zbudowany z owalnych komórek miękiszowych, po którym następują wspomniane wiązki kolateralne ułoŝone w pierścień, jedna obok drugiej. Pozostałą część walca osiowego wypełnia miękisz i rozrzucone w nim bezładnie wiązki przewodzące leptocentryczne (ryc. 58 a). 63

64 Ryc. 58 a. Walec osiowy na przekroju poprzecznym kłącza konwalii, budowa szczegółowa (oryg. aut.) perycykl endoderma w. kolateralna zamknięta w. leptocentryczna Rysunek: a) schematyczny całego przekroju, b) szczegółowy fragmentu zawierającego endodermę. Na schemacie zaznaczamy rodzaj i rozmieszczenie wiązek przewodzących. Zwrócić uwagę na U-owato zgrubiałe ściany komórek endodermy. Temat: Łodyga podziemna (kłącze) rośliny dwuliściennej Materiał: kłącze kopytnika pospolitego Asarum europaeum L., rodz. Aristolochiaceae kokornatowate. Preparat: trwały, barwiony safraniną i błękitem anilinowym, bądź tylko safraniną. Obserwacje: Oglądamy najpierw preparat pod małym powiększeniem. Widzimy, Ŝe kłącze w przekroju poprzecznym ma kształt romboidalny (ryc. 59). Pod duŝym powiększeniem rozpoznajemy epidermę, pod nią znajdują się 2-3 warstwy kolenchymy płatowej. Dalej do środka rozciąga się szeroki pas miękiszu kory pierwotnej, kończącej się endodermą. Walec osiowy otoczony jest 2-3 warstwowym perycyklem, zbudowanym z komórek miękiszowych. Pod nim znajdują się wiązki przewodzące kolateralne, otwarte, ułoŝone w okółek, zwrócone częścią naczyniową do środka kłącza. Tkanka twórcza (kambium) tworzy ciągły pierścień, biegnący wśród wiązek; w pierścieniu tym moŝemy wyróŝnić: - miazgę wiązkową, zlokalizowaną między częścią naczyniową i sitową; - miazgę międzyzwiązkową, tworzy się z komórek miękiszu między wiązkami (miękisz promieni rdzeniowych pierwotnych) (ryc. 59 a). Dzięki obecności kambium kłącze rozrasta się na grubość. Środek kłącza (walca osiowego) zajmuje dość szeroki rdzeń, zbudowany z tkanki miękiszowej. Rysunek: schemat przekroju poprzecznego kłącza. 64

65 Ryc. 59. Kłącze kopytnika pospolitego, przekrój poprzeczny (oryg. autorów) Ryc. 59 a. Budowa szczegółowa walca osiowego w kłączu kopytnika, przekrój poprzeczny (oryg. autorów) Ćwiczenie 22 Temat: Łodyga nadziemna rośliny dwuliściennej - budowa pierwotna Materiał: łodyga jednoroczna kokornaku - Aristolochia sp., rodz. Aristolochiaceae - Kokornakowate. Kokornaki są przewaŝnie pnączami; w Polsce rośnie dziko jeden gatunek (A. clematitis L.-kokornak powojnikowy), kilka innych hoduje się jako rośliny ozdobne w ogrodach. Preparat: trwały, barwiony safraniną i błękitem anilinowym; przekrój poprzeczny łodygi jednorocznej. 65

66 Ryc. 60. Schemat przekroju poprzecznego 1-rocznej łodygi kokornaku, 1 - epiderma, 2 kolenchyma płatowa, 3 - miękisz kory pierwotnej, 4 - endoderma, 5 - pas sklerenchymy, 6 - wiązka przewodząca, 7 miazga wiązkowa, 8, 9 - część sitowa i naczyniowa wiązki, 10 - rdzeń, 11 - promień rdzeniowy pierwotny (wg 19) Obserwacje. Małe powiększenie ukazuje szeroki walec osiowy, zaczynający się od kilkuwarstwowego pierścienia sklerenchymy i kończący się obszernym rdzeniem zbudowanym z miękiszu, zajmującym ok. 1/2 długości promienia przekroju (ryc.60). W obrębie walca osiowego zauwaŝamy okółek kilkunastu (11-13) wiązek przewodzących kolateralnych otwartych. Kora pierwotna na obwodzie łodygi jest stosunkowo wąska. Wymienione cechy anatomiczne walca osiowego w łodydze dwuliściennych pozwalają odróŝnić ją od poznanego uprzednio korzenia (w którym jest mały rdzeń, wiązka naprzemianległa, szeroka kora pierwotna, wąski walec osiowy - porównaj ćwiczenie 16) oraz łodygi jednoliściennych (wiązki zamknięte, rozrzucone nieregularnie na przekroju poprzecznym - ćwiczenie 20). Ryc. 61. Budowa szczegółowa wycinka przekroju poprzecznego łodygi 1-rocznej kokornaku (wg 11) Przy duŝym powiększeniu widzimy w preparacie kolejno (ryc. 61): 1) epidermę, zbudowaną z komórek, których ściany zewnętrzne są mocno zgrubiałe i powleczone kutykulą, 2) korę pierwotną złoŝoną z trzech rodzajów tkanek, tj. kilkuwarstwowej kolenchymy płatowej przylegającej do epidermy, następnie nieco szerszego miękiszu kory pierwotnej, którego komórki są okrągłe i zawierają niekiedy druzy szczawianu wapnia (na skrawkach ze świeŝej łodygi widzielibyśmy tu równieŝ chloroplasty) oraz endodermy, stanowiącej pojedynczą warstwę komórek stycznie nieco wydłuŝonych; nazywa się ją takŝe pochwą skrobiową - jej Ŝywe komórki zawierają bowiem ziarna skrobi; 66

67 3) perycykl, naleŝący do walca osiowego, zbudowany z dwóch tkanek: wspomnianej wyŝej sklerenchymy tworzącej ciągły pierścień komórek o zgrubiałych i zdrewniałych ścianach, oraz kilkuwarstwowego miękiszu perycyklicznego z komórkami o ścianach cienkich, błonnikowych i z przestworami międzykomórkowymi; 4) wiązki przewodzące kolateralne otwarte znajdujące się pod perycyklem, z częścią sitową zwróconą do zewnątrz, a naczyniową - do środka łodygi. Część sitowa (rurki sitowe, komórki przyrurkowe, miękisz przewodzący) nie jest ostro, odgraniczona od miękiszu perycyklicznego. W części naczyniowej, która przylega do rdzenia, moŝna wyróŝnić kilka małych naczyń protoksylemu oraz większe naczynia naleŝące do metaksylemu. Wśród tych elementów ksylemu widać komórki miękiszu przewodzącego, o zgrubiałych ścianach.. Między obu częściami wiązki przewodzącej występuje miazga, zwana wiązkową, naleŝąca do tkanek twórczych pierwotnych. Pozostałą część walca osiowego wypełnia miękisz, który w części środkowej jest zbudowany z komórek okrągłych i tworzy szeroki rdzeń, natomiast w miejscach między wiązkami - z komórek prostokątnych, wydłuŝonych nieco promieniowo, tworząc promienie rdzeniowe pierwotne. Niektóre komórki miękiszowe zawierają druzy szczawianu wapnia. Część komórek promieni rdzeniowych, tj. leŝących na wysokości miazgi wiązkowej znajduje się w stadium podziału - jest to zaczątek miazgi międzywiązkowej, będącej tkanką twórczą wtórną. Tkanka ta, razem z miazgą wiązkową daje początek budowie wtórnej łodygi. Rysunek: a) schematyczny przekroju, z objaśnieniem poszczególnych tkanek, b) szczegółowy wycinka przekroju, obejmującego epidermę, korę pierwotną, perycykl i wiązkę przewodzącą. Ćwiczenie 23 Temat: Łodyga nadziemna roślin dwuliściennych - budowa wtórna WyróŜnia się trzy typy budowy wtórnej łodygi roślin dwuliściennych: 1) budowa wiązkowa typu Aristolochia, często spotykana u pnączy, 2) budowa ciągła typu Linum - występuje u roślin zielnych, 3) budowa ciągła typu Tilia - u roślin drzewiastych. Wzrost na grubość łodyg (o budowie wiązkowej) u roślin dwuliściennych zostaje zapoczątkowany przez miazgę, która powstaje pomiędzy wiazkami przewodzącymi (kambium międzywiązkowe, naleŝące do merystemu wtórnego) i łączy się następnie z zlokalizowaną w obrębie wiązki, miazgą wiązkową (meristem pierwotny) (ryc. 61 a, I i II A). Tworzy się w ten sposób ciągły pierścień miazgi, produkujący na zewnątrz floem wtórny (łyko), do środka ksylem wtórny (drewno) oraz promienie rdzeniowe pierwotne i wtórne (ryc. 61 a, III). 67

68 A. Budowa wiązkowa Ryc. 61 a. Wzrost na grubość łodygi dwuliściennych (schemat), I budowa pierwotna (wiązkowa); m rdzeń, r kora pierwotna, x ksylem pierwotny, p floem pierwotny, c kambium wiązkowe, s promień rdzeniowy pierwotny; II powstanie pierścienia miazgi, III budowa wtórna (stadium początkowe): b floem wtórny, h ksylem wtórny, s`, s`` - promienie rdzeniowe wtórne, d kambium międzyzwiązkowe (wg 37) Materiał: kilkuletnia łodyga kokornaku (patrz ćwiczenie 22) Preparat: trwały, barwiony safraniną i błękitem anilinowym; przekrój poprzeczny łodygi. Ryc. 62. Przekrój poprzeczny kilkuletniej łodygi kokornaku (porównaj ćwiczenie 22, ryc. 61). 1 - epiderma 2 - peryderma, 3 - miękisz, 4 przerywany pas kolenchymy, 5 miękisz kory pierwotnej, 6 endoderma, 7 perycykl, 8 floem pierwotny, 9 floem wtórny, 10 miazga międzywiązkowa, 11 miazga wiązkowa, 12 ksylem wtórny, 13 ksylem pierwotny, 14 promień rdzeniowy pierwotny, 15 promień rdzeniowy wtórny, 16 rdzeń (wg 19) Obserwacje. Porównując budowę wtórną łodygi kokornaku z budową pierwotna (porównaj ćwiczenie 22) widzimy, Ŝe został zachowany w tej pierwszej układ wiązek w okółku, które są tu jednak znacznie rozrośnięte, głównie w kierunku promieniowym, zaznaczają się w nich słoje przyrostu rocznego. Miazga tworzy ciągły pierścień; na odcinku w obrębie wiązki (miazga wiązkowa) tworzy ksylem wtórny (drewno) i floem wtórny (łyko), oraz komórki miękiszu tworzącego tzw. promień rdzeniowy wtórny, natomiast miazga na odcinku pomiędzy wiązkami (miazga międzywiązkowa) odkłada komórki miękiszowe, leŝące na przedłuŝeniu miękiszu występującego między wiązkami w budowie pierwotnej - stąd oba miękisze razem, chociaŝ róŝnego pochodzenia (pierwotnego i wtórnego) tworzą promień rdzeniowy pierwotny. 68

69 Promienie rdzeniowe pierwotne rozciągają się więc przez całą szerokość pasa ksylemu i floemu., łącząc korę pierwotną z rdzeniem. Natomiast promienie rdzeniowe wtórne zakładają się w róŝnej fazie przyrostu łodygi na grubość, stąd wynika róŝna ich długość, występują tylko w obrębie wtórnego ksylemu i floemu, nie dochodząc do kory pierwotnej i rdzenia. Na peryferiach rozrośniętych wiązek przewodzących występują tkanki przewodzące pierwotne: na zewnątrz - floem pierwotny, którego komórki są zgniecione, zaś tuŝ przy rdzeniu - ksylem pierwotny z dobrze zachowanymi naczyniami. Granice między tkankami przewodzącymi pierwotnymi a wtórnymi w wiązce są wyznaczone przez najdłuŝsze promienie rdzeniowe wtórne: dochodzą one tylko do ksylemu pierwotnego z jednej (wewnętrznej) strony i floemu pierwotnego z drugiej (zewnętrznej). Rdzeń jest mniejszy, niŝ występujący w łodydze o budowie pierwotnej (porównaj ćwiczenie 22), jego komórki zostają ściśnięte na skutek rozrastania się tkanek wewnątrz walca osiowego. W pasie na zewnątrz wiązek przewodzących rozpoznajemy część sklerenchymatyczną i miękiszową perycyklu. Pierścień sklerenchymy, która jako tkanka martwa nie rozrasta się, lecz ulega przerwaniu na odcinki na skutek naporu rozrastających się tkanek wewnątrz łodygi. Pierścień kolenchymy płatowej równieŝ jest rozdzielony na pasemka. Na powierzchni łodygi nie ma juŝ epidermy, bądź zachowana jest ona w stanie szczątkowym, jej miejsce zajmuje peryderma z felogenem, kilkuwarstwową felodermą i dość grubą warstwą korka. Rysunek: tylko schematyczny, zaznaczając i objaśniając połoŝenie znanych nam juŝ tkanek pierwotnych oraz wtórnych. Uwaga. Budowę wtórną łodygi typu Aristolochia moŝna obserwować równieŝ u krajowych roślin pnących z rodzaju powojnik - Clematis (rodz. Ranunculaceae - Jaskrowate). B. Budowa ciągła typu Linum Materiał: łodyga lnu zwyczajnego - Linum usitatissimum L., rodz. Linaceae - Lnowate. Preparat: skrawek poprzeczny, barwiony floroglucynolem z 48% kwasem siarkowym. Przy krojeniu naleŝy posługiwać się rdzeniem bzowym. UŜywane są równieŝ na ćwiczeniach preparaty trwałe, barwione safraniną lub karminem ałunowym i zielenią malachitową. Ryc. 63. Przekrój poprzeczny młodej łodygi lnu; a przerywane pasmo włókien, b ksylem wtórny, f floem wtórny, k kambium, m rdzeń (wg 34) Obserwacje. Pod małym powiększeniem widzimy, Ŝe ksylem wtórny (drewno) i floem wtórny (łyko) tworzą ciągły pierścień wokół rdzenia (ryc. 63). Na zewnątrz łyka znajdują się pasma znanych nam włókien (porównaj ćwiczenie 7, A), powstające z komórek miękiszowych protofloemu (włókna protofloemowe). 69

70 Obserwujemy tkanki przy duŝym powiększeniu. Łodygę okrywa epiderma, której komórki mają ściany styczne zewnętrzne mocno zgrubiałe, kutykula wyraźna. Pod epidermą leŝy 1-warstwowa hipoderma, zbudowana z komórek kształtem i zgrubieniem ściany podobnych do komórek epidermy. Dalej rozciąga się 5- lub 6-warstwowy miękisz kory pierwotnej zawierający chloroplasty. Od wewnątrz przylega on do wspomnianego przerywanego pierścienia włókien (protofloemowych) o równomiernie silnie zgrubiałych ścianach błonnikowych, jasno świecących w preparacie, oraz wąskim świetle. Pasmo włókien w pierścieniu jest poprzedzielane tkanką miękiszową. Oprócz włókien, floem obejmuje rurki sitowe, komórki przyrurkowe, miękisz łykowy. Miazga jest trudna do odróŝnienia. Ksylem wtórny (jedyna tkanka w preparacie zabarwiona od floroglucynolu na czerwono ze względu na obecność ścian zdrewniałych komórek) jest utworzony z szeregowo ułoŝonych, owalnych w zarysie, duŝych naczyń oraz małych grubościennych elementów wzmacniających, występujących w przewaŝającej liczbie. Promienie rdzeniowe w części drzewnej są 1-rzędowe, zbudowane z komórek o ścianach grubych, zdrewniałych i wąskim ciemnym świetle, wydłuŝonym promieniowo; w części łykowej tworzą je komórki w przybliŝeniu prostokątne, coraz większe ku obwodowi łodygi, wyglądem podobne do elementów łyka, stąd promienie w łyku są trudniejsze do odróŝnienia. Do drewna od strony wewnętrznej przylegają grupy małych naczyń ksylemu pierwotnego. Centralną część łodygi zajmuje miękisz rdzenia z komórkami okrągłymi, coraz większymi w kierunku do środka, o ścianach zdrewniałych. Rysunek: schematyczny wycinka przekroju poprzecznego, pokazujący rozmieszczenie opisanych wyŝej tkanek. C. Budowa ciągła typu Tilia Materiał: kilkuletnia gałązka lipy - Tilia sp., rodz. Tiliaceae Lipowate. Preparat: trwały, barwiony podwójnie (karmin ałunowy i zieleń malachitowa); przekrój poprzeczny. Obserwacje. Oglądamy najpierw preparat pod małym powiększeniem. Pod perydermą widzimy dość wąską część korową na obwodzie, oraz łyko, przyjmujące formę ściętych stoŝków, między którymi znajdują się promienie rdzeniowe pierwotne rozszerzające się lejkowato (ryc. 64). Największą część łodygi stanowi drewno ze słojami przyrostu rocznego, środek zajmuje stosunkowo duŝy rdzeń. 70

71 Ryc. 64. Schemat wycinka przekroju poprzecznego kilkuletniej łodygi lipy (wg 11) Ryc. 64 a. Wycinek przekroju poprzecznego 3-letniej łodygi lipy Tilia sp. (budowa szczegółowa); e epiderma, pd peryderma, rp kora pierwotna, ph kora wtórna (floem wtórny), c kambium, h drewno (ksylem wtórny), j - granica przyrostu rocznego, pp promień rdzeniowy pierwotny, pw promień rdzeniowy wtórny, hp ksylem pierwotny, m rdzeń (wg 18) 71

72 Przy duŝym powiększeniu (ryc. 64 a) rozpoznajemy kolejno tkanki: perydermę, następnie kilka warstw kolenchymy płatowej, potem kilkuwarstwowy miękisz kory pierwotnej z komórkami dość duŝymi, wydłuŝonymi nieco stycznie - dwie ostatnie tkanki naleŝą do kory pierwotnej. Kora wtórna obejmuje łyko w formie stoŝków, składające się na przemian ze stycznie ułoŝonych pasm elementów przewodzących (rurki sitowe, komórki przyrurkowe, miękisz przewodzący) i włókien łykowych - te ostatnie o małej średnicy i bardzo wąskim świetle (ryc. 65). W łyku przebiegają promienie rdzeniowe pierwotne zbudowane z komórek w zarysie kwadratowych lub prostokątnych, dość duŝych, o ścianach niezdrewniałych oraz wtórne z komórkami nieco wydłuŝonymi w kierunku promieniowym. Granicę wewnętrzną łyka (i zarazem kory wtórnej) wyznacza miazga z komórkami obficie wypełnionymi treścią. Pod nią leŝy szeroki pas drewna (ksylem wtórny), w którym moŝemy wyróŝnić liczne wieloboczne elementy przewodzące jak cewki, naczynia o małej średnicy oraz pojedyncze duŝe naczynia, następnie włókna drzewne i małe komórki miękiszowe wypełnione treścią. Promienie rdzeniowe w drewnie są przewaŝnie 1-rzędowe, złoŝone z komórek nieco wydłuŝonych promieniowo, o ścianach zgrubiałych, zdrewniałych i świetle z ziarnistą zawartością. Słoje przyrostu rocznego (ryc. 66) są widoczne wyraźnie jako granica między obwodowo leŝącym drewnem wiosennym z licznymi duŝymi naczyniami, a dośrodkowo połoŝonym drewnem letnim poprzedzającego słoja, zbudowanym ze spłaszczonych nieco, małych elementów przewodzących, ubogim w większe naczynia. Słój obejmuje zatem drewno wiosenne i letnie. Drewno kończy się kilkoma niewielkimi zgrupowaniami naczyń ksylemu pierwotnego. Miękisz rdzenia jest zbudowany z dość duŝych wielobocznych komórek cienkościennych, pomiędzy nimi widoczne są małe przestwory międzykomórkowe. Ryc. 65. Budowa szczegółowa fragmentu łyka (kory wtórnej) lipy, przekrój poprzeczny (wg 44) 72

73 Ryc. 66. Budowa szczegółowa drewna lipy na granicy słojów przyrostu rocznego; 1, 2 - naczynia, 4 - cewki drewna wiosennego, 3, 6 - cewki drewna letniego, 5 - komórki promienia rdzeniowego (wg 19) Rysunki: a) schematyczny wycinka przekroju, pokazujący rozmieszczenie tkanek, b) szczegółowy fragmentu obejmującego część łyka z włóknami łykowymi, miazgę, drewno i promień rdzeniowy. Ćwiczenie 24 Temat: Budowa anatomiczna liści A. Liść rośliny zarodnikowej z gromady Bryophyta - Mszaki, klasy Sphagnopsida Torfowce Materiał: liść torfowca - Sphagnum sp., rodz. Sphagnaceae - Torfowcowate. Przedstawiciele tego rodzaju występują głównie na torfowiskach, gdzie współuczestniczą w tworzeniu torfu. Poza tym rośliny te cechuje duŝa zdolność wchłaniania wody, co je czyni doskonałym materiałem chłonnym, wykorzystywanym m.in. do celów sanitarnych. Preparat 1: mały fragment łodygi z liśćmi, umieszczony w wodzie z glicerolem. Obserwacje. Oglądamy liść pojedynczy (który ma kształt lancetowaty) z powierzchni pod duŝym powiększeniem (ryc. 67). Tkanka liścia jest zbudowana z komórek, których są dwa rodzaje: 1) wąskie, Ŝywe z chloroplastami, łączące się z sobą na kształt luźnej sieci, 2) dłuŝsze i znacznie szersze niŝ poprzednie, martwe, z pierścieniowatymi, rzadziej spiralnymi zgrubieniami ściany; niekiedy moŝna dostrzec w ścianie zarys okrągławych por; komórki te, zwane takŝe komórkami olbrzymimi albo kapilarnymi, wypełniają oczka utworzone przez wspomniane komórki Ŝywe. Komórki kapilarne mogą wchłaniać znaczne ilości wody, co nadaje torfowcowi właściwości higroskopijne. 73

74 Ryc. 67. Liść torfowca oglądany z powierzchni (A) i w przekroju poprzecznym (B). 1 - komórki Ŝywe z chloroplastami; 2 - komórki martwe (kapilarne) z porami (3) (wg 23) Preparat 2: skrawek poprzeczny liścia, umieszczony w wodzie z glicerolem; wykonujemy go, posługując się rdzeniem bzowym. Obserwacje. Na przekroju liścia widać, Ŝe opisane wyŝej dwa rodzaje komórek tworzą pojedynczą warstwę tkanki liściowej. Na stronie dolnej komórek kapilarnych znajdują się szerokie pory (o których juŝ wspomniano), widoczne tu w przekroju. ZauwaŜamy ponadto, iŝ komórki Ŝywe mają mniejsze wymiary nie tylko pod względem szerokości (co było widoczne przy oglądaniu liścia z powierzchni), ale i wysokości, w porównaniu do komórek kapilarnych. Rysunki: wykonujemy szczegółowy rysunek liścia widzianego z powierzchni oraz w przekroju poprzecznym. Objaśniamy na rysunkach elementy budowy liścia opisane wyŝej. B. Budowa liścia szpilkowego. Liść rośliny nagonasiennej - Pinophyta (Gymnospermae) z klasy Szpilkowych - Pinopsida (Coniferopsida) Materiał: liść iglasty sosny zwyczajnej - Pinus sylvestris L., rodz. Pinaceae - Sosnowate. Preparat: trwały, skrawek poprzeczny, barwiony. Obserwacje. Przy małym powiększeniu widzimy, Ŝe liść w przekroju poprzecznym ma kształt półkolisty (ryc. 68); płaska powierzchnia odpowiada górnej, a wypukła - dolnej stronie igły. W części środkowej dostrzegamy walec osiowy otoczony endodermą, a w nim - dwie wiązki przewodzące kolateralne, zwrócone częścią ksylemową w stronę płaską liścia. Mniej więcej w połowie odległości między skórką a endodermą widać kilka (7-8) przewodów Ŝywicznych, rozmieszczonych w przewa- Ŝającej liczbie po stronie wypukłej (dolnej) igły. 74

75 Ryc. 68. Przekrój poprzeczny liścia sosny. U góry na lewo: schemat przekroju,. Hg przewód Ŝywiczny, Sch endoderma, Tr tkanka transfuzyjna, E epiderma, Sp aparat szparkowy. A, Cl miękisz asymilacyjny wieloramieniowy, X część naczyniowa, Ph część sitowa wiązki przewodzącej kolateralnej otwartej, H hipoderma (tkanka sklerenchymatyczna). U góry na prawo: budowa szczegółowa fragmentu walca osiowego. U dołu na lewo: wycinek przekroju części obwodowej liścia, na prawo (Hg) przewód Ŝywiczny (wg 2) Przesuwając preparat liścia od obwodu do środka, zauwaŝamy pod duŝym powiększeniem następujące tkanki: 1) epiderma z zagłębionymi w niej aparatami szparkowymi, zbudowana z komórek o ścianach silnie równomiernie zgrubiałych, częściowo skutynizowanych, w części zdrewniałych, o świetle wąskim; 2) hipoderma 1- lub 2-warstwowa, z komórkami o ścianach zgrubiałych i zdrewniałych oraz świetle szerszym niŝ u komórek skórki; 3) miękisz asymilacyjny, o swoistej budowie: ściana komórek jest silnie pofałdowana tworząc listwy dość głęboko sięgające do światła komórkowego, wskutek tego powierzchnia wewnętrzna komórki ulega znacznemu powiększeniu i moŝe zmieścić duŝą liczbę występujących w niej chloroplastów. Komórki tej tkanki, zwanej takŝe miękiszem wieloramieniowym, noszą nazwę komórek ramieniowo-palisadowych, pełniących podobną funkcję, jaką pełni miękisz palisadowy liścia (patrz niŝej); w miękiszu asymilacyjnym natrafiamy na przewody Ŝywiczne (porównaj ćwiczenie str. 43), które są otoczone 1-warstwową tkanką wzmacniającą, utworzoną z komórek o ścianach silnie zgrubiałych i słabo zdrewniałych; 4) endoderma, z komórkami owalnymi o ścianach nieco zgrubiałych; 5) tkanka transfuzyjna (przetokowa), nie zawierająca chloroplastów, wypełnia przestrzeń między endodermą a wiązkami przewodzącymi; pełni funkcję przewodzenia substancji między wiązkami a miękiszem asymilacyjnym; zbudowana jest niejednolicie: składają się na nią komórki Ŝywe, z duŝą ilością protoplazmy, tworzące miękisz transfuzyjny, występujący na przemian z martwymi cewkami transfuzyjnymi, tj. elementami nieco wydłuŝonymi, z jamkami lejkowatymi w cienkich ścianach graniczących z sąsiednimi cewkami. Funkcją tego miększu jest przewodzenie substancji organicznych, natomiast cewek przewodzenie wody. 6) wiązki przewodzące kolateralne, otwarte, z szeregowo ułoŝonymi elementami przewodzącymi tkanki sitowej i naczyniowej; pomiędzy obu wiązkami miejsce tkanki transfuzyjnej mogą zajmować włókna. Zwróćmy na końcu uwagę, Ŝe miękisz asymilacyjny w igle jest jednakowo zbudowany po jej górnej i dolnej stronie. Z tego powodu liść sosny zalicza się do liści o budowie izolateralnej (jednakostronnej). 75

76 Rysunek: a) schematyczny całego przekroju, z objaśnieniem połoŝenia poszczególnych tkanek, b) szczegółowy wycinka przekroju obejmującego elementy od skórki do tkanki transfuzyjnej włącznie. Ćwiczenie 25 C. Liście roślin okrytonasiennych - Magnoliophyta (Angiospermae) z klasy dwuliściennych - Magnoliopsida (Dicotyledones) 1. Budowa grzbietobrzuszna (bifacjalna) Liście o budowie bifacjalnej, tj. których część górna (brzuszna) róŝni się anatomicznie od części dolnej (grzbietowej), są typowymi dla roślin dwuliściennych. Materiał: liść jabłoni Malus sp., rodz. Rosaccae RóŜowate. Preparat: trwały, barwiony: przekrój poprzeczny przez blaszkę liściową z nerwem głównym. Obserwacje: Najpierw oglądamy w miejscu, gdzie są tylko nerwy boczne. Liść od góry i dołu jest okryty skórką (epidermą) nazywaną odpowiednio skórką górną (brzuszną) i dolną (grzbietową). Obie skórki pokrywa kutykula. Przestrzeń między skórkami wypełnia śródliście (mezofil), utworzone z miękiszu asymilacyjnego dwojakiego rodzaju: palisadowego, leŝącego pod skórką górną, zbudowanego dwóch warstw komórek wydłuŝonych w kierunku prostopadłym do powierzchni liścia; gąbczastego, zajmującego dalszą połowę szerokości blaszki liściowej, z komórkami w przybliŝeniu równej wielkości, okrągławymi, luźno ułoŝonymi i z duŝymi przestworami międzykomórkowymi. W miękiszu palisadowym, dzięki licznym chloroplastom, przebiega najintensywniej proces fotosyntezy, w gąbczastym oprócz fotosyntezy zachodzi jeszcze wymiana gazowa i proces transpiracji. ZauwaŜamy w tym miękiszu komórki, które graniczą z miękiszem palisadowym, mające kształt kręgli; noszą one nazwę komórek zbiorczych; pełnią funkcję przewodzenia substancji między obu rodzajami miękiszu asymilacyjnego. Na przekroju blaszki widzimy nerwy, w których przebiegają wiązki przewodzące z towarzyszącą im tkanką wzmacniającą. Nerwy boczne są małe, obejmują wiązki kolateralne, otwarte, lecz z nieaktywną miazgą; częścią naczyniową są zwrócone w stronę górną blaszki. Wiązkę otacza pochwa wokółwiązkowa, zbudowana z jednej warstwy komórek miękiszowych, okrągłych, o ścianach równomiernie zgrubiałych, błonnikowych. Nerw główny ma budowę bardziej złoŝoną. Jest duŝy (ryc. 69), wiązka naczyniowo sitowa jest kształtu półksięŝycowatego, kolateralna, otwarta. Tworzy, wraz z otaczającymi ją tkankami (wzmacniającymi, miękiszowymi) wyraźne uwypuklenie na dolnej stronie blaszki liściowej, przez co staje się widoczne połoŝenie nerwu głównego. Wiązka jest otoczona pochwą wokółwiązkową, zbudowaną z tkanki kolenchymatycznej (od strony górnej) i sklerenchymatycznej (od strony dolnej blaszki). W miejscu nad nerwem głównym, pod skórką dolną i górną rozciąga się 3-4-warstwowa tkanka o charakterze kolenchymy płatowej. Jest ona bardziej rozbudowana pod skórką górną. Część naczyniową wiązki tworzą szeregi naczyń, których ściany są w preparacie zabarwione na niebiesko (od uŝytego barwnika). W skórce dolnej zauwaŝamy aparaty szparkowe, leŝące w małym jej zagłębieniu. 76

77 Ryc. 69. Liść jabłoni, przekrój poprzeczny przez blaszkę z nerwem głównym (oryg. aut.) skórka górna (epiderma brzuszna) nerw boczny mezofil (śródliście) miękisz gąbczasty kolenchyma płatowa miękisz ksylem miazga wiązka kolateralna otwarta floem sklerenchyma miękisz palisadowy skórka dolna (epiderma grzbietowa) Rysunek: schematyczny przekroju poprzecznego blaszki liściowej, z uwzględnieniem nerwu głównego. 2. Budowa jednakostronna (izolateralna) Budowa izolateralna liścia wykształca się wtedy, gdy organ ten jest jednakowo oświetlony z obu stron. Warunkom takim odpowiadają liście rosnące w pozycji pionowej na pędach. Przykładem takiej budowy jest takŝe omawiany poprzednio liść sosny. Materiał: liść goździka - Dianthus sp., rodz. Caryophyllaceae - Goździkowate. Preparat: trwały, niebarwiony; przekrój poprzeczny przez blaszkę liściową. 77

78 Ryc. 70. Przekrój poprzeczny liscia goździka (budowa izolateralna), A w części środkowej z nerwem głównym, B z nerwami bocznymi (oryg.) A B Obserwacje. JuŜ pod małym powiększeniem widzimy, Ŝe układ tkanek w liściu jest symetryczny: po obu stronach liścia znajduje się pod skórkami miękisz palisadowy, przewaŝnie dwurzędowy, środek zajmuje miękisz gąbczasty. Brzuszną stronę liścia od grzbietowej moŝemy rozpoznać tylko po układzie wiązek przewodzących: są one zwrócone częścią naczyniową w stronę brzuszną blaszki liściowej. Pod duŝym powiększeniem zauwaŝamy, Ŝe skórki po obu stronach liścia są zbudowane jednakowo z komórek w przybliŝeniu równobocznych, ze ścianami stycznymi nieco łukowato wybrzuszonymi. Zwraca uwagę dość gruba warstwa kutykuli na powierzchni obu skórek oraz mocno zgrubiałe ściany styczne zewnętrzne, tak Ŝe światło komórki przyjmuje kształt spłaszczonego prostokąta. W obydwu skórkach widoczne są aparaty szparkowe. Miękisz palisadowy jest 2-rzędowy, zaś gąbczasty - kilkuwarstwowy utworzony z komórek okrągławych. Mniej więcej w połowie długości przekroju poprzecznego blaszki, w jej najszerszym miejscu, znajduje się nerw główny z wiązką przewodzącą kolateralną zamkniętą (ryc. 70 A). Tkanka sklerenchymatyczna otacza półkoliście wiązkę od strony sitowej. Innej tkanki wzmacniającej brak. Przestrzeń między skórką na stronie grzbietowej a tkanką sklerenchymatyczną zajmuje miękisz asymilacyjny. Natomiast między częścią naczyniową wiązki a skórką strony brzusznej występują 2-3 warstwy miękiszu pozbawionego chloroplastów, a następnie tyle samo warstw miękiszu asymilacyjnego przylegającego do skórki. W śródliściu widać poza tym nerwy boczne róŝnej wielkości. Ich miejsce wyznacza grupa łukowato ułoŝonych komórek sklerenchymy, która towarzyszy wiązce od strony sitowej (ryc. 70 B). W niektórych komórkach miękiszu gąbczastego dostrzegamy duŝe druzy szczawianu wapnia. Rysunek: schematyczny przekrój blaszki liściowej. Szczegółowy fragmentu przekroju, obejmującego obie skórki, śródliście oraz jeden z nerwów bocznych. 78

79 Ćwiczenie 26 D. Liść rośliny okrytonasiennej z klasy jednoliściennych - Liliopsida (Monocotyledones), budowa centryczna (unifacjalna) Liście o budowie unifacjalnej są jednopowierzchniowe, brak w nich zróŝnicowania na stronę górną i dolną. Spotyka się je przewaŝnie u roślin jednoliściennych. Przykładami mogą być liście walcowate znanych roślin przyprawowych jak czosnek cebula (Allium cepa), szczypiorek (A. schoenoprasum), nadto liście situ (Juncus), sitowia (Scirpus); tu naleŝą takŝe liście tulipana. Materiał: liść tulipana Tulipa sp., rodz. Liliaceae liliowate. Preparat: trwały, przekrój poprzeczny. Ryc. 71. Liść tulipana w przekroju poprzecznym (budowa unifacjalna) (oryg. aut.) Obserwacje: Pod małym powiększeniem widać, Ŝe budowa liścia jest symetryczna, śródliście nie zróŝnicowane na miękisz palisadowy i gąbczasty. W śródliściu wyróŝnić moŝna część środkową, z komórkami bez chloroplastów jest to miękisz bezzieleniowy (zasadniczy), oraz połoŝoną bliŝej obu powierzchni liścia miękisz zieleniowy (asymilacyjny). W miękiszu bezzieleniowym występują wiązki przewodzące, kolateralne, zamknięte. Są one zwrócone częścią naczyniową w stronę dolną liścia; otacza tę część pochwa miękiszowa, natomiast część sitową tkanka sklerenchymatyczna. Część naczyniowa wiązki odróŝnia się wyraźnie w preparacie, dzięki niebieskiemu zabarwieniu od barwnika ściany elementów przewodzących (naczynia, miękisz przewodzący). Rysunek: schematyczny przekroju poprzecznego liścia. 79

80 Część V. M O R F O L O G I A K W I A T Ó W I K W I A T O S T A N Ó W u roślin nasiennych (Spermatophyta) z gromady okrytonasienne (Magnoliophyta) Kwiaty i kwiatostany stanowią organy będące istotnym elementem morfologicznym, wykorzystywanym przy rozpoznawaniu gatunków i innych taksonów roślin. Budowa tych organów jest przedmiotem ćwiczeń oraz zajęć ze studentami w terenie. Wiadomości na temat budowy morfologicznej i funkcji pozostałych części rośliny (korzeń, łodyga, liść) uzyskują studenci na wykładach. Budowa kwiatu i kwiatostanów interesuje nas równieŝ z tego względu, Ŝe niektóre z nich są surowcami leczniczymi, w tym takŝe farmakopealnymi, np., Lavandulae flos (Kwiat lawendy), Crataegi inflorescentia (Kwiatostan głogu), i wiele innych. A. Kwiat Kwiat (Flos) jest zbudowany z listków okrywających - części wegetatywne, tworzące okwiat (perianthium), który bywa zwykle zróŝnicowany na zewnętrzny kielich (calyx) i wewnętrzną koronę (corolla), oraz z pręcikowia (androeceum) i słupkowia (gynaeceum) - dwa ostatnie stanowią części generatywne kwiatu (ryc. 72). Okwiat jest typowym elementem budowy kwiatu u okrytonasiennych, niekiedy bywa słabo rozwinięty; brak go u nagonasiennych (z wyjątkiem klasy Gniotowe - Gnetopsida). Wymienione części kwiatu są osadzone na róŝnie wykształconym dnie kwiatowym (receptaculum), stanowiącym rozszerzone w róŝny sposób zakończenie szypułki kwiatowej. Kwiaty z bardzo krótką szypułką lub bez niej noszą nazwę siedzących. Ryc. 72. Schemat budowy kwiatu obupłciowego u okrytonasiennych; sz szypułka kwiatowa, d działka kielicha, p płatek korony, r pręcik, l, s, z odpowiednio: zaląŝnia, szyjka i znamię słupka (wg 21) U roślin filogenetycznie pierwotniejszych (np. w rodzinie Nymphaeaceae - Grzybieniowate, Ranunculaceae - Jaskrowate) części kwiatu są ułoŝone spiralnie na dnie kwiatowym, zwykle pionowo wydłuŝonym, zaś u grup bardziej rozwiniętych - okółkowo. U tych ostatnich najczęściej występują kwiaty pentacykliczne (pięciookółkowe): 2 okółki okwiatu (kielich i korona), 2 okółki pręcików i 1 okółek słupków. 80

81 Kielich jest utworzony z działek (sepala), które są wolne lub zrastają się (kielich odpowiednio wolno - lub zrosłodziałkowy). Analogicznie korona, zbudowana jest z płatków, (petala), moŝe być wolno - lub zrosłopłatkowa. Ryc. 73. Słupkowie: D - chorikarpiczne, E i F - cenokarpiczne (wg 48) Słupkowie (gynoeceum) składa się ze słupków, lub moŝe być jeden słupek (pistillum) w kwiecie. Powstaje on ze zrośnięcia się brzegami jednego owocolistka (carpel) bądź kilku owocolistków. Gdy jest kilka owocolistków, z których kaŝdy osobno zrasta się brzegami, wówczas mamy tyle samo słupków w kwiecie słupkowie chorikarpiczne (ryc. 73 D); lub teŝ owocolistki zrastają się brzegami w jeden słupek słupkowie cenokarpiczne (ryc.73 E, F). Dolna część słupka tworzy zaląŝnię (ovarium), górna znamię (stigma). Oba elementy łączy mniej lub więcej wydłuŝona szyjka (stylus). Wewnątrz zaląŝni znajduje się jeden lub więcej zaląŝków. W zaleŝności od połoŝenia zaląŝni względem innych cześci kwiatu, wyróŝnia się trzy rodzaje słupków: słupek górny zaląŝnia wolna (ryc. 74, a) nawpółdolny (b) oraz dolny (c) zaląŝnia jest wtedy zrośnięta z dnem kwiatowym. Przy słupku górnym części okwiatu (działki kilicha, płatki korony) umiejscowione są poniŝej zaląŝni; taki kwiat określamy jako dolny. W przypadku słupka dolnego okwiat znajduje się nad zaląŝnią kwiat górny. Kwiaty ze słupkiem dolnym rozpoznajemy zwykle po zgrubieniu, jakie jest widoczne na końcu szypułki kwiatowej, tuŝ pod okwiatem. Ryc. 74. Słupek: a górny (kwiat dolny), b - nawpółdolny (kwiat okołozaląŝniowy), c - dolny (kwiat górny) (wg 18) 81

82 Ryc 75. Kwiat okołozaląŝniowy u róŝy Rosa sp., przekrój podłuŝny, c- działki kielicha, d miodnik, f pręciki, g słupkowie, h- dno kwiatowe, p płatki korony, m miejsce ich przyrastania (wg 18) ZaląŜek (ovulum) wyrasta z wewnętrznej powierzchni ściany zaląŝni; tkanka dająca mu początek nosi nazwę łoŝyska (placentum). ZaląŜek (ryc. 76) jest zbudowany ze sznureczka (funiculus), który przymocowuje jego część podstawową zwaną osadką (chalaza) do łoŝyska (u nagonasiennych sznureczka brak), z ośrodka zaląŝkowego (nucellus) oraz z jednej lub dwóch osłonek (integumentum) wyrastających u podstawy zaląŝka i okrywających ośrodek. Osłonki (zewnętrzna i wewnętrzna) u szczytu zaląŝka nie zrastają się, tworząc wolne przejście do ośrodka zaląŝkowego - jest to okienko (micropyle). Ryc. 76. Budowa anatomiczna zaląŝka okrytonasiennych (wg 24) Ośrodek zaląŝkowy jest utworzony z tkanki stałej, wypełniającej wnętrze zaląŝka między osłonką wewnętrzną a woreczkiem zaląŝkowym. Woreczek zaląŝkowy (sacculus embryonalis) u okrytonasiennych, zajmujący środkową część zaląŝka, zbudowany jest z aparatu jajowego (dwie synergidy + komórka jajowa) połoŝonego w pobliŝu okienka, z trzech komórek zwanych antypodami skupionych na przeciwległym biegunie oraz z dwóch 82

83 jąder biegunowych, lub po ich połączeniu, z jednego jądra bielmowego znajdującego się w środkowej części woreczka. ZaleŜnie od połoŝenia sznureczka względem osi zaląŝka rozróŝnia się zaląŝek prosty, odwrócony i zgięty (ryc. 77). Ryc. 77. Typy zaląŝka: A prosty, B odwrócony, C zgięty. 1 sznureczek; 2 osadka; 3 osłonki; 4 okienko; 5 ośrodek; 6 komórka archesporialna (komórka macierzysta woreczka zaląŝkowego). Pręcikowie (androeceum) jest utworzone z dwóch lub więcej pręcików. Pręcik (stamen) (ryc. 78) u okrytonasiennych jest zbudowany z nitki pręcikowej (filamentum) i główki pręcikowej (anthera), która z kolei składa się z dwóch pylników (theca), kaŝdy z nich zawiera dwa woreczki (komory) pyłkowe. Ryc. 78. Budowa pręcika, A - widok z przodu, B - z tyłu, p - pylnik, c - łącznik, f - nitka pręcikowa (wg 49) Pylniki są połączone płonną częścią główki zwaną łącznikiem (connectivum). Pręciki wyrastają z dna kwiatowego, bądź, u przedstawicieli niektórych rodzin (np. Scrophulariaceae, Lamiaceae) przyrastają do korony. Mogą zrastać się główkami, np. w rodzinie Asteraceae, lub nitkami pręcikowymi - w rodzinie Malvaceae, Fabaceae (ryc. 79, A, B, C). 83

84 Ryc. 79. Formy zrastania się pręcików, A - główkami (w rodz. Asteraceae); k puch kielichowy, f nitki pręcikowe, sa główka pręcikowa; B nitkami (w rodz. Malvaceae), sg znamię słupka, p pręciki, c korona, kl kielich, ki kieliszek, z zaląŝnia; C częściowo nitkami ( w rodz. Fabaceae), r dziewięć pręcików zrosłych, w dziesiąty pręcik wolny, (wg 18 i 32) Kwiaty mogą być jednopłciowe (rozdzielnopłciowe) - zawierają tylko pręciki - kwiaty pręcikowe albo męskie, bądź słupki - kwiaty słupkowe albo Ŝeńskie. Kwiaty obupłciowe zawierają oba typy tych organów. JeŜeli kwiaty rozdzielnopłciowe (męskie i Ŝeńskie) występują na tej samej roślinie, wówczas nazywamy ją jednopienną (monoecius). Przykłady: sosna - Pinus, leszczyna - Corylus. W przypadku występowania kwiatów jednopłciowych, oddzielnie na róŝnych osobnikach tego samego gatunku, rośliny takie nazywamy dwupiennymi (dioecius). Przykłady: wierzba - Salix, cis - Taxus. Rośliny, na których występują trzy rodzaje kwiatów, tj. jednopłciowe Ŝeńskie, męskie i obupłciowe, nazywamy trójpiennymi (trioecius) albo poligamicznymi np. jesion - Fraxinus. Znane są takŝe kwiaty bezpłciowe, tj. o zredukowanych częściach generatywnych, np. kwiaty brzeŝne w koszyczku słonecznika - Helianthus, lub chabra - Centaurea. Budowę kwiatu moŝna przedstawić schematycznie w postaci wzoru kwiatowego oraz narysu kwiatu (diagram kwiatowy). We wzorze znak lub * oznacza symetrię kwiatu odpowiednio grzbiecistą albo promienistą. Litery oznaczają poszczególne części kwiatów: P - okwiat pojedynczy (nie zróŝnicowany na kielich i koronę), K - kielich, C- korona, A - pręcikowie, G - słupkowie. Liczby u podstawy liter wskazują na ilość członów w okółku (listków okwiatów, działek kielicha, płatków korony, pręcików, słupków względnie owocolistków), duŝą ich liczbę wyraŝa się znakiem. Jeśli człony danej części kwiatu występują w dwóch okółkach, wówczas między nimi stawiamy znak +. Kreska nad słupkowiem oznacza słupek dolny, pod słupkowiem - słupek górny a gdy jej brak słupek jest nawpółdolny. Nawias okrągły wskazuje na zrastanie się elementów (listków okwiatu, działek kielicha itd.), kwadratowy - przyrastanie pręcików do korony. Narys kwiatu (diagram) jest geometrycznym przedstawieniem budowy kwiatu w przekroju poprzecznym (patrz rysunek niŝej). Współśrodkowe koła narysu wyraŝają liczbę okółków w kwiecie, a odpowiednie znaki (róŝne dla określonych części kwiatu), symbolizują poszczególne człony. W przypadku zrastania się członów w okółku, łączy się je na rysunku linią ciągłą. Słupkowie w narysie przedstawione jest w formie przekroju poprzecznego zaląŝni, z zaznaczeniem połoŝenia zaląŝków. 84

85 Oprócz rysunku narysu z objaśnieniami, podano niŝej (według róŝnych autorów) przykłady diagramów i odpowiadających im wzorów kwiatowych u przedstawicieli 10-ciu rodzin, które są najczęściej omawiane na naszych ćwiczeniach. 85

86 B. Kwiatostan (Inflorescentia) Kwiaty mogą występować na roślinie pojedynczo, rozwijają się na szczycie pędu głównego (np. u maku, tulipana); bądź na końcach rozgałęzień bocznych tworząc zbiory zwane kwiatostanami (inflorescentia). Kwiatostany skupiają na ogół kwiaty o małych rozmiarach; kwiatostan kompensuje w ten sposób niepozorny wygląd kwiatu, co ma znaczenie dla poszukujących i zapylających go owadów. Kwiatostany dzielimy na dwa typy: groniaste i wierzchotkowe. Podział ten jest oparty o rodzaje wzrostu i rozgałęzień pędu. Zgodnie z tym, kwiatostany groniaste charakteryzuje wzrost monopodialny (jednoroślowy), wierzchotkowe - sympodialny (wieloroślowy). Kwiatostany stanowią w istocie dobre przykłady róŝnych rodzajów wzrostu pędu. Liście wyrastające w obrębie kwiatostanu mogą zachować swój typowy charakter liści łodygowych, częściej jednak ulegają modyfikacjom. Liście występujące u podstawy osi kwiatostanu noszą nazwę podsadek, u podstawy kwiatu - przysadek. W rodzinie Apiaceae liście te noszą nazwę odpowiednio pokrywy (u podstawy baldachu) lub pokrywki (u podstawy baldaszka). I. Kwiatostany groniaste. (ryc. 80) Grono (łac. racemus). Kwiaty wyrastają z osi kwiatostanowej na szypułkach mniej więcej jednakowej długości. Zakwitają na niej w kolejności od dołu ku górze. Przykłady: rośliny z rodziny Brassicaceae oraz z rodzaju porzeczka - Ribes i dziewanna - Verbascum. Ryc. 80. Kwiatostany groniaste (schematy) od lewej do prawej, u góry: kłos, kotka, kolba, koszyczek; poniŝej: grono, baldachogrono, baldach, baldach złoŝony; u dołu: wiecha (wg 23) Wiecha (panicula). Jest to rodzaj rozgałęzionego grona, w którym kwiaty są osadzone na końcach rozgałęzień bocznych osi kwiatostanowej. Przykład: owies - Avena. Kłos (spica). Oś kwiatostanowa wydłuŝona, na niej skupiają się kwiaty na bardzo krótkich szypułkach lub siedzące (bezszypułkowe). Przykład: babka - Plantago. 86

87 Ryc. 81. Budowa kłoska 3-kwiatowego u traw (schemat); g plewy (dolna i górna), Pd, pg plewki (dolna i górna), ł łuszczki, r- pręcik, s słupek, o oś kłoska (wg 32) W rodzinie Gramineae (Trawy) kwiaty (w liczbie 1-4, zaleŝnie od gatunku rośliny) są skupione w kłoskach (spiculae), te zaś zebrane w kwiatostany (grono, kłos, wiecha ryc. 80). U nasady kłoska (ryc. 81) występują dwie plewy (glumae), dolna (często z ością (arista) i górna), a u podstawy kwiatu dwie plewki (paleae) dolna i górna. Obie plewki okrywają pozostałe części kwiatu (pręcikowie, słupek). Gdy kwiat dojrzewa, plewki rozchylają się i wysuwają się pręciki i znamię słupka. U podstawy wymienionych części generatywnych kwiatu znajdują się jeszcze dwie małe pleweczki zwane łuszczkami (lodiculae). W czasie kwitnienia, łuszczki pęcznieją i powodują wspomiane rozchylenie się plewek i otwieranie się kwiatu. U traw w kwiecie występują przewaŝnie trzy pręciki (u ryŝu 6 pręcików), o długich nitkach oraz słupek z dwoma pierzastymi znamionami (ryc. 82); zaląŝnia powstaje z dwóch owocolistków, zawiera jeden zaląŝek. Przykłady kłosków u znanych zbóŝ: pszenicy (Triticum) kłoski 2-3-kwiatowe, Ŝyta (Secale) i owsa (Avena) -2-kwiatowe; jęczmienia (Hordeum), ryŝu (Oryza)-1-kwiatowe. U kukurydzy (Zea mays, roślina jednopienna) kłoski 2-kwiatowe są rozdzielnopłciowe; męskie zebrane w szczytowe wiechy, Ŝeńskie w boczne kolby. Osobliwą cechą u tej rośliny jest, iŝ w odróŝnieniu od innych traw w kłoskach Ŝeńskich nie ma plew ani plewek. Ryc. 82. Kwiaty w rodzinie Gramineae Trawy. I kłosek dwukwiatowy, II pojedynczy kwiat u kłosówki wełnistej Holcus lanatus L., g oś kwiatostanu, a, b plewy (dolna z ością), c, d plewki, i łuszczki, e pręciki, f słupek z dwoma pierzastymi znamionami, h szypułka kwiatowa (wg 1) 87

88 Inne kwiatostany groniaste: Kotka, albo bazia (amentum). Rodzaj grona, z kwiatami siedzącymi i z reguły męskimi; oś kwiatostanowa wiotka, zwisająca. Przykłady: topola - Populus, leszczyna - Corylus. Kolba (spadix), ma oś kwiatostanową zgrubiałą i zmięśniałą. Przykład: kukurydza zwyczajna - Zea mays. Baldachogrono (corymbus). Kwiaty mają róŝnej długości szypułki, wyrastają na róŝnej wysokości osi kwiatostanowej, układają się przez to w jednej płaszczyźnie. Przykłady: dziki bez czarny - Sambucus nigra, wiśnia pospolita - Prunus cerasus. Baldach (a. baldach prosty) (umbella). Szypułki jednakowej długości, wyrastają na końcu osi głównej kwiatostanu. Przykłady: czosnek cebula - Allium cepa, oraz liczne gatunki z rodziny Apiaceae (Umbelliferae). Baldach złoŝony, występuje wtedy gdy na miejscu szypułek kwiatowych baldacha wyrastają mniejsze baldachy, zwane wtedy baldaszkami (umbellula). Charakterystyczny kwiatostan dla wielu gatunków z rodziny Apiaceae, np. marchwi zwyczajnej - Daucus carota. Główka (capitulum). Oś kwiatostanowa nieco zgrubiała, skrócona, na której znajdują się liczne kwiaty siedzące. Przykład: koniczyna - Trifolium. Ryc. 83. Kwiatostan (koszyczek) u rumianku pospolitego Matricaria chamomilla, przekrój podłuŝny: Rbl kwiaty rurkowate (obupłciowe), Zbl kwiaty języczkowate (Ŝeńskie), I dno kwiatostanowe (osadnik) (wg 30) Koszyczek (anthodium) (ryc. 83). Oś kwiatostanowa jest tu silnie zgrubiała poprzecznie, rozszerzona, bądź stoŝkowato wypukła, tworzy się osadnik, na którym wyrastają liczne kwiaty siedzące; od spodu koszyczek jest okryty listkami okrywy. Zakwitanie następuje w kolejności od obwodu do środka koszyczka. Koszyczek jest charakterystyczny dla rodziny Asteraceae (Compositae). W koszyczku mogą występować 4 rodzaje kwiatów, w zaleŝności od gatunku rośliny i jej przynaleŝności do podrodziny Cichorioideae (Liguliflorae) - Języczkowe bądź Asteroideae (Tubuliflorae) - Rurkowe. W podrodzinie języczkowych wszystkie kwiaty w koszyczku są języczkowate, 5-ząbkowe, obupłciowe (ryc. 84). 88

89 Ryc. 84. Kwiat języczkowaty obupłciowy 5-ząbkowy w rodzinie Asteraceae, podrodz. Cichorioideae (Liguliflorae) (wg 23) Przykłady: mniszek pospolity (=m. lekarski) - Taraxacum officinale, cykoria podróŝnik - Cichorium intybus, jastrzębiec kosmaczek - Hieracium pilosella. W podrodzinie rurkowych mogą występować 3 rodzaje kwiatów i odpowiednio koszyczków: Ryc. 85. Kwiaty w rodzinie Asteraceae podrodz. Tubuliflorae: a - kwiat języczkowaty 3-ząbkowy Ŝeński, b - rurkowaty obupłciowy, k korona, n znamię słupka, p - puch kielichowy, z zaląŝnia (wg 49) a) wszystkie kwiaty w koszyczku są rurkowate, obupłciowe (ryc. 85, b). Przykład: starzec zwyczajny - Senecio vulgaris. b) kwiaty są dwojakiego rodzaju: w części środkowej koszyczka rurkowate (jak wyŝej), zaś na brzegu - języczkowate 3-ząbkowe, Ŝeńskie lub bezpłciowe; (ryc. 83, 85); zwykle korona kwiatów rurkowatych i języczkowatych w takim koszyczku ma róŝne zabarwienie. Przykłady: stokrotka - Bellis, słonecznik - Helianthus, rumianek - Matricaria. c) na brzegu koszyczka występują kwiaty bezpłciowe z koroną lejkowatą (kwiaty lejkowate), w środku koszyczka - kwiaty obupłciowe rurkowate (ryc. 86). 89

90 Ryc. 86. Kwiatostan (koszyczek) i kwiaty u chabra bławatka Centaura cyanus (rodz. Asteraceae, podrodz. Asteroideae); a koszyczek, b kwiat lejkowaty, bezpłciowy (na brzegu koszyczka) c kwiat rurkowaty, obupłciowy (w środku koszyczka) (wg 18) Przykład: chaber bławatek - Centaurea cyanus. II. Kwiatostany wierzchotkowe Powstają, gdy oś główna przestaje rosnąć, poniŝej jej szczytu rozwija się jedno odgałęzienie boczne - powstaje monochasium, dwa odgałęzienia na przeciw siebie - dichasium, kilka odgałęzień - pleiochasium. Ryc. 87. Kwiatostany wierzchotkowe (schematy): A - D wierzchotki jednoramienne: A, B - sierpik, C, D - wachlarzyk; E - wierzchotka dwuramienna, F - wieloramienna (wg 17) Wierzchotka jednoramienna - (monochasium), moŝe być dwojakiego rodzaju: a) sierpik (drepanium), odgałęzienia boczne wyrastają po jednej tylko stronie, powstaje tzw. oś pozorna - (sympodium) (ryc. 87 A, B). Przykład: sitowie - Scirpus, b) wachlarzyk (rhipidium). Odgałęzienia boczne wyrastają na przemian po jednej i drugiej stronie osi pozornej, składającej się z odgałęzień bocznych I, II -go itd. rzędu (ryc. 87 C, D). Przykład: kosaciec - Iris. 90

91 Wierzchotka dwuramienna - (dichasium). Odgałęzienia boczne wyrastają naprzeciw siebie, długością przewyŝszające oś główną kwiatostanu, która kończy się kwiatem i przestaje rosnąć (ryc. 87 E). Przykład: kąkol pospolity - Agrostemma githago, rogownica polna - Cerastium arvense, oraz wiele innych gatunków z rodziny Caryophyllaceae - Goździkowate. Wierzchotka wieloramienna - (pleiochasium). Odgałęzienia boczne w większej liczbie niŝ dwa wyrastają z jednego miejsca osi głównej (ryc. 87 F). Przykład: wilczomlecz (ostromlecz) sosnka - Euphorbia cyparissias i wiele innych gatunków z rodziny Euphorbiaceae Wilczomleczowate. W rodzaju Euphorbia (wilczomlecz) występuje osobliwie zbudowany kwiatostan zwany cyjatium (ryc. 87 a). Składa się on z licznych 1-pręcikowych nagich (tj. bez okwiatu) kwiatów i wystającego pojedynczego 1-słupkowego kwiatu, równieŝ bez okwiatu. Całość jest okryta łuskowatymi liśćmi i miodnikami przyjmując wygląd pojedynczego kwiatu. Cyathia są z kolei zgrupowane w kwiatostany wierzchotkowe. Ryc. 87 a. Kwiatostan (cyathium) w rodzaju Euphorbia - wilczomlecz. 1 wygląd zewnętrzny, 2 w przekroju podłuŝnym; t liść łuskowaty, dr miodniki. ZauwaŜ, iŝ kwiat Ŝeński ( ) składa się tylko z jednego słupka, kwiat męski ( ) tylko z pręcikowia; u obu kwiatów nie ma okwiatu (wg 21) 91

92 Część VI. M O R F O L O G I A O W O C Ó W I N A S I O N Z E L E M E N T A M I A N A T O M I I Owoce i nasiona są częściami rośliny, które słuŝą do jej reprodukcji i rozprzestrzeniania. Powstają w następstwie procesu zapłodnienia, zachodzącego w organie generatywnym Ŝeńskim kwiatu, tj. w słupku (ściślej: w zaląŝku). Wytwarzanie owoców jest właściwością roślin z gromady Okrytonasiennych - Magnoliophyta (Angiospermae), zaś nasion - właściwe roślinom naleŝącym do grupy Nasiennych (Kwiatowych) - Spermatophyta (Anthophyta). Owoce i nasiona zajmują waŝne miejsce wśród produktów pochodzenia roślinnego, wykorzystywane są przez człowieka do celów spoŝywczych i leczniczych, a takŝe przemysłowych. Owoc Owoc (fructus) powstaje z zaląŝni (ovarium); niekiedy w jego tworzeniu bierze udział szyjka słupka, a takŝe inne części kwiatu jak dno kwiatowe, kielich. Ściana zaląŝni przekształca się w owocnię (pericarpium, perykarp) okrywającą nasiona. W niej wyróŝnia się zwykle trzy warstwy: owocnię zewnętrzną (exocarpium, egzokarp), śródowocnię (mesocarpium, mezokarp) i owocnię wewnętrzną (endocarpium, endokarp) (ryc. 88). Ryc.88. Budowa owocni u pestkowca czereśni Prunus avium, rodz. Rosaceae (RóŜowate) przekrój podłuŝny (wg 41) Owoce cechuje duŝa rozmaitość pod względem morfologicznym. Podział owoców jest oparty na róŝnych cechach, z których głównymi są: konsystencja owocni - sucha czy mięsista, oraz właściwości owoców suchych - pękają lub nie pękają w czasie dojrzewania, zaleŝnie od gatunku rośliny. Gdy warstwy owocni usychają, wówczas składają się tylko z komórek martwych - mamy wtedy owoce suche. Przeciwieństwem ich są owoce mięsiste (soczyste), w których tylko niektóre warstwy owocni, np. endokarp, stają się martwe i twarde (np. w owocu śliwy), pozostałe są mięsiste, złoŝone z Ŝywych komórek. WyróŜnia się jeszcze owoce partenokarpiczne, tj. takie, które powstają bez zapłodnienia (np. banany); nie wytwarzają nasion. Podział owoców. Owoce dzielimy na: 1) pojedyncze, tj. powstałe z jednej zaląŝni występującej pojedynczo w kwiecie, 92

93 2) złoŝone (zbiorowe) - gdy owoc powstaje z wielu zaląŝni tego samego kwiatu, osadzonych na wspólnym dnie kwiatowym, 3) owocostany - jest to zbiór owoców powstały z wielu zrastających się zaląŝni kilku kwiatów mniej lub więcej skupionych razem. Temat: Morfologia Ćwiczenie 27 I. Owoce pojedyncze A. Owoce suche nie pękające. 1. Ziarniak (caryopsis), owoc 1-nasienny, owocnia zrasta się z łupiną nasienną na całej jej powierzchni. Materiał: ziarniak pszenicy zwyczajnej - Triticum aestivum L., rodz. Poaceae (Gramineae) Wiechlinowate (Trawy). Owoce tego typu występują w rodzinie traw i mają duŝe znaczenie jako produkty spoŝywcze otrzymywane ze znanych zbóŝ takich jak pszenica - Triticum, Ŝyto - Secale, jęczmień - Hordeum, owies - Avena, ryŝ - Oryza, kukurydza - Zea. Morfologia ziarniaka Ziarniak pszenicy ma kształt eliptyczny, płasko-wypukły. U nasady owocu, na stronie wypukłej, widać mały zarodek (embryo) naleŝący do nasienia, ułoŝony ukośnie względem osi owocu. Po stronie spłaszczonej widoczna jest podłuŝna bruzda. Część wierzchołkowa owocu jest pokryta włoskami tworzącymi tzw. bródkę. Ryc. 89. Budowa ziarniaka pszenicy. A, B - wygląd od strony wypukłej i spłaszczonej, C - przekrój poprzeczny, E - przekrój podłuŝny; 1 - zarodek, 2 - bruzda, 3 - bródka, 4 - owocnia zrośnięta z łupiną nasienną, 5 - bielmo z warstwą aleuronową (a) i tkanką ze skrobią (b) (wg 19) 93

94 Anatomia ziarniaka Preparat 1: skrawek poprzeczny owocu, wykonany w połowie jego długości, umieszczony w wodzie z glicerolem. Obserwacje. Ziarniak w przekroju poprzecznym ma kształt w przybliŝeniu sercowaty, z głęboką bruzdą w linii środkowej (ryc. 94C). Otacza go stosunkowo wąski pas martwych tkanek owocni i łupiny nasiennej, które są ze sobą zrośnięte. Wnętrze owocu (nasienia zarazem) zajmuje bielmo (endospermum), na obwodzie występuje epiderma, zbudowana z komórek grubościennych o świetle stycznie wydłuŝonym. Pod skórką leŝy kilka warstw komórek zgniecionych, które razem z tą pierwszą tworzą owocnię. Od wewnątrz do owocni przylega zrośnięta z nią łupina nasienna (testa seminis). Utworzona jest z kilku warstw komórek martwych o nie wyraźnych kształtach wskutek silnego zgniecenia. Pod nią rozciąga się bielmo składające się z pojedynczej warstwy aleuronowej leŝącej na obwodzie, (poprzednio juŝ opisanej, patrz ćwiczenie 5, ryc. 17), oraz sięgającej do środka nasienia tkanki spichrzowej, z duŝymi, cienkościennymi komórkami ze skrobią (porównaj ćwiczenie 4) i małymi między nimi przestworami. Preparat 2: przekrój podłuŝny ziarniaka, wykonany wzdłuŝ bruzdy; skrawek w wodzie z glicerolem. Ten przekrój umoŝliwia poznanie budowy zarodka (embryo). Pod małym powiększeniem moŝemy zauwaŝyć, Ŝe zarodek stanowi niewielką część nasienia, którego resztę zajmuje bielmo (ryc. 89 E). Rysunki: a) wygląd owocu od strony płaskiej (z bruzdą) i wypukłej, ze wskazaniem połoŝenia zarodka, b) schemat przekroju poprzecznego, c) rysunek szczegółowy fragmentu bielma ze skrobią, d) schemat przekroju podłuŝnego z objaśnieniem bielma i zarodka. 2. Niełupka (achaenium), powstaje z jednego lub dwóch owocolistków; owocnia skórzasta lub zdrewniała, z luźno ułoŝonym nasieniem, które daje się łatwo wyłuskać (ryc. 90). Ryc. 90. Owoc (niełupka) słonecznika, a wygląd zewnętrzny, b, c- w przekroju podłuŝnym; ko korzonek zarodka, li liścienie, łn łupina nasienna, ow owocnia, pc pączuszek (wg 32) Przykład niełupki: owoc słonecznika zwyczajnego - Helianthus annus L., rodz. Asteraceace (Compositae) - Astrowate (ZłoŜone). Anatomia niełupki: Usuwamy skórzastą owocnię niełupki słonecznika celem uwidocznienia luźno ułoŝonego nasienia w owocni. Na przekroju podłuŝnym (ryc. 90,b,c) widzimy, Ŝe prawie całe wnętrze owocu zajmują dwa duŝe liścienie zarodka, które mają słabo zaznaczoną nerwację. 94

95 3. Orzech (nux) owoc jednonasienny, powstały z kilku (2-3) owocolistków, otoczony miseczką (cupula) powstającą z listków przykwiatowych (ryc. 91). Miseczka u orzecha leszczyny jest porozcinana płatowo (91 a), u buka kolczasto owłosiona (91 c), u dębu na powierzchni łuskowata (ryc. 91 b). 4. Orzeszek (nucula) jest podobny do orzecha, ale powstaje a jednego owocolistka, jest małych rozmiarów. Przykłady orzeszków: owoce poziomki pospolitej - Fragaria vesca L. i truskawki - Fragaria x ananassa Duchesne, róŝy dzikiej - Rosa canina L. (porównaj rozdz. II Owoce złoŝone ) (str. 102, ryc. 106). Materiał: owoc leszczyny pospolitej - Corylus avellana L., rodz. Brzozowate- Betulaceae, buka zwyczajnego - Fagus sylvatica L. i dębu - Quercus sp., rodz. Bukowate - Fagaceae. Ryc. 91. Orzechy: a leszczyny, b dębu, c buka; widoczne miseczki, ich opis w tekście (wg 23 i 49) a b c Ryc. 92. Orzech leszczyny, A wygląd zewnętrzny, B w przekroju podłuŝnym; c liścień, p owocnia, r korzonek zarodka, s zarodek, t łupina nasienna, w wiązka przewodząca prowadząca od zarodka (wg 49) 5. Skrzydlak (samara), jest to niełupka oskrzydlona, 1- lub 2-nasienna (ryc. 93). 95

96 Ryc. 93. Owoce suche niepękające, skrzydlaki: A grabu (Carpinus), B wiązu (Ulmus), C jesionu (Fraxinus), D lipy (Tilia), E klonu zwyczajnego (Acer platanoides), F jaworu (A. pseudoplatanus), G klonu polnego (A. campestre) H k. tatarskiego (A. tataricum), J brzozy (Betula) (wg 25) Przykładami skrzydlaków są owoce: grabu Carpinus, brzozy Betula, rodz. Betulaceae (Brzozowate); jesionu Fraxinus, rodz. Oleaceae (Oliwkowate); lipy Tilia, rodz. Tiliaceae (Lipowate); klonu Acer, rodz. Aceraceae (Klonowate); wiązu Ulmus, rodz. Ulmaceae (Wiązowate) (ryc. 93) Rysunki: odrysowujemy całą niełupkę słonecznika, w całości i w przekroju podłuŝnym; następnie po jednym owocu typu orzecha i skrzydlaka. B. Owoce suche pękające 1. Mieszek (folliculus), owoc jednoowocolistkowy, pęka po jednej, brzusznej stronie, tj. w miejscu zrastania się brzegów owocolistka częsty u przedstawicieli rodziny Jaskrowatych (ryc. 94 A). Owoce u niektórych gatunków z tej rodziny występują w skupieniu po trzy lub kilka, tworząc zbiór mieszków (ryc. 73 D). Przykłady: owoc ostróŝki polnej - Consolida regalis Gray, lub tojadu mocnego - Aconitum napellus L., rodz. Ranunculaceae - Jaskrowate. 2. Strąk (legumen), podobnie jak mieszek - owoc jedno-owocolistkowy, ale pęka po stronie brzusznej i grzbietowej (ryc. 94 B); charakterystyczny dla rodziny Fabaceae Bobowate. Wyjątkowo u gatunków z tej rodziny: Gleditschia triacanthos glediczia trójcierniowa (drzewo hodowane u nas w parkach), Arachis hypogaea orzacha podziemna (roślina roczna, uprawiana w krajach ciepłych) strąki są niepękające. Przykłady: owoc fasoli - Phaseolus sp., grochu - Pisum sp. lub gatunków naleŝących do innych rodzajów rodziny Fabaceae (Papilionaceae) Bobowate (Motylkowate). 3. Łuszczyna (siliqua) i łuszczynka (silicula), owoce dwu-owocolistkowe, wewnątrz powstaje dodatkowa przegroda, na której osadzone są nasiona; pęka dwustronnie. Łuszczyna jest długa i wąska, łuszczynka - mniej więcej jednakowo długa i szeroka (ryc. 94 C, D) - owoce charakterystyczne dla rodziny Kapustowate (KrzyŜowe) Brassicaceae (Cruciferae). 96

97 Przykłady: owoc (łuszczyna) kapusty rzepaku - Brassica napus L., tobołków polnych - Thlaspi arvense L. (łuszczynka). Ryc. 94. Owoce suche pękające. A - mieszek, B - strąk, C - łuszczyna, D - łuszczynka (wg 49) 4. Torebka (capsula), powstaje z dwóch lub wielu owocolistków, pęka w róŝny sposób (ryc. 95 A-G). Przykłady: owoc bielunia dziędzierzawa - Datura stramonium L., rodz. Solanaceae - Psiankowate, pęka wzdłuŝ; maku - Papaver sp., rodz. Papaveraceae - Makowate, otwiera się porami na szczycie; lulka - Hyoscyamus sp., rodz. Solanaceae, kurzyśladu - Anagallis sp., rodz. Primulaceae Pierwiosnkowate i babki - Plantago sp., rodz. Plantaginaceae - Babkowate, otwierają się wieczkiem; fiołka trójbarwnego - Viola tricolor L. rodz. Violaceae - Fiołkowate, pęka wzdłuŝ; kąkolu polnego - Agrostemma githago, rodz. Caryophyllaceae - Goździkowate, otwiera się na szczycie ząbkami. Ryc. 95. Sposoby otwierania się torebek: A kąkolu polnego (Agrostemma githago L.), B kurzyśladu polnego (Anagallis arvensis L.), C fiołka polnego (Viola arvensis Murr.), D maku (Papaver sp.), E trędownika bulwiastego (Scrophularia nodosa L.), F bielunia dziędzierzawa (Datura stramonium L.), G lulka czarnego (Hyoscyamus niger L.) (wg 25) 4. Rozłupnia (schizocarpium), owoc rozpadający się na dwie rozłupki (mericarpia), jak w rodzinie Apiaceae (Umbeliferae) - Selerowate (Baldaszkowate), lub na wiele rozłupek jednonasiennych - rodzina Malvaceae (Ślazowate). Do rozłupni naleŝą takŝe owoce gatunków z rodziny Lamiaceae i Boraginaceae, powstają z dwuowocolistkowej zaląŝni i rozpadają się na cztery rozłupki jedno-nasienne. Ponadto moŝna zaliczyć do rozłupni niektóre strąki np. gatunków z rodzaju seradela - Ornithopus, rodz. Fabaceae (ryc. 97 D) lub łuszczyny roślin rodzaju rzodkiew - Raphanus, rodz. Brassicaceae (ryc. 97 E); owoce te o budowie przewęzistej, rozpadają się poprzecznie na jednonasienne rozłupki. 97

98 Ryc. 96. Rozłupnia prawoślazu (rodz. Malvaceae), 5 - wygląd owocu, 6 kieliszek i kielich widziane od spodu (wg 18) Ryc. 97. Rozłupnie: D u seradeli, E rzodkwi (wg 49) Materiał 1: owoc kminku zwyczajnego - Carum carvi L., rodz. Baldaszkowate - Apiaceae (Umbelliferae), roślina dwuletnia, u nas pospolita, której owoce słuŝą jako ulubiona przyprawa do pieczywa i przetworów kuchennych, a takŝe jako surowiec leczniczy. a) Morfologia rozłupni Rozłupnia u kminku - Carum (i innych roślin z rodziny Baldaszkowatych) składa się z dwóch rozłupek, które zawieszone są na dwuramiennej osadce zwanej karpoforem (carpophor), od którego, po dojrzeniu odpadają (ryc. 98). Rozłupka powstaje z dwuowocolistkowej zaląŝni, jest jednonasienna, ma kształt lekko sierpowato zgięty, wysmukły. Na powierzchni widać pięć Ŝeberek, które dzięki jaśniejszemu zabarwieniu odcinają się wyraźnie od ciemniejszych, występujących między nimi bruzd. Na szczycie owocu widać niekiedy pozostałość po uschniętych częściach kwiatu. 98

99 Ryc. 98. Rozłupnia kminku (na lewo) z dwoma rozłupkami zawieszonymi na rozwidlonym karpoforze (k), oraz przekrój podłuŝny rozłupki (obok) i rozłupni poprzeczny (na prawo); ex - przewody olejkowe, frw -owocnia, sms - łupina nasienna, lb - wiązka przewodząca, end bielmo nasienia, (wg 30) c) Anatomia rozłupni Preparat: skrawek poprzeczny, wykonany w połowie długości rozłupki, oglądany w wodzie z glicerolem. Obserwacje. Na przekroju poprzecznym pjedynczej rozłupki widać, Ŝe ma ona kształt 5-kątny z pięcioma wystającym Ŝeberkami, w których przebiegają wiązki przewodzące oraz małe przewody olejkowe. Między Ŝeberkami znajdują się dość szerokie bruzdy, w obrębie których występują duŝe owalne przewody olejkowe (ryc. 99), zwane teŝ smugami olejkowymi, typu schizogenicznego; dalsze dwa przewody występują na stronie płaskiej (tj: przy powierzchni spojenia) obu rozłupek. Pod duŝym powiększeniem moŝemy wyróŝnić skórkę z komórkami o silnie zgrubiałej ścianie zewnętrznej oraz z aparatami szparkowymi. Pod skórką rozciąga się kilkuwarstwowy, cienkościenny miękisz owocni, a w nim wystepują pojedynczo duŝe przestwory międzykomórkowe. W obrębie Ŝeberka widać wiązkę przewodzącą, a w niej część naczyniową, zwróconą do środka owocni, zbudowaną z kilku małych naczyń. Część naczyniowa otacza tkanka wzmacniajaca sklerenchyma, z komórkami o ścianach silnie zgrubiałych, nie zdrewniałych. Część sitowa składa się z dwóch skupisk wąskich elementów przewodzących (rurki sitowe, miękisz przewodzący), połoŝonych po obu bokach wspomnianej sklerenchymy. W Ŝeberku, bliŝej jego wierzchołka znajduje się mały przewód olejkowy, który stanowi cechę charakterystyczną (diagnostyczną) budowy owocu kminku; przewód ten jest wypełniony kroplą ciemnobrązowego olejku eterycznego. W obrębie bruzdy, widoczny jest podłuŝnie-eliptyczny duŝy przewód olejkowy otoczony komórkami epitelu wydzielniczego (ryc. 99). Granica między owocnią a następującą po niej łupiną nasienną jest dość trudna do rozpoznania w preparacie z powodu ich całkowitego zrastania się. Wyznaczają ją dwie skórki: tzw. wewnętrzna owocni oraz druga, tuŝ przy niej; stanowiąca tkankę okrywającą łupiny nasiennej - obie wyróŝniają się, wśród sąsiadujących tkanek, dość duŝymi i stycznie wydłuŝonymi komórkami. Prawie całe wnętrze wypełnia bielmo, zbudowane z komórek przewaŝnie prostokątnych w zarysie, zawierających krople oleju tłustego oraz liczne ziarna aleuronowe proste. W środku bielma wyróŝnia się część jaśniejsza, o kształcie półksięŝycowatym, utworzona z komórek okągławych, znacznie uboŝszych w substancje zapasowe. 99

100 Rysunki: a) zewnętrznego wyglądu owocu (rozłupni), b) schemat przekroju poprzecznego rozłupki Ryc. 99. Przekrój poprzeczny rozłupki kminku, na lewo - w obrębie Ŝeberka, na prawo - bruzdy, budowa szczegółowa; ep - epiderma, sp - aparat szparkowy, ex - przewód olejkowy i epitel wydzielniczy (ez), i - przestwór międzykomórkowy, si - wiązka sitowa, g - wiązka naczyniowa, sk - włókna, p, ns - miękisz, iep - skórka wewnętrzna owocni, sms - łupina nasienna, eps - jej skórka, ns warstwa odŝywcza (po dojrzeniu nasienia zanikająca) (wg 30) Rysunki: a) wygląd zewnętrzny owocu, z zaznaczeniem Ŝeberek i bruzd, b) schemat przekroju poprzecznego, c) rysunek szczegółowy wycinka przekroju obejmującego Ŝeberko oraz fragment bielma. Materiał 2: owoc prawoślazu - Althaea sp., rodz. Malvaceae - Ślazowate. Obserwacje. Oglądając owoc zauwaŝamy, Ŝe rozłupnia prawoślazu jest okryta od dołu kielichem 5-działkowym, pod nim znajduje się kieliszek 8-11-działkowy (ryc. 96). Rozłupki w owocu w liczbie kilkudziesięciu są ułoŝone ciasno w okółku, mają kształt mocno spłaszczony, krąŝkowaty, brzegiem są promieniście obustronnie, delikatnie Ŝeberkowate. Rysunki: odrysować w całości po jednym owocu spośród typów wymienionych w punkcie B, 1-4 oraz rozłupnię prawoślazu i pojedynczą rozłupkę. Zwrócić uwagę na obecność przegrody dodatkowej u owoców z rodziny KrzyŜowych. 100

101 C. Owoce mięsiste (soczyste) 1. Pestkowiec (drupa), powstaje z jednego owocolistka; endokarp zdrewniały, twardy zamykający nasienie i razem z nim nazywany jest "pestką" (ryc. 100 A - C). Ryc Owoce mięsiste: A i B - pestkowiec wiśni, C - brzoskwini w przekroju podłuŝnym, e endokarp, m mezokarp, n nasienie, ł łupina nasienia, z zarodek (wg 23) Przykładami pestkowców są owoce drzew i krzewów z rodzaju Prunus: śliwy domowej - P. domestica L., moreli zwyczajnej - P. armeniaca L., brzoskwini zwyczajnej - P. persica Stokes; wiśni i czereśni - Cerasus sp., rodz. Rosaceae - RóŜowate, podrodz. Prunoideae - Śliwowe. Do pestkowców naleŝą takŝe owoce: orzecha włoskiego - Juglans regia L., rodz. Juglandaceae -. Orzechowate, oliwki europejskiej - Olea europaea L., rodz. Oleaceae - Oliwkowate, palmy kokosowej - Cocos nucifera L., rodz. Arecaceae (Palmae) - śuwniowate (Palmy); owoc tej ostatniej, zwany orzechem kokosowym, posiada cienki egzokarp, włóknisty mezokarp (stosuje się go do wyrobu chodników kokosowych) i twardy endokarp (ryc. 101). Ryc Owoc (pestkowiec) palmy kokosowej w przekroju podłuŝnym; ep egzokarp, me mezokarp, end endokarp, esp bielmo stałe (,,kopra ), p bielmo płynne (,,mleczko kokosowe ), e zarodek (wg 49) 5. Jagoda (bacca), cała owocnia jest tu zmięśniała, jedynie egzokarp bywa skórzasty, po dojrzeniu owocu jest on zwykle zabarwiony. Powstaje przewaŝnie z wielu owocolistków, owoc wielonasienny. Przykładami jagód są znane owoce: winorośli właściwej - Vitis vinifera L., rodz. Vitaceae - Winoroślowate, konwalii majowej - Convallaria majalis L., rodz. Convallariaceae - Konwaliowate, porzeczki - Ribes sp., rodz. Saxifragaceae - Skalnicowate, borówki - Vaccinium sp., rodz. Ericaceae - Wrzosowate. Do jagód naleŝą takŝe owoce pomidora - Solanum lycopersicum L., rodz. Solanaceae - Psiankowate, ogórka - Cucumis sp. oraz dyni - Cucurbita sp., rodz. Cucurbitaceae - Dyniowate; u dyni zewnętrzna okrywa owocu stanowi rozrośnięte dno kwiatowe, zrastające się z egzokarpem owocni, a mezokarp i endokarp tworzą miąŝsz owocni. 101

102 Do owoców jagodowych zalicza się: daktyle pochodzące z palmy daktylowej - Phoenix dactylifera L., rodz. Arecaceae (Palmae) - śuwniowate (Palmy); są to jednonasienne owoce powstające z trójowocolistkowej zaląŝni; po zapyleniu, jeden owocolistek rozrasta się w owocnię, pozostałe usychają. Nasienie daktyla zawiera bielmo zbudowane z grubościennych komórek, przez co staje się twarde jak róg, nazywane jest fałszywie,,pestką (ryc. 102). Banany, z byliny banan rajski - Musa paradisiaca L., rodz. Musaceae - Bananowate, podłuŝne jagody powstają bez zapłodnienia (owoce partenokarpiczne), nie zawierają więc nasion. Ryc.102. Owoc palmy daktylowej, D wygląd zewnętrzny, E w przekroju podłuŝnym; w środku widoczne podłuŝne nasienie (n) (wg 18) 3. Pomarańcza (hesperidium) jest owocem typu jagodowego, lecz okrytym grubą, skórzastą okrywą utworzoną z egzokarpu i mezokarpu, składającą się z części zewnętrznej zabarwionej zwanej flavedo ze zbiornikami olejkowymi (porównaj ćwiczenie 13 B, str. 45) oraz wewnętrznej białej, gąbczastej, tzw. albedo. Z endokarpu wyrastają do komór (w liczbie 10-12), liczne, wypełnione sokiem (kaŝda komora reprezentuje jeden owocolistek) wielokomórkowe kosmki stanowiące miąŝsz jadalny (ryc. 103). Ryc Młody owoc pomarańczy w przekroju poprzecznym, widoczne kosmki (z) wyrastające z endokarpu, sa - nasiona, ex - flawedo ze zbiornikami olejkowymi, lb wiązka przewodząca (wg 30) Do owoców typu pomarańcza naleŝą: owoce Citrus aurantium L. (róŝne podgatunki i odmiany), rodz. Rutaceae - Rutowate, lub owoce cytrusowe innych gatunków z rodzaju Citrus jak cytryna właściwa - C. limon Burm., grejpfrut - C. paradisi Macf., mandarynka - C. nobilis Lour. 4. Owoc jabłkowy (jabłko, pomum), naleŝą tu owoce jabłoni - Malus sp., gruszy - Pyrus sp., pigwy - Cydonia sp., rodz. Rosaceae - RóŜowate, podrodz. Pomoideae - Jabłkowe; powstają z zaląŝni dolnej. Owoc jabłkowy (jabłko), wygląd zewnętrzny i w przekroju poprzecznym lub podłuŝnym. 102

103 Ryc Owoc jabłoni Malus sp. w przekroju podłuŝnym (na lewo) i poprzecznym; K resztki kielicha, B zmięśniałe dno kwiatowe, F skórzasty endokarp, S nasiona, M mezokarp, E egzokarp, w wiązki przewodzące (wg 46) Morfologia i anatomia jabłka: Na biegunie przeciwnym do szypułki owocowej dostrzegamy resztki kielicha. Na przekroju poprzecznym lub podłuŝnym (ryc. 104) widać, Ŝe największą część jadalną owocu stanowi zmięśniałe dno kwiatowe (D), pokryte barwną skórką. Egzokarp owocni jest widoczny w postaci zielonkawej, cienkiej linii (wzdłuŝ, której moŝna dostrzec kilka wiązek przewodzących (W); pod nim znajduje się średniej grubości mezokarp (M). Endokarp (F) jest skórzasty, cienki, niejadalny; wyściela on wnętrze pięciu komór, w których mieszczą się pojedyncze nasiona. Uwaga: do owoców typu jabłkowego zalicza się takŝe owoc głogu Crataegus sp., drzewa naleŝącego do tej samej rodziny i podrodziny, co jabłoń. Ryc.105. Owoc głogu w przekroju podłuŝnym (wg 44) 103

104 II. Owoce złoŝone (zbiorowe) Podział owoców złoŝonych jest oparty o klasyfikację owoców pojedynczych. 1. Orzeszki złoŝone, powstają z licznych zaląŝni tego samego kwiatu, osadzonych na mięśniejącym dnie kwiatowym, które jest jadalne. Przykładem jest owoc pozorny (patrz niŝej) poziomki pospolitej - Fragaria vesca L. (ryc. 106), czy truskawki - Fragaria x ananassa (ryc. 107) Duchesne (=Fragaria grandiflora Ehrh.). Ponadto: owoc pięciornika Potentilla sp. i owoc szupinkowy róŝy Rosa sp., rodz. Rosaceae RóŜowate, podr. Rosoideae RóŜowe Ryc Owoce złoŝone (przekrój podłuŝny): C - wieloorzeszkowy poziomki, E wielopestkowiec maliny, D wieoorzeszkowy róŝy dzikiej; k kielich, n dno kwiatowe (u poziomki i róŝy zmięśniałe), o orzeszki, p pestkowce (wg 49) Ryc Owoc złoŝony truskawki (wieloorzeszek). Widoczne wypukłe dno kwiatowe, s słupek, o orzeszek, k kielich, l kieliszek (wg 49) 2. Pestkowce złoŝone; dno kwiatowe jest tu niejadalne. Przykłady: owoc maliny, jeŝyny - Rubus sp. (ryc. 106 E). Uzupełnienie. Wymienione owoce złoŝone (np. wieloorzeszek poziomki) są przykładem tzw. owoców pozornych, zwanych inaczej szupinkowymi. Powstają one przez powiększenie i zmięśnienie dna kwiatowego. U poziomki pospolitej (Fragaria vesca L.) owoce właściwe (orzeszki) są widoczne na powierzchni zewnętrznej tego dna, stoŝkowato wypukłego (ryc. 106 C, ryc. 107). U pospolitej u nas róŝy dzikiej (Rosa canina L.) dno kwiatowe jest wklęsłe, kształtu beczułkowatego (ryc. 106, D), wewnątrz znajdują się owoce właściwe (orzeszki) - powstaje owoc pozorny, po dojrzeniu czerwony. Innym przykładem owoców pozornych, gdzie zmięśnieniu ulega szypułka owocowa, są tzw. orzeszki,,akaŝu, znane u nas pod nazwą,,nerkowce ; pochodzą z drzewa nanercz zachodni Anacardium occidentale L., rodz. Anacardiaceae Nanerczowate, uprawianego w krajach tropikalnych. Na wierzchołku zgrubiałej i zmięśniałej szypułki osadzony jest nerkowatego kształtu owoc właściwy orzech (ryc. 108). Obie części (szypułka i orzech) są jadalne. NaleŜy dodać, Ŝe owoce pozorne są morfologicznie zbliŝone do owocostanów (p. rozdz. III). RóŜnią się od tych ostatnich tym, Ŝe powstają z jednego kwiatu (owocostany z wielu kwiatów). 104

105 Ryc Owoc pozorny nanercza: st -szypułka owocowa zmięśniała (owoc pozorny), fr orzech (owoc właściwy) (wg 18) 3. Mieszki zbiorowe (agregaty mieszków), występują często w rodzinie Ranunculaceae - Jaskrowatych (ryc. 73, D), a takŝe Rosaceae - Rosaceae, podrodz. Spiraeoideae - Tawułowe. III. Owocostany Klasyfikuje się je równieŝ wg podziału owoców pojedynczych. NaleŜą tu: 1. Owocostan figi, figowca pospolitego (=figi, drzewa figowego) - Ficus carica L., rodz. Moraceae - Morwowate, uprawianego w krajach ciepłych, równieŝ w południowej Europie. Część jadalna owocostanu stanowi gruszkowatego kształtu zmięśniałe dno kwiatostanowe (ryc. 109 A); na wewnętrznej stronie są osadzone małe jednonasienne niełupki. Kwiaty w kwiatostanie są rozdzielnopłciowe (ryc. 109 B i C). Ryc Owocostan figi (A). B - kwiat męski, C - kwiat Ŝeński, przekroje podłuŝne (wg 18) 2. Owocostan morwy, z drzewa morwa biała - Morus alba L., rodz. Moraceae - Morwowate, uprawianego w Azji, Ameryce i Europie, takŝe w Polsce; liście stanowią pokarm dla gąsienic jedwabników. Kwiaty są rozdzielnopłciowe (ryc. 110 A), zebrane w odzielne groniaste kwiatostany Ŝeńskie i męskie. Owoce (niełupki) otoczone zmięśniałym okwiatem (ryc. 110 C) barwy białej lub wiśniowej tworzą, owocostan (ryc. 110 B) słodki, jadalny. 105

106 Ryc Owocostan morwy białej; A - kwiat męski, B owocostan, C owoc (niełupka) w przekroju podłuŝnym, Bh - zmięśniały okwiat kwiatu Ŝeńskiego (wg 18) 3. Ananas, pochodzi z wieloletniej rośliny ananas jadalny - Ananas comosus (Stickm.) Merill., rodz. Ananasowate - Bromeliaceae, uprawianej w krajach tropikalnych. Kwiaty obupłciowe są gęsto ułoŝone poniŝej górnej rozetki liści, siedzące. Owocem są jagody, które w miarę dojrzewania zlewają się, wraz z mięśniejącymi przysadkami, z osią kwiatostanu w jeden duŝy, mięsisty owocostan o miąŝszu soczystym, pachnącym (ryc. 111 A). Ryc Owocostany: A ananasa jadalnego (wg 42) i B - olszy czarnej (wg 18) Ananasy w uprawie są samopylne, zapylenie wpływa bodźcowo na rozwój owocu; do zapłodnienia jednak nie dochodzi, stąd owoce są pozbawione nasion. Ananas naleŝy więc do owoców partenokarpicznych. 4. Owocostan olszy czarnej - Alnus glutinosa (L.) Gaertn., rodz. Betulaceae - Brzozowate; pospolite u nas drzewo, rośnie na brzegach wód, w miejscach wilgotnych. Roślina jednopienna. Owocami są nie oskrzydlone orzeszki, osadzone na zdrewniałej osi, w kątach równieŝ zdrewniałych przysadek; powstaje szyszkokształtny suchy owocostan (ryc. 111 B). 106

107 N A S I E N I E Nasienie (semen) rozwija się z zaląŝka (ryc. 76), po procesie zapłodnienia (patrz część VI). Interesować nas będą nasiona roślin w obrębie okrytonasiennych. Rozwój nasienia. Jako następstwo podwójnego zapłodnienia, z komórki jajowej rozwija się po zapłodnieniu diploidalny zarodek (embryo), a po zapłodnieniu diploidalnego jądra bielmowego - triploidalne bielmo (endospermum). Woreczek zaląŝkowy (sacculus embryonalis) powiększa się. Z osłonek powstaje łupina nasienna (testa seminis). W niektórych rodzinach, jak np. Fabaceae, czy Brassicaceae, tkanka bielma zostaje zuŝyta przez rozwijający się zarodek, który gromadzi wtedy substancje zapasowe w liścieniach - powstają nasiona bezbielmowe. Większość roślin okrytonasiennych wytwarza jednak nasiona z zachowaniem bielma - nasiona bielmowe. Ryc Owoc (pestkowiec) z nasieniem obielmowym pieprzu czarnego (Piper nigrum L.) w przekroju podłuŝnym, o - owocnia, łn - łupina nasienna, en - bielmo, p. - obielmo, z - zarodek (wg 49) Rozwijający się woreczek zaląŝkowy (powstawanie zarodka i bielma) pobiera substancje odŝywcze z otaczającej go tkanki ośrodka zaląŝkowego, który zostaje przez to zresorbowany. W niektórych rodzinach (np. Piperaceae) ośrodek zaląŝkowy nie zostaje całkowicie zresorbowany, pozostaje tkanka odŝywcza (diploidalna) poza obrębem woreczka zaląŝkowego, nosząca nazwę obielma (perispermum) - powstają nasiona obielmowe (ryc. 112). Do cech zewnętrznych dojrzałego nasienia naleŝy znaczek (hilum), widoczny na łupinie nasiennej - jest to ślad po odpadłym sznureczku, szew (raphe) - uwypuklona krawędź łupiny będąca kontynuacją sznureczka (funiculus) oraz okienko (micropyle) stanowiące otworek połoŝony w małym zagłębieniu łupiny nasiennej. Przez niego przedostaje się korzonek zarodka w czasie kiełkowania nasienia. Ćwiczenie 28 Temat: Budowa morfologiczno-anatomiczna nasion A. Nasienie bielmowe Materiał: nasienie rącznika pospolitego - Ricinus communis L., rodz. Euphorbiaceae - Wilczomleczowate. a) Morfologia 107

108 Ryc Nasienie rącznika, A - wygląd zewnętrzny, r szew, g grzebyczek; B przekrój podłuŝny prostopadły do powierzchni płasko wypukłej nasienia, k korzonek zarodka; p pączuszek e - bielmo, l liścień, ł łupina nasienna, C przekrój podłuŝny równoległy do powierzchni płasko wypukłej nasienia (wg 24) Nasienie rącznika jest kształtu owalnego, widziane z boku - lekko płasko-wypukłego. Okryte jest twardą, łamliwą łupiną nasienną o charakterystycznym ciemnobrązowym zabarwieniu i cętkowaniu (ryc. 113 A). U podstawy nasienia znajduje się twór gąbczasty zwany grzebyczkiem (caruncula), który łatwo absorbuje wodę i przez to ułatwia kiełkowanie nasienia. TuŜ przy grzebyczku, od strony płaskiej (brzusznej) nasienia, widać trójkątny w zarysie znaczek - ślad po oderwanym sznureczku, za pomocą którego nasienie jest przytwierdzone do ściany owocni. Obok znaczka znajduje się okienko, które jest zasłonięte przez grzebyczek; wzdłuŝ strony brzusznej, w linii środkowej widać szew - miejsce zrastania się sznureczka z łupiną nasienną (zaląŝek rącznika jest odwrócony). Po zdjęciu łupiny nasiennej (przy pomocy noŝa lub skalpela) widać białe bielmo. MoŜna je rozdzielić na dwie połowy w płaszczyźnie środkowej leŝącej równolegle do powierzchni płasko - wypukłej nasienia. Widoczny jest wtedy, połoŝony w środku bielma, zarodek złoŝony z małego, nie zróŝnicowanego pączuszka, (plumula), bardzo krótkiej łodyŝki podliścieniowej (hypocotylum), krótkiego, ledwo widocznego korzonka (radicula) oraz dwóch duŝych, cienkich, listkowatych liścieni (cotyledones) o delikatnym lecz wyraźnym unerwieniu (ryc. 113, C). Te ostatnie, po wykiełkowaniu nasienia, pełnią przez jakiś czas rolę organów asymilujących, podobnie jak liście. b) Anatomia bielma Preparat: przekrój poprzeczny przez bielmo, skrawek w roztworze alkoholowym Sudanu III. Obserwacje. Bielmo jest okryte tkanką utworzoną z komórek spłaszczonych, o niewyraźnych kształtach. Dalej leŝy tkanka spichrzowa z substancjami zapasowymi (ziarna aleuronowe, tłuszcz), opisanymi juŝ w ćwiczeniu 5. Pod wpływem Sudanu III krople oleju tłustego, obecne w komórce, barwią się na kolor czerwony - jest to reakcja barwna na tłuszcze. Rysunki: a) wygląd zewnętrzny nasienia od strony brzusznej (płaskiej) i grzbietowej, z objaśnieniem charakterystycznych elementów widocznych na łupinie nasiennej, b) widok bielma i zarodka w przekroju podłuŝnym nasienia. Opisać reakcję barwną na tłuszcze. 108

109 B. Nasienie bezbielmowe Materiał: nasienie fasoli zwykłej - Phaseolus vulgaris L., rodz. Fabaceae (Papilionaceae) Bobowate (Motylkowate). Ryc Nasienie fasoli, A - wygląd z boku, B - od strony brzusznej (wg 19) a) Morfologia Nasienie fasoli, oglądane od strony spłaszczonej ma w przybliŝeniu kształt nerkowaty. Patrząc na nie z boku dostrzegamy łatwo, opisane juŝ przy nasieniu rącznika, elementy zewnętrzne łupiny nasiennej (ryc. 114 A, B): znaczek kształtu eliptycznego, szew zbiegający w formie niewielkiej wyniosłości - od wierzchołka nasienia do znaczka oraz okienko znajdujące się w lekkim zagłębieniu łupiny, po przeciwnej stronie znaczka, tutaj dobrze widoczne. Po zdjęciu łupiny nasiennej odsłonięty zostaje zarodek. Największą jego część stanowią dwa grube kremowo zabarwione liścienie, wypełniające całe wnętrze nasienia. Po rozchyleniu liścieni widać dalsze części zarodka, które u fasoli są wyraźnie wykształcone (ryc. 115): pączuszek z dwoma listkami, łodyŝka podliścieniowa oraz korzonek skierowany końcem w stronę okienka. Ryc Zarodek nasienia fasoli (wg 19) 109

110 b) Anatomia liścienia Preparat: przekrój poprzeczny przez liścień, skrawek umieszczony w płynie Lugola. Obserwacje. Liścień w przekroju poprzecznym ma kształt półkolisty. Pod duŝym powiększeniem widzimy, Ŝe jest on okryty skórką z komórkami o ścianach zewnętrznych mocno zgrubiałych. Pod skórką zaczyna się miękisz spichrzowy, wypełniający całe wnętrze liścienia. Jest on zbudowany z komórek wielokątnych, coraz większych ku środkowi liścienia, o ścianach zgrubiałych z licznymi jamkami prostymi, przestwory międzykomórkowe małe. Zarówno komórki skórki, jak i miękiszu spichrzowego połoŝonego w części peryferyjnej liścienia zawierają liczne, drobne ziarna aleuronowe proste oraz nieliczne, ale stosunkowo duŝe ziarna skrobi (porównaj ćwiczenie 4). W komórkach miękiszowych głębiej połoŝonych jest więcej ziarn skrobiowych, w liczbie od kilku do kilkunastu ciasno wypełniających światło komórki (ryc. 116). Oba rodzaje ziaren moŝna łatwo odróŝnić w preparacie dzięki kontrastowemu, odmiennemu zabarwieniu od płynu Lugola: aleuronowe - Ŝółte, skrobiowe - ciemnoniebieskie. Ryc Komórki liścienia w nasieniu fasoli, z ziarnami aleuronowymi (a) i skrobiowymi (b) (porównaj rycinę 14); p - przestwory międzykomórkowe (wg 42) Rysunki: a) nasienie od strony spłaszczonej i z boku, z objaśnieniem cech zewnętrznych łupiny nasiennej, b) wygląd liścienia i innych części zarodka w przekroju podłuŝnym nasienia, c) rysunek szczegółowy wycinka przekroju liścienia, ze skórką i tkanką spichrzową. Część VII. M O R F O L O G I A I A N A T O M I A G R Z Y B Ó W Grzyby są cudzoŝywnymi organizmami plechowymi (Thallophyta), pozbawionymi chlorofilu; prowadzą saprofityczny lub pasoŝytniczy tryb Ŝycia, a niektóre - symbiotyczny. Organizmy 1-komórkowe lub zbudowane ze strzępek (hyphae), które u form wyŝszych są wielokomórkowe i tworzą zróŝnicowaną morfologicznie grzybnię (mycelium). 110

111 Ćwiczenie 29 Temat: Morfologia sprzęŝniaków - Zygomycetes Królestwo: Mycetalia - Grzybowe 1. Klasa: Zygomycetes - SprzęŜniaki Rodzina: Mucoraceae - Mukorowate Gatunki: Mucor mucedo L. - pleśniak biały (mukor pospolity) Rhizopus nigricans Ehr. - rozłoŝek czerniejący (ryzopus czarniawy) SprzęŜniaki wytwarzają silnie rozgałęzioną, jednokomórkową grzybnię z wieloma jądrami. Strzępki nie posiadają przegród poprzecznych. RozmnaŜanie płciowe zachodzi przez gametangiogamię. Gatunki przewaŝnie saprofityczne. Przedstawiciele Mukorowatych (saprofity) występują głównie na martwych szczątkach roślinnych i zwierzęcych, tworzą często białe (mukor) lub czarne (rozłoŝek) naloty pleśni na produktach spoŝywczych. Materiał: fragment grzybni wyhodowany na podłoŝu organicznym. Preparat: grzybnia zarodnikująca w kropli wody z glicerolem. Ryc Pleśniak biały, A -grzybnia ze sporangioforami (s), B zarodnia (z) z kolumellą (k) (wg 32) Obserwacje. Pod małym powiększeniem widzimy nitkowate strzępki tworzące grzybnię. Z niej wyrastają grubsze strzępki wyprostowane - są to sporangiofory, zakończone okrągławą dość duŝą zarodnią (sporangium) wypełnioną zarodnikami. Zarodnia w miarę dojrzewania przybiera barwę ciemną. W preparacie moŝemy spotkać jeden z dwóch gatunków pleśniaka: pleśniak biały, cechujący się sporangioforami wyrastającymi pojedynczo ze strzępek grzybni (ryc. 117), lub rozłoŝek czerniejący, u którego sporangiofory wyrastają w grupach po kilka (2-5); poza tym moŝna wyróŝnić u ostatniego gatunku jeszcze dwa rodzaje strzępek: rozłogowe, nierogałęzione, płoŝące się na powierzchni podłoŝa, oraz chwytnikowe, zabarwione brązowo, wnikające do podłoŝa (ryc. 118). U obu gatunków na końcu powstaje rozszerzona kolumella w zarodnię, widoczna po rozerwaniu ściany tej ostatniej i uwolnieniu zrodników (ryc 117, B). 111

112 Ryc RozłoŜek czerniejący; ch strzępki chwytnikowe, r strzępka rozłogowa, s sporangiofor, k kolumella, p pozostałość ściany zarodni, z zarodnia (wg 24) Rysunek: odrysowujemy kilka strzępek grzybni wraz ze sporangioforem. Jeśli w preparacie jest rozłoŝek - uwzględniamy na rysunku trzy wspomniane rodzaje strzępek. Ćwiczenie 30 Temat: Morfologia i anatomia workowców - Ascomycetes 2. Klasa: Ascomycetes - Workowce 1. Podklasa: Protoascomycetes (Protunicatae) - Workowce pierwotne 1. Rodzina: Saccharomycetaceae - DroŜdŜowate Gatunek: Saccharomyces cerevisiae Han. - droŝdŝe piwne Workowce naleŝą do grzybów, u których grzybnia jest utworzona ze strzępek mających przegrody poprzeczne. Nazwa klasy pochodzi od kształtu zarodni, tzw. worków (asci), powstających na końcach strzępek zarodnikotwórczych (workotwórczych), wytwarzających zarodniki workowe askospory; są one pochodzenia endogenicznego. Workowce pierwotne nie wytwarzają strzępek workotwórczych. Worek (ascus) powstaje bezpośrednio z zygoty lub innej komórki plechy. Ściana worka jest cienka, często śluzowaciejąca, dlatego zarodniki uwalniane są w sposób bierny. Rodzina DroŜdŜowatych obejmuje grzyby nie wytwarzające grzybni, są organizmami jednokomórkowymi. Worki zawierają przewaŝnie 4 zarodniki. Materiał: droŝdŝe piwne. Preparat: kropla zawiesiny droŝdŝy w wodzie. 112

113 Ryc DroŜdŜe piwne. A - komórki pączkujące, B - pojedyncza komórka, C - komórka w początkowym stadium pączkowania, D - worek z czterema zarodnikami (wg 32) Obserwacje. Pod duŝym powiększeniem zauwaŝamy liczne komórki kształtu kulistawego lub owalnego, niekiedy zebrane w krótkie łańcuszki proste lub rozgałęzione o stopniowo zmniejszającej się wielkości komórek - są to droŝdŝe w stadium pączkowania (ryc. 119). Zachodzi ono w ten sposób, Ŝe jądro komórkowe dzieli się, komórka tworzy uwypuklenie, do którego przechodzi część cytoplazmy wraz jądrem potomnym; zanim nowopowstała komórka odłączy się od komórki macierzystej, tworzy się u tej pierwszej uwypuklenie i powstaje nowa komórka potomna, itd. - powstają na tej drodze skupienia komórek pączkujących. W komórkach widać 1-2 okrągłe lub owalne wakuole, krople tłuszczu i ziarnistości cytoplazmy. Jądro komórkowe, leŝące zwykle z boku wakuoli, w preparacie nie barwionym jest niewidoczne. Rysunek: rysujemy komórki (2-3) występujące pojedynczo lub w skupiskach w fazie pączkowania, z zaznaczeniem składników wewnątrzkomórkowych. 2. Rodzina: Aspergillaceae - Kropidlakowate Rodzaje: Aspergillus - kropidlak Penicillium - pędzlak Grzyby te rosną często na produktach spoŝywczych, jak pieczywo, owocnia owoców cytrusowych tworząc Ŝółto lub zielono zabarwione naloty. RozmnaŜanie głównie wegetatywne, przez zarodniki konidialne (konidiospory). Materiał: grzybnia wyhodowana na owocni cytryny lub pomarańczy. Preparat: fragment grzybni pobrany z podłoŝa w miejscu zabarwionym na Ŝółto-zielono (barwa pochodzi od zarodników grzyba), umieszczony w kropli wody z glicerolem. 113

114 Ryc Konidiofory u pędzlaka (A) i kropidlaka (B), kf - konidiofory, m - metule, f - fialidy, k - zarodniki (konidiospory) s sznur zarodników (wg 30) Obserwacje. Pod małym powiększeniem wyszukujemy strzępki wielokomórkowe grzybni i wyrastające z nich konidiofory. Te ostatnie u Penicillium rozgałęziają się miotlasto (ryc. 120A) a u Aspergillus rozszerzają się główkowato na szczycie (ryc. 120 B). Na szczytach rozgałęzień, względnie na rozszerzeniu konidioforu występują komórki wydłuŝone brodawkowo, tzw. fialidy (phialidae), od których odcinają się sznury zarodników, odpadających w miarę dojrzewania. Fialidy są osadzone na komórkach zwanych metulami (metulae) (ryc. 120 A). Te ostatnie mogą nie występować u niektórych gatunków kropidlaka (Aspergillus) lub u obu rodzajów grzybów. Rysunek: odrysowujemy fragment grzybni wraz z konidioforem, charakterystycznym dla jednego z dwóch wymienionych rodzajów grzybów. Przy objaśnieniu rysunku uwzględniamy fialidy, metule oraz okrągłe zarodniki, utrzymujące się na konidioforach, lub występujące luźno i licznie w preparacie. 2. Podklasa: Euascomycetes - Workowce właściwe 1. Rodzina: Morchellaceae - Smardzowate Gatunek: Morchella esculenta Pers. - smardz jadalny U workowców właściwych worek powstaje drogą pośrednią, po kopulacji między wielojądrowymi gametangiami - plemnią (spermatogonium) i lęgnią (ascogonium, askogon). Proces ten, zwany gametangiogamią jest oddzielony od kariogamii (łączenie się jąder) przez fazę wzrostu strzępek workotwórczych dikariotycznych (dikarion) z komórkami zawierającymi po 2 jądra sprzęŝone. Po kariogamii i mejozie powstają w worku askospory, które, po jego dojrzeniu, wydostają się zeń aktywnie. Wyrosła z haploidalnych askospor grzybnia wraz ze strzępkami workotwórczymi, tworzy owocnik (ascocarpium), róŝnie wykształcony zaleŝnie od gatunku grzyba. Rodzina Smardzowatych obejmuje grzyby przewaŝnie kapeluszowate, owocnik jest zbudowany z trzonu i główki o róŝnym kształcie. Powierzchnia główki jest pofałdowana z wypukłymi Ŝeberkami oraz z dołkami. Te ostatnie pokrywa warstwa rodzajna (hymenium). Smardze naleŝą do tzw. grzybów wiosennych, poniewaŝ tworzą owocniki w kwietniu i maju. Materiał: część główkowa (kapeluszowa) owocnika. Preparat: przekrój poprzeczny przez hymenium, preparat barwiony. 114

115 Ryc Hymenium smardza, s, s 1 - s 4 - worki z zarodnikami znajdujące się w róŝnych stadiach rozwoju (wg 37) Obserwacje. Preparat oglądamy pod duŝym powiększeniem. Widać białawą część utworzoną z poplątanych strzępek. Niektóre z nich są widoczne w przekroju poprzecznym jako okrągłe komórki. Jest to tkanka zwana rzekomą (plektenchyma). Na powierzchni plektenchymy widać warstwę rodzajną zwaną teŝ obłócznią (hymenium). Ma ona postać pasm cylindrycznie wydłuŝonych komórek zawierających owalne zarodniki (askospory), które są w preparacie fioletowo zabarwione (ryc. 121). Komórki te noszą nazwę worków (asci). Wyszukujemy w preparacie worków z ośmioma zarodnikami - liczba ta jest charakterystyczna dla workowców właściwych. MoŜemy znaleźć worki z inną liczbą zarodników (2-6); worki takie są albo nie w pełni dojrzałe, bądź zostały uszkodzone w czasie sporządzania preparatu i część zarodników wypadła. Między workami, dobrze widocznymi dzięki obecności w nich zabarwionych zarodników, znajdują się cylindryczne komórki o jasnej treści, (bez zarodników) - są to strzępki płonne zwane wstawkami (paraphysae). Rysunek: rysujemy część tkanki rzekomej oraz obłóczni z workami, wstawkami i zarodnikami. 2. Rodzina: Clavicipitaceae - Buławinkowate Gatunek: Claviceps purpurea (Fr.) Tul. - buławinka czerwona Do rodziny buławinkowatych naleŝą grzyby wytwarzające owocniki zwane otoczniami (perithecia), a w nich worki z nitkowatymi zarodnikami. Materiał: przetrwalnik (sclerotium) buławinki, zebrany z kłosów Ŝyta, które jest Ŝywicielem tego pasoŝyta (ryc. 122, A). a) Morfologia Przetrwalniki stanowią cenny surowiec leczniczy zwany sporyszem - Secale cornutum, który znajduje zastosowanie w ginekologii i połoŝnictwie jako środek przeciwkrwotoczny i kurczący macicę. Przetrwalnik ma kształt wydłuŝony, wrzecionowaty przewaŝnie lekko łukowato zgięty, barwę ciemnofioletową. Na powierzchni widać podłuŝne bruzdy o róŝnej głębokości oraz poprzeczne pęknięcia. 115

116 Ryc A - sporysz w kłosie Ŝyta, B - pseudoparenchyma na przekroju poprzecznym przetrwalnika (wg 30) b) Anatomia Preparat: skrawek poprzeczny, umieszczony w wodzianie chloralu. Obserwacje. Wykonanie cienkiego przekroju przetrwalnika, który jest twardy, bywa trudne, dlatego studenci otrzymują gotowe skrawki wykonane techniką mikrotomową. Preparat oglądamy najpierw pod lupą. Widzimy kształt sporyszu w przekroju poprzecznym jako twór okrągławy, jednostronnie nieco spłaszczony, brzegiem lekko falisty z wyraźnymi wcięciami odpowiadającymi wspomnianym wyŝej bruzdom, które obserwowaliśmy na powierzchni przetrwalnika. Na obwodzie widać czerwono zabarwiony (od wodzianu chloralu) pas komórek okrywających prztrwalnik. Na skrawkach umieszczonych w wodzie lub glicerolu z wodą, pas ten ma zabarwienie ciemnofioletowe, odpowiadające naturalnej barwie sporyszu. Pod duŝym powiększeniem zauwaŝamy, Ŝe wspomniany czerwony pas okrywający przetrwalniki jest utworzony z 1-3 warstw małych komórek. Część środkową przetrwalnika wypełniają komórki okrągłe lub okrągławe, grubościenne o róŝnej średnicy, mocno przylegające do siebie. Są to strzępki grzybni tworzące pseudoparenchymę (ryc. 122, B) - nazwaną tak ze względu na jej wygląd bardzo podobny do tkanki miękiszowej występującej u roślin wyŝszych. W kierunku środka przekroju, komórki grzybni są ułoŝone coraz luźniej. W części środkowej widać je jako strzępki grzybni wydłuŝone i splecione. Rysunki: jeden, pokazujący kształt przekroju poprzecznego widzianego przez lupę, drugi - wycinek przekroju spod mikroskopu, obejmujący warstwy powierzchniowe sporyszu oraz komórki pseudoparenchymy. Ćwiczenie 31 Temat: Morfologia i anatomia podstawczaków - Basidiomycetes 3. Klasa: Basidiomycetes - Podstawczaki Podklasa: Holobasidiomycetidae Pojedynczopodstawkowe Rodzina: Agaricaceae Pieczarkowate (Bedłkowate) Gatunki: Agaricus bisporus (Lange) Sing. - pieczarka dwuzarodnikowa, Agaricus campestris L. pieczarka polna. 116

117 U podstawczaków zarodniki powstają egzogenicznie, na podstawkach (basidia) będących homologami worków. Owocnik (basidiocarpium) jest zbudowany ze zbitej masy dikariotycznych strzępek tworzących tkankę rzekomą zwaną plektenchymą. Podobnie jak u workowców, kariogamia jest oddzielona od plazmogamii fazą wzrostową grzybni z jądrami sprzęŝonymi (dikarion). Brak organów rozmnaŝania płciowego tj. gametangiów. Do podklasy pojedynczopodstawkowych naleŝą znane grzyby kapeluszowe. Jej nazwa jest związana z budową podstawek, które są 1-komórkowe, niepodzielone. Rodzina pieczarkowatych obejmuje grzyby o hymenoforze blaszkowatym (patrz niŝej). a) Morfologia Materiał: dojrzałe owocniki pieczarki dwuzarodnikowej; jest to gatunek grzyba kapeluszowego, najczęściej uprawiany do celów spoŝywczych. Pieczarka polna jest wyglądem podona do pieczarki dwuzarodnikowej; rośnie na łąkach i pastwiskach, takŝe jadalna. Istotną róŝnicą w stosuku do pieczarki dwuzarodnikowej jest; wytwarzanie u p. polnej czterech zarodników na podstawce. Ryc Pieczarka dwuzarodnikowa, A - owocniki w róŝnym stadium rozwoju, 2 - trzon, 3 - kapelusz, 4 - osłona częściowa, 5 - kołnierzyk, 6 - hymenofor (wg 19) Obserwacje. Owocnik składa się z trzonu i kapelusza (ryc.123). Na jego dolnej stronie widzimy róŝowy lub (u okazów starszych) ciemno zabarwiony hymenofor wykształcony w formie promieniście rozchodzących się blaszek. Blaszki okryte są warstwą rodzajną czyli obłócznią (hymenium), gdzie powstają zarodniki podstawkowe (basidiospory). Na trzonie widoczny jest biały kołnierzyk (pierścień) annulus, stanowiący resztki tzw. osłony częściowej (velum partiale). Rozciąga się ona od trzonu do brzegu kapelusza i po rozerwaniu jest widoczna we wczesnym okresie rozwoju owocnika pieczarki (ryc. 123). Rysunek: całego owocnika w takim ustawieniu, aby był widoczny hymenofor; objaśnić części owocnika. b) Anatomia Preparat 1: zarodniki pieczarki dwuzarodnikowej w kropli wody z glicerolem. Odcięty kapelusz dojrzałego owocnika kładziemy na białym papierze blaszkami w dół i okrywamy szklanym kloszem. Po kilku godzinach zdejmujemy ostroŝnie kapelusz i widzimy na papierze ciemne desenie odpowiadające ułoŝeniu blaszek, będące skupiskami wysypanych zarodników. Znajomość budowy, kształtu i innych cech zarodników ma duŝe znaczenie diagnostyczne w taksonomii grzybów i ułatwia rozpoznanie gatunków przy uŝyciu mikroskopu. 117

118 Obserwacje. Pod duŝym powiększeniem widać zarodniki, które są bardzo małe, o średnicy ok. 5µm i powierzchni gładkiej, ciemnobrązowej. Z jednego bieguna zarodnika, który jest słabo owalnie wydłuŝony wystaje bardzo krótkie, guzkowate uwypuklenie; jest to tzw. apikul, będący miejscem przytwierdzenia zarodnika do wypustki (patrz poniŝej). Apikul widać dopiero przy odpowiednim ułoŝeniu się zarodnika w preparacie. W części środkowej zarodnika widoczne są dwie wakuole. Rysunek: kilku zarodników, z uwzględnieniem ich kształtu, apikula, jądra komórkowego i wodniczek. Preparat 2: hymenofor w przekroju poprzecznym; preparat trwały, barwiony. Obserwacje. Najpierw oglądamy preparat pod małym powiększeniem. Widzimy wydłuŝone palczasto, zaokrąglone na końcu blaszki hymenoforu. Taki obraz blaszek uzyskuje się na przekroju stycznym kapelusza pieczarki, wykonanym równolegle do trzonu. Środkowa część blaszki (płonna) jest jaśniejsza, zbudowana z plektenchymy i nosi nazwę trama. Po obu stronach tramy widać pas komórek, intensywniej zabarwionych na czerwono - jest to obłócznia. Ryc.124. Przekrój poprzeczny przez blaszkę hymenoforu pieczarki dwuzarodnikowej; na prawo budowa szczegółowa obłóczni (wg 32) Pod duŝym powiększeniem zwracamy uwagę na budowę obłóczni (ryc. 124). Tworzy ją szereg dość gęsto ułoŝonych, wydłuŝonych komórek. Z niego w róŝnych miejscach wystają komórki kształtu maczugowatego, opatrzone na końcach dwoma roŝkowatymi wyrostkami - są to wypustki (sterigmae), a wspomniane komórki stanowią podstawki (basidia). Pozostałe komórki w szeregu, dość ściśle przylegające do siebie, są płonne i tworzą tzw. wstawki (paraphysae). W preparacie widać dość liczne zarodniki (opisane wyŝej), które z rzadka tylko moŝna spotkać jako przytwierdzone do sterygm, poniewaŝ łatwo odrywają się przy wykonywaniu skrawka i utrwalaniu preparatu. Rysunek: odrysowujemy fragment blaszki w przekroju, zaznaczając połoŝenie i budowę komórkową tramy i obłóczni. Uwzględnić na rysunku kształt podstawek ze sterygmami oraz wstawek. 118

119 CZĘŚĆ VIII. WIADOMOŚCI OGÓLNE Z SYSTEMATYKI ROŚLIN GRZYBY I ROŚLINY DOSTARCZAJĄCE SUROWCÓW FARMAKOPEALNYCH Zadaniem systematyki roślin jest uporządkowanie organizmów roślinnych na podstawie ich cech w grupy, według przyjętych kryteriów (podobieństwa, pokrewieństwa, filogenezy). Pojęciem często utoŝsamianym z systematyką jest taksonomia, która zajmuje się jednostkami systemu, przyjętymi przez Międzynarodowy Kodeks Nomenklatury Botanicznej (wydany w roku 1961), według których świat roślin dzieli się na odpowiednie jednostki systematyczne hierarchicznie sobie podporządkowane zwane taksonami. Taksonem nazywamy kaŝdą jednostkę systematyczną, niezaleŝnie od rangi. Zgodnie z wyŝej wymienionym "Kodeksem", w świecie roślin wyróŝnić moŝna następujące taksony: Gromada (Divisio), Klasa (Classis), Rząd (Ordo), Rodzina (Familia), Rodzaj (Genus) i gatunek (species). W obrębie jednostek moŝna wyróŝnić nadjednostki lub podjednostki. Wewnątrz gatunku wyróŝnia się niekiedy jednostki niŝszej rangi, jak podgatunek (subspecies), odmiana (varietas), forma (forma). Wśród roślin leczniczych wyodrębnia się czasami rasy chemiczne, tj. populacje roślin danego gatunku jednakowe morfologicznie, lecz róŝniące się pod względem zawartości substancji leczniczo czynnych. Poznanie ras chemicznych ma duŝe znaczenie przy wyborze materiału roślinnego do celów leczniczych. W praktyce farmaceutycznej (farmakopeje, podręczniki z dziedziny ziołolecznictwa) uŝyteczna jest znajomość przynaleŝności rośliny do określonej rodziny, rodzaju i gatunku. Nazwami tych taksonów posługujemy się najczęściej. W systematyce roślin przyjęto, za I wydaniem "Species Plantarum" K. Linneusza (1753 r.) tzw. nomenklaturę binominalną, według której roślinie nadaje się nazwę podwójną: rodzajową i gatunkową. Pierwsza ma formę rzeczownikową (pisana duŝą literą), druga - jest przewaŝnie przymiotnikiem lub formą przymiotnikową, np. Juglans regia L. - orzech włoski. Na końcu nazwy łacińskiej taksonu umieszcza się skrót nazwiska autora, który po raz pierwszy gatunek (lub inny takson) opisał i dane opublikował w czasopiśmie lub dziele naukowym. Niekiedy spotyka się po nazwie gatunkowej dwa nazwiska skrótowe autorów, z których pierwsze podane jest w nawiasie. Np.: Chamaedaphne calyculata (L.) Moench. - chamedafne północna, co oznacza, Ŝe autor, w tym przypadku Karol Linneusz, opisał tę roślinę pod inną nazwą, mianowicie Andromeda calyculata, później Conrad Moench przeniósł ten gatunek do rodzaju Chamaedaphne. Nazwy łacińskie rodzin tworzone są od nazwy rodzajowej gatunku, który uznaje się jako typ nomenklatoryczny danej rodziny. Np. rodzina Brassicaceae - od rodzaju Brassica, Lamiaceae - od rodzaju Lamium, Asteraceae - od rodzaju Aster, itp. Zasady tworzenia nazw roślin i taksonów są zawarte we wspomnianym wyŝej Międzynarodowym Kodeksie Nomenklatury Botanicznej, opracowywanym i przyjętym w drodze uchwał przez uczestników Międzynarodowych Kongresów Botanicznych, które odbywają się co sześć lat w róŝnych krajach świata. Ostatni taki Kongres (z kolei 17-ty) odbył się w roku 2005 w Wiedniu, miejsce następnego, 18-tego, przewidziane jest w Melbourne Australia). Nazewnictwo polskie taksonów ustala Komisja Mianownictwa Polskiego Towarzystwa Botanicznego. Oznaczanie roślin W programie ćwiczeń studenckich realizowany jest temat obejmujący zasady oznaczania roślin. Do oznaczania roślin słuŝą odpowiednie podręczniki zawierające tzw. klucze, które są oparte na porównywaniu cech morfologicznych badanej rośliny z parą cech przeciwstawnych, jakie podaje klucz. Do podręczników z kluczami naleŝą równieŝ dzieła, zwykle wielotomowe, zwane Florami. Są to opracowania poświęcone roślinom występującym na obszarze danego kraju bądź regionu. Do dzieł takich naleŝą np.: Flora Polska, Flora Tatr; z obcojęzycznych: Flora URSS, Kvetena CSR, Illustrierte Flora von Mittel-Europa, Exkursionsflora v. Deutschland, Flora of British Isles - i wiele innych. Studentom dostępne są opracowania mniej obszerne, zawierające klucze do oznaczania roślin flory polskiej. Polecamy trzy tytuły: 119

120 1. "Rośliny polskie" autorów W. Szafera, S. Kulczyńskiego i B. Pawłowskiego (kilka wydań), 2. "Przewodnik do oznaczania roślin leczniczych, trujących i uŝytkowych" B. Brody i J. Mowszowicza, 3. "Rośliny wodne krajowe" J. Mowszowicza (patrz piśmiennictwo podane na końcu skryptu). Program nauczania botaniki farmaceutycznej obejmuje takŝe zwiedzanie ogrodów botanicznych. Są one zwykle zlokalizowane przy ośrodkach uniwersyteckich. Do większych w Polsce naleŝą ogrody botaniczne przy Uniwersytetach: Jagiellońskim, Warszawskim, Wrocławskim, Poznańskim i UMCS w Lublinie. Ponadto istnieją mniejsze ogrody w innych miastach, a takŝe specjalne "ogrody roślin leczniczych", jak np. we Wrocławiu, w Łodzi, Gdyni. Ogrody botaniczne pełnią funkcje zarówno dydaktyczne (poznawanie roślin pochodzących z róŝnych regionów kraju czy spoza jego granic i skupionych na terenie ogrodu), jak i naukowe. DuŜe znaczenie dydaktyczne mają takŝe zbiory roślin zasuszonych zwane zielnikami lub herbariami. Na ogół mieszczą się one przy instytucjach naukowych botanicznych: - instytutach czy muzeach. KaŜdy student moŝe załoŝyć własny zielnik, który będzie mu słuŝył do poznawania gatunków flory ojczystej. Jako pomoc przy przygotowywaniu zielnika godną polecenia jest ksiąŝka m.in. Prof. J. Mądalskiego (patrz piśmiennictwo). Zielniki posiadają równieŝ wartość naukową: gromadzą dokumentację prac florystycznych czy taksonomicznych (typy opisywanych nowych gatunków i innych jednostek), pomagają w identyfikacji roślin. Stale wykorzystuje się herbaria do opracowań z dziedziny taksonomii, systematyki i geografii roślin. Do największych w świecie naleŝą herbaria: przy Królewskim Ogrodzie Botanicznym w Kew koło Londynu oraz w Instytucie Botanicznym im. V. L. Komarowa w St. Petersburgu - oba mają zgromadzone po ok. 5 milionów gatunków zasuszonych roślin. Największe zielniki w Polsce znajdują się w Krakowie (pół miliona okazów) i Wrocławiu (400 tys. okazów). KaŜdy Zielnik ma swój skrót międzynarodowy: np. Kraków-Uniwersytet - KRA, Instytut Botaniki PAN - KRAM, Wrocław - WRSL. Grzyby i rośliny dostarczające surowców farmakopealnych W Polsce obowiązuje obecnie Farmakopea Polska VI (skrót: FP VI 2002), wydana w r Integralną jej częścią jest Suplement (skrót: FP Supl. 2005) wydany w r Jego opracowanie i wydanie ma związek z przyjęciem Polski do Unii Europejskiej. Suplement zawiera polską wersję opisów monografii, które w Farmakopei Europejskiej (skrót: FE 5.0, vol. 2) są zredagowane w językach angielskim i francuskim; ułatwi on zatem czytelnikom polskim posługiwanie się Farmakopeą Europejską, dostępną na razie w językach obcych. W r ukazał się pierwszy tom Farmakopei Polskiej VII (skrót: FP VII). Zawiera on 7 monografii opisujących rośliny stosowane w homeopatii. W przygotowaniu jest wydanie drugiego tomu FP VII, który ma zawierać pełną wersję polskojęzyczną, zgodną z oryginałem tomu 2-go Farmakopei Europejskiej, drukowanej w oficjalnych językach, tj. angielskim i francuskim. Rośliny lecznicze, podane w niniejszym skrypcie, figurują w tekście Farmakopei Polskiej VI w następujących działach: 1. monografie szczegółowe substancji pomocniczych, 120

121 2. monografie szczegółowe surowców roślinnych 3. monografie szczegółowe wyrobów medycznych. W Farmakopei Europejskiej t. 2, nie ma podziału na działy, grupujące odpowiednie monografie; te dotyczące surowców roślinnych, zamieszcza jeden rozdział zatytułowany,,monographs, wspólny dla monografii opisujących róŝne substancje chemiczne o znaczeniu farmaceutycznym. Tom 1-szy tej farmakopei zawiera tylko 4 monografie, opisujące surowce roślinne przeznaczone do preparatów homeopatycznych. Rośliny i surowce farmakopealne są ponadto zamieszczone w odpowiednich suplementach do Farmakopei Europejskiej (skrót: FE, Suppl. 5.1 do 5.8) drukowanych od roku Dotychczas (rok 2007) kazało się osiem suplementów (FE, Suppl. 5.1 do 5.8). Monografie w nich zawarte odnoszą się głównie do surowców, które figurują w tomie drugim Farmakopei Europejskiej, ale zostały zweryfikowane i uzupełnione nowymi danymi (np. o składnikach chemicznych). Jest teŝ kilka nowych monografi, których nie ma w podstawowym wydaniu Farmakopei Europejskiej. Monografie te uwzględniono w niniejszym skrypcie. W tekście skryptu rośliny są ułoŝone zgodnie z przynaleŝnością do odpowiednich rodzin, te z kolei uszeregowane wg systemu Englera (patrz piśmiennictwo). Przy klasyfikacji rodzin z klasy Jednoliściennych (Liliopsida) przyjęto system podany w podręczniku E. Strasburgera,,Lehrbuch der Botanik für Hochschulen, wyd. 33, 1991 r. Przy gatunku zamieszczono zwięzłą informację o miejscu geograficznym ich występowania bądź uprawy, głównych składnikach leczniczo czynnych surowca oraz zastosowaniu terapeutycznym. Objaśnienia skrótów uŝytych w tej części skryptu: Sur. surowiec roślinny farmakopealny FP Farmakopea Polska VI; FP VII Farmakopea Polska VII, tom 1. FP Suppl Farmakopea Polska VI, Suplement wydany w r FE Farmakopea Europejska V, Vol. 2 FE Vol. 1. Farmakopea Europejska, tom 1. FES FE S. 5.8 Suplementy do Farmakopei Europejskiej, 5-tej, numerowane od 1 do 8. Dział. działanie lecznicze surowca Zastos. zastosowanie surowca w lecznictwie lub innej dziedzinie. 121

122 Wykaz grzybów i roślin leczniczych (wg FP VI i FE 2005); Królestwo : Mycetalia (Fungi) Grzybowe (Grzyby) Gromada: Lichenophyta Porosty Cetraria islandica (L.) Ach. płucnica islandzka. Porost naziemny, występujący w borach sosnowych, na wyŝynach i w górach Europy. Sur.: Lichen islandicus Porost islandzki (FP, FE). Zawiera rozpuszczalne w wodzie polisacharydy, śluz oraz kwasy porostowe. Dział.: wykrztuśne, powlekające, antybiotyczne, przeciwkaszlowe; łagodzi podraŝnienia. Królestwo: Planta - Rośliny Sporophyta Rośliny zarodnikowe I. Algae Glony 1. Gromada: Phaeophyta Brunatnice Glony głównie morskie, występują przewaŝnie w wodach zimnych, u wybrzeŝy mórz północnych. Fucaceae Morszczynowate Fucus vesiculosus L. morszczyn pęcherzykowaty, lub F. serratus L. m. piłkowany i Ascophyllum nodosum Le Jolis wielkoliść członowaty. Występują u skalistych wybrzeŝy północnego Atlantyku, Pacyfiku oraz w Bałtyku. Sur.: a) Fucus vel Ascophyllum (ang. Kelo) Morszczyn lub wielkoliść członowaty (FE); jest to wysuszona plecha wymienionych trzech gatunków. Zawiera jod oraz polisacharydy, kwas alginowy oraz sole jodu. Dział.: pobudza trawienie; zastos.: przy niedoczynności tarczycy, b) Natrii algina (= Sodium alginate) Alginian sodowy (FE), wyekstrahowany z plech róŝnych gatunków brunatnic. Zastos.: do preparatów farmaceutycznych, jako czynnik wiąŝący i pęczniejący w tabletkach; uŝywany w przemyśle spoŝywczym i kosmetycznym, c) Acidum alginicum Kwas alginowy (FE); jest to mieszanina kwasów poliuronowych, z plech róŝnych gatunków brunatnic. Zastos.: w technologii farmaceutycznej, przy produkcji tabletek. 122

123 2. Gromada: Rhodophyta Krasnorosty Glony występujące zarówno w wodach zimnych jak i ciepłych mórz i oceanów, na większych głębokościach (niŝ brunatnice); zasiedlają dno i skały przybrzeŝne, w wodach Pacyfiku, Oceanu Indyjskiego, Atlantyku. Gelidium Lamour Galaretówka, oraz gatunki naleŝące do innych rodzajów krasnorostów. Sur.: Agar. - Agar (FP, FE). Zawiera polisacharydy. Dział.: Łagodnie przeczyszczające. Zastos.: do przyrządzenia postaci leku; jako składnik podłoŝa do hodowli bakterii i grzybów. II. Pteridophyta - Paprotniki Gromada: Equisetophyta Skrzypowe Equisetum arvense L. skrzyp polny. Bylina pospolita w Polsce, szeroko rozpowszechniona w krajach półkuli północnej o klimacie umiarkowanym. Sur.: Equiseti herba Ziele skrzypu (FP, FE); są to płonne (zielone) pędy, zebrane w miesiącach czerwiec wrzesień. Zawiera glikozydy flawonoidowe oraz związki krzemu. Dział.: moczopędne. Spermatophyta Rośliny nasienne 1. Gromada: Pinophyta (Gymnospermae) Nagonasienne 1. Klasa: Ginkgopsida - Miłorzębowe Rodzina: Ginkgoaceae Miłorzębowate Ginkgo biloba L. miłorząb dwuklapowy (= m. japoński). Drzewo dwupienne, rośnie w Chinach (gdzie uwaŝane jest jako,,drzewo święte ); sadzone w parkach na obszarze Europy, takŝe w Polsce. Sur.: Ginkgo folium Liść miłorzębu japońskiego (FE). Zawiera flawonoidy, diterpeny. Surowiec słuŝy do otrzymania wyciągu postaci uŝywanej w terapii. Dział.: przeciwmiaŝdŝycowe ; poprawia krąŝenie mózgowe. Zastos.: jako środek przeciw otępieniu, w chorobie Alzheimera. 123

124 2. Klasa: Pinopsida (Coniferopsida) Szpilkowe Pinaceae Sosnowate 1. Pinus L. sosna, róŝne gatunki. Sur.: Colophonium Kalafonia (FE). Jest to Ŝywica, pozostałość po destylacji olejku eterycznego (terpentyny). Zawiera kwasy diterpenowe. Zastos.: do preparatów farmaceutycznych, jako czynnik utwardzający w plastrach. 2. Pinus mugo Turra i jego odmiana: var. Pumilio (Haenke) Zenari kosodrzewina. Krzew płoŝący się, rośnie w górach. Sur.: Pini pumilionis aetheroleum Olejek eteryczny z kosodrzewiny (FES 5.8), otrzymany ze świeŝych liści i gałązek. Jest to mieszanina wielu związków, ma przyjemny zapach. Dział.: łagodnie antyseptyczne. Zastos.: do inhalacji. 3. Pinus pinaster Ait. sosna nadmorska (= s. przybrzeŝna). Rośnie w rejonach nadmorskich krajów śródziemnomorskich (Portugalia, Francja, Grecja). Sur.: Terebinthini aetheroleum ad pinum pinastrum Olejek terpentynowy z sosny nadmorskiej (FE). Zastos.: do preparatów farmaceutycznych. 4. Pinus sylvestris L. sosna zwyczajna. Sur.: Pini sylvestris aetheroleum Olejek eteryczny (FES 5.5), otrzymany przez destylację z parą wodną świeŝych liści i gałązek. Zastos.: do preparatów farmaceutycznych; do inhalacji w chorobach górnych dróg oddechowych. Cupressaceae Cyprysowate Juniperus communis L. jałowiec pospolity. Krzew dwupienny, występuje powszechnie w Polsce oraz innych krajach Europy, północnej Azji i Półn. Ameryki. Sur.: a) Juniperi fructus Szyszkojagoda jałowca (FP, FE), b) Juniperi aetheroleum Olejek jałowcowy (FE). Głównym składnikiem olejku jest związek monoterpenowy pinen. Dział.: szyszkojagody moczopędne, antyseptyczne; zastosowanie olejku do preparatów farmaceutycznych oraz w likiernictwie do wyrobu wódek. 2. Gromada: Magnoliophyta (Angiospermae) Okrytonasienne 1. Klasa: Magnoliopsida (Dicotyledones) Dwuliścienne Salicaceae Wierzbowate 1. Salix alba L. wierzba biała oraz S. purpurea L. w. purpurowa i inne gatunki z rodzaju Salix L. Drzewa dwupienne, występują w Europie, Azji, Półn. Ameryce. Sur.: Salicis cortex Kora wierzby (FP, FE); zawiera glikozydy fenolowe pochodne kwasu salicylowego, alkohole aromatyczne. Dział.: przeciwgorączkowe, przeciwzapalne, przeciwreumatyczne. 124

125 2. Populus nigra L. topola czarna. Drzewo dwupienne, często wysadzane w Polsce. Sur.: Populi folium Liść topoli (FP), zebrany wiosną; zawiera glikozydy fenolowe, flawonoidy. Dział.: moczopędne, przeciwgorączkowe, przeciwreumatyczne. Betulaceae Brzozowate Betula pendula Rothm. (syn. B. verrucosa Ehrl.) brzoza brodawkowata oraz B. pubescens Ehrl. b. omszona. Drzewa jednopienne rosnące pospolicie w Polsce i Europie w klimacie umiarkowanym. Sur.: Betulae folium Liść brzozy (FP, FE), zebrany wiosną; zawiera flawonoidy. Dział.: moczopędne, przeciwzapalne. Zastos.: w schorzeniach dróg moczowych, jelit. Fagaceae Bukowate Quercus robur L. (syn. Q. pedunculata Ehrl.) dąb szypułkowy oraz Q. sessilis Ehrl. (syn. Q. sessiliflora Salibz., Q. petraea Matt. (Liebl.) d. bezszypułkowy (wg FE jeszcze Q. pubescens Willd. d. omszony). Drzewa jednopienne, rozpowszechnione w Europie. Sur.: Quercus cortex Kora dębu (FP, FE), zebrana wiosną, przed rozwojem liści. Zawiera garbniki. Dział.: ściągające. Zastos.: w stanach zapalnych jamy ustnej i gardła, w chorobach skórnych. Cannabaceae Konopiowate Humulus lupulus L. chmiel zwyczajny. Bylina dwupienna, o pędach wijących się, uprawiana w krajach klimatu umiarkowanego (Europa, Ameryka Półn., Chiny), głównie dla potrzeb przemysłu piwowarskiego. Sur.: Lupuli strobilus Szyszka chmielu (FP, FE); owocostan, zebrany na początku dojrzewania. Zawiera olejek eteryczny, Ŝywicę z substancjami czynnymi, pochodne floroglucynolu. Dział.: uspokajające, hipotensyjne. Urticaceae Pokrzywowate Urtica dioica L. pokrzywa zwyczajna, dwupienna bylina (wg FE, równieŝ U. urens L. Ŝegawka, roślina roczna) występuje powszechnie w Europie. Sur.: a) Urticae folium Liść pokrzywy (FP, FP VII, FE Vol. 1.). Zawiera flawonoidy, barwniki (chlorofile, karotenoidy). Dział.: moczopędne, przeciwzapalne, b) cała świeŝa kwitnąca roślina; zastos.: w homeopatii. 125

126 Myristicaceae Muszkatołowcowate Myristica fragrans Houtt. muszkatołowiec wonny (= m. korzenny). Drzewo dwupienne, uprawiane w krajach tropikalnych (Moluki, Azja połudn. wschodnia). Sur.: Myristicae fragrantis aetheroleum Olejek muszkatołowca (FE). Głównym składnikiem olejku jest związek aromatyczny safrol. Zastos.: w przemyśle farmaceutycznym i perfumeryjnym jako środek zapachowy. Illiciaceae Badianowate Illicium verum Hook. (syn. Anisum stellatum L.) anyŝ gwiaździsty (= Badian). Małe wiecznozielone drzewo, uprawiane w Chinach, Japonii i na Filipinach. Sur.: Anisi stellati fructus Owoc anyŝu gwiaździstego (FE)., b) A. s. aetheroleum Olejek anyŝu gwiaździstego (FE).Głównym składnikiem olejku jest związek aromatyczny anetol. Zastos.: owoc jako przyprawa w cukiernictwie; olejek jako środek aromatyzujący do preparatów farmaceutycznych. Polygonaceae Rdestowate 1. Fagopyrum esculentum Moench. gryka zwyczajna. Roślina roczna, uprawiana w Polsce oraz innych krajach Europy Środkowej, Azji, Afryki. Sur.: Fagopyri herba Ziele gryki (FES 5.2). Zawiera flawonoidy, głównie rutozyd i ziele jest jednym z waŝniejszych źródeł do pozyskania tego związku dla celów leczniczych. Zastos.: w chorobach Ŝylnych. 2. Polygonum aviculare L. rdest ptasi. Roślina roczna, kosmopolityczna, w strefie klimatu umiarkowanego; w Polsce pospolita. Sur.: Polygoni avicularis herba Ziele rdestu ptasiego (FP, FE), zebrane w okresie kwitnienia Zawiera flawonoidy, fenolokwasy, kumaryny. Dział.: przeciwzapalne, ściągające, wykrztuśne. 3. Rheum L. rzewień, sectio palmata (wg FE: Rheum palmatum L., syn. R. officinale Baill.). Bylina, rośnie w Chinach, Tybecie; uprawiany w Europie. Sur.: Rhei radix Korzeń rzewienia (ang. Rhubarb) (FP, FE); części podziemne zebrane w okresie kwitnienia rośliny. Składnikami leczniczo czynnymi surowca są antrazwiązki (glikozydy antrachinowe) i garbniki. Dział.: przeczyszczające; w małych dawkach ściągające, przeciwbiegunkowe. 126

127 Monimiaceae Poleścowate Peumus boldus Mol. orcza boldo (syn.boldo). Małe drzewo, rośnie w Ameryce Połudn. (Chile); uprawiane takŝe w krajach sąsiednich, oraz w Kalifornii. Sur.: Boldi folium Liść boldo (FE). Zawiera olejek eteryczny i alkaloidy wśród których najcenniejszy leczniczo boldynę. Dział.: Ŝółciopędne, rozkurczowe. Lauraceae Wawrzynowate 1. Cinnamomum zeylanicum Nees cynamonowiec cejloński. Małe dwupienne drzewo, rośnie na Cejlonie; uprawiane w krajach Połudn. Wschodniej Azji, (Seszele, Indonezja, Sri Lanka). Sur.: a) Cinnamomi cortex Kora cynamonowca cejlońskiego, b) C. corticis tinctura Nalewka z kory cynamonowca cejlońskiego, c) C. zeylanici folii aetheroleum Olejek z liścia cynamonowca cejlońskiego, d) C. zeylanici corticis aetheroleum Olejek z kory cynamonowca cejlońskiego (FE). Dział.: pobudzające apetyt; zastos.: jako środki aromatyzujące. 2. Cinnamomum cassia Blume (syn. C. aromaticum Nees) cynamonowiec kasja (= C. chiński). Małe drzewo wiecznozielone, uprawiane w Chinach. Sur.: Cinnamomi cassiae aetheroleum Olejek cynamonowca chińskiego (FE); otrzymany z liści i młodych gałązek. Zastos.: podobnie, jak olejku z cynamonowca cejlońskiego. Ranunculaceae Jaskrowate 1. Adonis vernalis L. miłek wiosenny. Bylina, w Polsce występuje rzadko; uprawiana do celów leczniczych. Sur.: Adonidis vernalis herba Ziele miłka wiosennego (FP), zebrane w okresie kwietnia. Zawiera glikozydy nasercowe. Dział.: wzmacniające mięsień serca; do przygotowania preparatów farmaceutycznych. 2. Cimicifuga racemosa (L.) Nutt. (syn Actaea racemosa L.) pluskwica. Bylina, występuje w USA i Kanadzie. Sur.: Cimicifugae racemosae rhizoma Kłącze pluskwicy. Zawiera glikozydy triterpenowe, flawonoidy, fenolokwasy (kwas izoferulowy), alkaloidy. Zastos.: w okresie menopauzy, przy bolesnym miesiączkowaniu. Surowiec nie figuruje w FP i FE; jest zapowiedź, Ŝe ma być on umieszczony w następnych wydaniach tych farmakopei. 127

128 3. Hydrastis canadensis L. gorzknik kanadyjski. Bylina rosnąca w Ameryce Półn., takŝe tam uprawiana. Sur.: Hydrastis rhizona Kłącze gorzknika kanadyjskiego (FE). Zawiera alkaloidy izochinolinowe. Dział.: przeciwkrwotoczne, ściągające przy zapaleniu błon śluzowych. Clusiaceae (Hypericaceae) Okrętnicowate (Dziurawcowate) Hypericum perforatum L. dziurawiec zwyczajny. Bylina występująca powszechnie w Polsce i innych krajach Europy. Sur.: Hyperici herba Ziele dziurawca (ang. John`s wort) (FP, FPVII, FE Vol. 1.), zebrane na początku okresu kwitnienia rośliny. Zawiera związek antranoidowy hyperycynę - składnik czynny surowca, oraz flawonoidy, olejek eteryczny. Dział.: antydepresyjne; zewnętrznie: przyspiesza gojenie ran; zastos.: w schorzeniach przewodu pokarmowego; do preparatów homeopatycznych. Papaveraceae Makowate 1. Chelidonium maius L. glistnik jaskółcze ziele. Bylina, w Polsce rozpowszechniona. Sur.: Chelidonii herba Ziele glistnika (FP, FE), zebrane w okresie kwitnienia. Zawiera alkaloidy izochinolinowe. Dział.: przeciwskurczowe, Ŝółciopędne. 2. Papaver rhoeas L. mak polny. Roślina roczna, rozpowszechniana w Polsce i innych krajach róŝnych kontynentów. Sur.: Papaveris rhoeados flos Kwiat maku polnego (FE). Zawiera antocyjany, alkaloid izochinolinowy readynę, śluz. Dział.: osłaniające, uspokajające. 3. Papaver somniferum L. mak lekarski. Roślina roczna, uprawiana głównie w Turcji, następnie w Indiach, Iranie, Rosji, Chinach. Sur.: a) Opium crudum Opium; jest to wysuszony na powietrzu sok mleczny, wyciekający z nacięć niedojrzałych torebek maku, b) Opium pulvis normatus Opium proszek standaryzowany (FE). Zawierają alkaloidy składniki leczniczo czynne: morfinę, kodeinę, papawerynę, oraz inne związki alkaloidowe. Dział.: przeciwbólowe, rozkurczowe, przeciwkaszlowe. Zastos.: do preparatów farmaceutycznych. Fumariaceae Dymnicowate Fumaria officinalis L. dymnica pospolita. Roślina roczna, w Polsce częsta, występuje ponadto w wielu krajach Europy i Azji. Sur.: Fumariae herba Ziele dymnicy (FES 5.5). Zawiera alkaloidy izochinolinowe. Dział.: Ŝółciopędne i Ŝółciotwórcze, rozkurczowe. 128

129 Brassicaceae (Cruciferae) Kapustowate (KrzyŜowe) Brassica napus L. kapusta rzepak i B. campestris L. (syn. B. rapa L.) kapusta właściwa (rzepa). Rośliny roczne lub dwuletnie, uprawiane w wielu krajach. Sur.: Rapae oleum raffinatum - Olej rzepakowy oczyszczony tłoczony z nasion (FE). Zastos.: do przygotowania preparatów farmaceutycznych. Hamamelidaceae Oczarowate Hamamelis virginiana L. oczar wirginijski. Krzew lub małe drzewo, rośnie w wilgotnych lasach Półn. Ameryki, niekiedy uprawiane w Europie. Sur.: Hamamelidis folium liść oczaru (FE). Zawiera garbniki. Dział.: ściągające, przeciwzapalne, przeciwkrwotoczne. Zastos.: przy hemoroidach. Rosaceae RóŜowate 1. Agrimonia eupatoria L. rzepik pospolity. Bylina, rozpowszechniona na półkuli północnej, w Polsce częsta. Sur.: Agrimoniae herba Ziele rzepiku (FE). Zawiera garbniki katechinowe, flawonoidy. Dział.: Ŝółcio i moczopędne, łagodnie ściągające. Zastos.: przy zapaleniach gardła. 2. Alchemilla vulgaris L. przywrotnik pospolity. Bylina rozpowszechniana w Europie, Ameryce Półn., Azji. Sur.: Alchemillae herba Ziele przywrotnika (FE). Zawiera garbniki. Dział.: ściągające. Zastos.: przeciw krwawieniom, przy biegunce. 3. Crataegus monogyna Jacquin głóg jednoszyjkowy, oraz C. oxyacantha L. (syn. C. laevigata DC. ) g. dwuszyjkowy. Drzewa pospolite w Polsce. Sur.: a) Crataegi fructus Owoc głogu, zebrany przed pełnym dojrzeniem, b) C. inflorescentia Kwiatostan głogu, wraz z 2-5 liśćmi (FP, FE), c) C. folii cum flore extractum siccum Wyciąg suchy z kwiatostanu głogu (FE). Oba surowce zawierają flawonoidy, procyjanidyny. Dział.: tonizujące prace serca. 4. Filipendula ulmaria (L.) Maxim wiązówka błotna. Bylina pospolita w Polsce; występuje w wielu krajach Europy, w Ameryce Półn. Sur.: Filipendulae ulmariae herba Ziele wiązówki (FE) - szczytowe części rośliny kwitnącej. Zawiera glikozydy fenolowe, olejek eteryczny, garbniki. Dział.: ściągające, przeciwgorączkowe, przeciwreumatyczne, napotne. 129

130 5. Potentilla erecta (L.) Hampe (syn. P. tormentilla Neeker) pięciornik kurze ziele. Bylina rozpowszechniona w środk. i półn. Europie, zawleczona takŝe do Ameryki Półn.; w Polsce pospolita. Sur.: Tormentillae rhizoma Kłącze pięciornika (FP, FE), zebrane wiosną lub jesienią. Zawiera garbniki., flawonoidy, fenolokwasy. Dział.: ściągające, przeciwbiegunkowe, przeciwzapalne. 6. Prunus africana (Hook f.) Kalkm. (syn. Pygeum africanum Hook) śliwa afrykańska. Drzewo wiecznozielone rosnące w połudn. i środk. Afryce. Sur.: Pruni africanae cortex Kora śliwy afrykańskiej (FE). Zawiera fitosterole, terpeny pentacykliczne oraz estry kwasu ferulowego z alkoholami alifatycznymi. Dział.: przeciwzapalne. Zastos.: przy łagodnym przeroście prostaty. 7. Prunus dulcis (Mill.) Webb.var. dulcis oraz P. dulcis (Mill.) D. A. Webb. var. amara (DC.) Buchheim migdałowiec zwyczajny. Niewysokie drzewa, uprawiane w ciepłych krajach. Sur.: a) Amygdalalae oleum raffinatum Olej migdałowy oczyszczony, wytłoczony z nasion, b) A. ol. virginale Ol. m. pierwszego tłoczenia (FE). Zastos.: do preparatów farmaceutycznych. 8. Rosa canina L. róŝa dzika lub R. pendulina L. r. alpejska i in. gatunki z rodzaju Rosa. Krzewy kolczaste, występujące pospolicie w Polsce i in. krajach Europy, poza tym w zach. i środk. Azji i półn. Afryce. Sur.: Rosae pseudo fructus Owoc róŝy (FE). Surowiec bogaty w witaminę C, zawiera równieŝ witaminy B, E, K, antocyjany, karotenoidy, pektyny. Zastos.: do przygotowania preparatów witaminowych; przy chorobach infekcyjnych, przeziębieniach. 9. Rubus fruticosus L. (syn. R. plicatus Weihe et Nees) jeŝyna fałdowana. Kolczasty krzew, częsty w Polsce i in. krajach Europy. Sur.: Rubi fruticosi folium Liść jeŝyny fałdowanej (FP), zebrany wiosną i na początku lata. Zawiera garbniki hydrolizujące (gallotaniny). Dział.: ściągające, przeciwbiegunkowe. Fabaceae (Papilionaceae) Bobowate (Motylkowate) 1. Acacia Senegal (L.) Willd. akacja senegalska, oraz inne gatunki z rodzaju Acacia. Drzewa rosnące w Afryce. Sur.: Gummi arabicum Guma arabska (FP, FE); jest to wydzielina z nacięć pnia lub gałązek, schnąca na powietrzu. Zawiera polisacharydy. Dział.: osłaniające. Zastos.: do przygotowania postaci leku (czynnik emulgujący); do tabletek jako składnik zwiększający lepkość i wiąŝący granulat. 130

131 2. Arachis hypogaea L. orzacha ziemna. Roślina roczna, uprawiana w krajach tropikalnych i subtropikalnych (Chiny, Indie, Afryka, południowe stany w USA) oraz krajach Europy (Hiszpania, Włochy). Sur.: Arachidis oleum raffinatum i A. ol. hydrogenatum Olej arachidowy oczyszczony i O. ar. uwodorniony (FE), tłoczony z nasion. Zastos.: do przygotowywania postaci leku; jako rozpuszczalnik do iniekcji domięśniowych. Owoce - strąki niepękające, z dwoma, najczęściej, jadalnymi nasionami, znane u nas jako orzeszki ziemne, zwane teŝ,,fistaszkami. 3. Astragalus L. tragakanek, róŝne gatunki. Cierniste krzewy, rosnące w krajach Małej Azji (Syria, Irak, Iran). Sur.: Tragacantha Tragakanta (FP, FE); jest to skrzepła na powietrzu wydzielina z nacięć i pęknięć pni i gałęzi tragakantu. Zastos.: do przygotowania postaci leku. 4. Cassia angustifolia Vahl var., β Royleana Bischoff strączyniec indyjski (= s. wąskolistny), uprawiany na duŝą skalę w Indiach, oraz C. acutifolia Delite (syn. C. senna L.) s. egipski, (= s. ostrolistny), uprawiany w dolinie Nilu. Półkrzewy, pochodzące z półn. Afryki i połudn. Azji. Sur.: a) Sennae folium Liść senesu (=Listek senesu) (FP, FE); zawiera glikozydy diantronowe i antrachinowe (sennozydy), b) S. folii extractum siccum normatum wyciąg suchy standaryzowany z liścia senesu, c) S. fructus acutifoliae Owoc senesu ostrolistnego i d) S. fr. angustifoliae Owoc senesu wąskolistnego (FE). Owoce i liście zawierają antrazwiązki. Dział.: przeczyszczające. 5. Cyamopsis tetragonolobus (L.) Taub. roślina roczna, uprawiana głównie w USA (stan Texas). Sur.: a) Cyamopsidis seminis pulvis Guma guar (ang. Guar gum, = Guaran) (FE); otrzymana przez rozdrobnienie bielma nasienia, b) Guar glactomannanum produkt uzyskany przez częściową hydrolizę gumy guar (FE). Zawiera polisacharyd złoŝony z galaktozy i mannozy. Zastos.: guma guar do preparatów farmaceutycznych jako czynnik zagęszczający oraz ułatwiający rozpad tabletek; w przetwórstwie spoŝywczym i piekarniczym. 6. Glycine soja Sieb.et Zucc. soja owłosiona oraz G. max (L.) Merr. (syn. G. hispida) (Moench). Maxim. soja hispida. Rośliny roczne, uprawiane głównie we wsch. Azji (Chiny, Mongolia, Japonia) oraz w USA. Sur.: a) Soiae oleum hydrogenatum Olej sojowy uwodorniony, b) S. ol. raffinatum Olej sojowy oczyszczony (FE); oleje ekstrahowane lub tłoczone z nasion. Zastos.: do preparatów farmaceutycznych; do celów spoŝywczych; jako źródło lecytyny. 7. Glycyrrhiza glabra L. (syn. Liquiritia officinalis Moench.) lukrecja gładka. Bylina, występuje dziko w rejonie Morza Śródziemnego (Hiszpania, Włochy, Mała Azja), Chinach, tamŝe uprawiana. Sur.: a) Liquiritiae radix Korzeń lukrecji; b) L. extractum fluidum ethanolicum 131

132 normatum wyciąg płynny etanolowy standaryzowany z lukrecji (FE). Zawierają saponiny triterpenowe. Dział.: wykrztuśne, rozkurczowe, przeczyszczające, przeciwzapalne; zastos.: do poprawiania smaku. 8. Kramera triandra Ruiz. et Pavon pastwin trójpręcikowy (= krameria ratan). Półkrzew, występuje w Ameryce Połudn. (Peru, Boliwia), w Andach. Sur.: a) Ratanie radix Korzeń ratanii, b) R. tinctura Nalewka z ratanii (FE). Korzeń zawiera garbniki katechinowe, zlokalizowane głównie w korze. Dział.: ściągające, przeciwbiegunkowe. 9. Melilotus officinalis (L.) Desr. nostrzyk Ŝółty albo M. altissimus Thuillier n. wyniosły. Rośliny roczne lub dwuletnie pospolite w Polsce, rozpowszechnione równieŝ w całej Europie, Azji. Sur: Meliloti herba Ziele nostrzyka (FP, FES5.1), zebrane w okresie kwitnienia. Zawiera związki kumarynowe, flawonoidy, fenolokwasy. Dział.: zmiękczające, ułatwiające gojenie ran, wewnętrznie: rozkurczające, w chorobach naczyń. 10. Myroxylon balsamum (L.) Harms var. pereirae (Royle) Harms drzewo balsamowe; rośnie w Ameryce Środkowej (Honduras, San Salvador, Gwatemala); takŝe uprawiane na Kubie, Florydzie, Cejlonie. Sur.: Balsamum peruvianum Balsam peruwiański (FE); otrzymany z okaleczeń lub opalania pnia drzewa balsamowego. Zawiera estry benzylowe kwasu benzoesowego i cynamonowego oraz wolne kwasy aromatyczne. Dział.: odkaŝające, przeciwzapalne. Zastos.: w przemyśle perfumeryjnym i cukiernictwie jako środek aromatyzujący; w maściach na trudno gojące się rany. 11. Ononis spinosa L.- wilŝyna ciernista; bylina lub niski krzew; występuje w Polsce oraz innych krajach Europy, zachodniej Azji i północnej Afryki. Sur.: Ononidis radix Korzeń wilŝyny (FE). Zawiera olejek eteryczny, izoflawony, triterpeny. Dział.: moczopędne, hamuje krwawienia. 12. Phaseolus vulgaris L. fasola zwyczajna. Roślina roczna, uprawiana w wielu krajach Europy, takŝe w Polsce. Sur.: Phaseoli pericarpium Owocnia fasoli (FP), zebrana wyłącznie z odmian rośliny biało kwitnącej. Zawiera aminokwasy, cholinę. Dział.: moczopędne oraz słabo hypoglikemiczne (antidiabetic). 13. Trigonella foenum graecum L. kozieradka pospolita. Roślina roczna, w Polsce niekiedy uprawiana, spotykana takŝe w stanie dzikim; uprawiana głównie w Indiach, Chinach, półn. Afryce. Sur.: Trigonellae foenugraeci semen Nasienie kozieradki (FE). Zawiera śluz oraz saponiny steroidowe. Działa.: zewnętrznie- osłaniające, przeciwzapalne; wewnętrznie pobudzające apetyt. 132

133 Linaceae Lnowate Linum usitatissimum L. len zwyczajny. Roślina roczna, uprawiana. Sur.: a) Lini semen Nasienie lnu (FP, FE), b) Lini oleum virginale Olej lniany pierwszego tłoczenia(fe). Nasienie zawiera śluz i olej tłusty. Dział.: osłaniające, łagodnie przeczyszczające, Zastos.: w formie mazidła na oparzenia, oleju do preparatów farmaceutycznych. Euphorbiaceae Wilczomleczowate Ricinus communis L. rącznik pospolity. Bylina lub (w krajach tropikalnych) krzew; uprawiana w Indiach, Chinach, połudn. Europie (Hiszpania, Francja, Włochy) i USA. Sur.: a) Ricini oleum hydrogenatum Olej rycynowy uwodorniony, b) R. ol. virginale Olej rycynowy pierwszego tłoczenia (FE), otrzymany z nasion, przez tłoczenie na zimno. Głównym składnikiem oleju jest glikozyd kwasu rycynolowego. Dział.: przeczyszczające. Verbenaceae Werbenowate 1. Aloysia citriodora Palau (syn. Lippia triphylla (L` Hĕr.) Kuntze; Verbena triphylla L` Hĕr.; Lippia citriodora Kntz.) cukrownica (=lippia, =werbena trójlistna, =miłowonka właściwa). Krzew, rośnie w Ameryce Połudn. (Chile, Argentyna, Urugwaj). Sur.: Verbenae citriodorate folium Liść werbeny trójlistnej (FE, S5.8). Zawiera olejek eteryczny, glukozyd fenolowy akteozyd. Dział.: uspakajające; jako środek pobudzający czynność Ŝołądka. W USA ulubiona roślina doniczkowa. 2. Vitex agnus castus L. niepokalanek pieprzowy. Krzew, rośnie dziko w rejonie Morza Śródziemnego, w zach. Azji, półn. zach. Indiach. Sur.: Agni casti fructus Owoc niepokalanka (FE, S5.4). Zawiera olejek eteryczny, glikozydy irydoidowe, flawonoidy. Zastos.: w chorobach kobiecych (przy zaburzeniach menstruacji). Rutaceae Rutowate 1. Citrus aurantium L. subsp.amara Engl. (syn. C. vulgaris Risso) pomarańcza gorzka. Małe drzewo, uprawiane głównie w Indiach i krajach śródziemnomorskich. Sur.: a) Aurantii amari pericarpium (wg FE: A. a. epicarpium et mesocarpium) Owocnia pomarańczy gorzkiej (FP, FE), b) A. a. epicarpium et mesocarpium tinctura Nalewka z owocni pomarańczy gorzkiej, 133

134 c) A. a. floris aetheroleum (Neroli aetheroleum) Olejek z kwiatu pomarańczy gorzkiej; głównym składnikiem olejku, nadającym mu przyjemny pomarańczowy zapach jest limonen, d) A. a. flos Kwiat pomarańczy gorzkiej (FE). Wymienione surowce zawierają gorzkie glikozydy flawonoidowe (neohesperydyna, naringenina). Dział.: środki poprawiające smak i zapach, pobudzają łaknienie. 2. Citrus limon (L.) Burm. cytryna właściwa. Małe drzewo wiecznozielone uprawiane w krajach ciepłych (Indie, USA, kraje śródziemnomorskie). Sur.: Citri aetheroleum Olejek cytrynowy (FP, FE), tłoczony na zimno z owocni świeŝej cytryny. Dział.: lek Ŝołądkowy; zastos.: środek aromatyzujący, do preparatów farmaceutycznych. 3. Citrus sinensis (L.) Osbeck (syn. C. aurantium L. var dulcis L.) pomarańcza chińska. Drzewo, uprawiane w krajach tropikalnych i subtropikalnych, w obszarze śródziemnomorskim (Włochy, Hiszpania, Maroko, Tunezja, Bliski Wschód), w USA (Kalifornia, Floryda, Arizona). Sur.: Aurantii dulcis aetheroleum olejek pomarańczy słodkiej (FE). Zastos.: do preparatów farmaceutycznych. 4. Citrus reticulata Blanco (syn. C. nobilis Lour.) mandarynka. Krzew lub małe drzewo, uprawiane głównie w Chinach, Indiach, krajach śródziemnomorskich. Sur.: Citri reticulatae aetheroleum Olejek z mandarynki (FE S5.6). Zastos.: do preparatów farmaceutycznych. Burseraceae Osoczynowate 1. Boswellia serrata Roxb. ex Colebr. kadzidłowiec piłkowany. Krzew lub małe drzewo rośnie na Półwyspie Arabskim, w Somalii, Indiach. Sur.: Olibanum indicum GumoŜywica (FE S5.7), otrzymana z nacięć pnia lub grubszych gałązek. Zawiera olejek eteryczny, Ŝywicę (mieszanina kwasów triterpenowych i śluzu); składnikiem leczniczo czynnym jest kwas 3-acetylo-11-ketobosweliowy. Dział.: przeciwzapalne. Zastos.: przy wrzodziejącym zapaleniu okręŝnicy. 2. Commiphora molmol Engl. (syn. C. myrrha (Nees) Engl.) balsamowiec mirra. Kolczasty krzew lub małe drzewo, rośnie w krajach tropikalnych Afryki, Indii, Półwyspu Arabskiego. Sur.: a) Myrrha Mirra; gumoŝywica o złoŝonym składzie (triterpenoidy, seskwiterpeny), z nacięć gałęzi tego krzewu, b) Myrrhae tinctura Nalewka z mirry (FE). Dział.: odkaŝające, ściągające, osłaniające. Zastos.: do pędzlowania dziąseł, przemywania ran; jako kadzidło. 134

135 Polygalaceae KrzyŜownicowate Polygala senega L. krzyŝownica wirginijska (=k. senega). Bylina, rośnie w lasach Ameryki Północnej, Azji (Japonia, Indie). Sur.: Polygalae radix Korzeń krzyŝownicy (FE). Zawiera saponiny triterpenowe. Dział.: wykrztuśne. Anacardiaceae Nanerczowate 1. Pistacia lentiscus L. var. latifolius Coss. pistacja kleista (=drzewo mastykowe). Krzew lub małe drzewo dwupienne, rośnie w krajach śródziemnomorskich, uprawiane w Grecji. Sur.: Mastix Mastyks; balsam zastygły, o przyjemnym zapachu, otrzymany z nacięć pni i gałęzi tego krzewu. Zastos.: do preparatów farmaceutycznych; jako przyprawa do wódek i likierów. 2. Semecarpus anacardium L. (syn. Anacardium orientale L.) nanercz wschodni. Drzewo, rośnie w krajach tropikalnych Ameryki, tamŝe uprawiane. Sur.: Semecarpus anacardium fructus Owoc nanercza wschodniego (FP VII, FE). Zawiera związki fenolowe. Zastos.: do przygotowania preparatów homeopatycznych. Rhamnaceae Szakłakowate 1. Rhamnus frangula L. (syn. Frangula alnus Mill.) kruszyna pospolita (=szakłak kruszyna). Krzew pospolity w Polsce (lasy, zarośla), ponadto w krajach śródziemnomorskich i półn.- zachodniej Azji. Sur.: a) Frangulae cortex Kora kruszyny (FP, FE), z młodych gałązek i pnia, zebrana wiosną przed rozwojem liści, b) F. Corticis extractum siccum normatum wyciąg suchy standaryzowany z kory kruszyny (FE). Surowce zawierają antrazwiązki (glikozydy antrachinowe). Dział.: przeczyszczające. 2. Rhamnus purshiana DC. szakłak amerykański. Krzew rosnący w Półn. Ameryce, wzdłuŝ wybrzeŝy Pacyfiku; takŝe uprawiany w USA (w stanie Oregon, Washington) i Kanadzie. Sur.: a) Rhamni purshianae cortex (ang. Cascara) Kora szakłaku amerykańskiego (FE), b) Rh. p. extractum normatum Wyciąg standaryzowany z kory kruszyny (FE), b) Rh.p. extractum siccum normatum - wyciąg suchy standaryzowany z kory szakłaku amerykańskiego (FE S 5.6). Zawierają mieszaninę pochodnych hydroksyantracenu. Dział.: przeczyszczające. 135

136 Tiliaceae Lipowate Tilia cordata Mill. lipa drobnolistna (syn. T. parvifolia Ehrl.) lub T. platyphyllos Scop. (syn. T. grandifolia Erl.) l. wielkolistna; drzewa często sadzone w Polsce. Sur.: Tiliae inflorescentia, (wg FE: Tiliae flos) Kwiatostan lipy (FP, FE); głównymi składnikami leczniczo czynnymi są flawonoidy oraz śluzy. Dział.: przeciwgorączkowe, napotne. Malvaceae Ślazowate 1. Althaea officinalis L. prawoślaz lekarski; Bylina w Polsce występuje rzadko w stanie dzikim, częściej uprawiany. Rozpowszechniony w Europie i zachodniej Azji, tamŝe uprawiany. Sur.: a) Althaeae folium Liść prawoślazu, zebrany przed kwitnieniem rośliny, b) A. radix korzeń prawoślazu (FP, FE), zebrany w lipcu lub jesienią. Surowce zawierają śluzy, flawonoidy. Dział.: przeciwkaszlowe, osłaniające, lekko ściągające. 2. Gossypium hirsutum L. bawełna zwyczajna oraz inne gatunki Gossypium; rośliny roczne lub byliny uprawiane w krajach podzwrotnikowych. Sur.: a) Gossypii oleum hydrogenatum Olej bawełniany uwodorniony (tłoczony z nasion róŝnych odmian Gossypium hirsutum), b) Lanugo gossypii absorbens Wata bawełniana higroskopijna (FP, FE) są to włoski wyrastające z nasion róŝnych odmian gatunków Gossypium. Zastos.: jako materiał opatrunkowy. 3. Hibiscus sabdariffa L. ketnia szczawiowa. Roślina roczna, rośnie dziko oraz uprawiana w krajach tropikalnych (Indie, Afryka Południowa, Ameryka Środkowa). Sur.: Hibisci sabdariffae flos Kwiat hibiskusa (FE), zebrany wraz z kielichem i kieliszkiem. Zawiera kwaśny winian potasowy i inne kwasy alifatyczne; są one odpowiedzialne za kwaśny, przyjemny smak napoju przyrządzanego z tych kwiatów. Dział.: łagodnie przeczyszczające; Zastos.: uŝywany jako namiastka herbaty pod nazwą,,karkade, oraz jako przyprawa. 4. Malva sylvestris L. ślaz dziki lub M. neglecta Wallr. ś. zaniedbany, oba gatunki pospolite w Polsce, rosną takŝe w wielu krajach, na róŝnych kontynentach. Sur.: a) Malvae folium Liść ślazu (FP), zebrany w lipcu i sierpniu, b) Malvae sylvestris flos Kwiat ślazu dzikiego (FE). Oba surowce zawierają składnik leczniczo czynny śluz. Dział.: osłaniające, zmiękczające. Zastos.: przy nieŝytach górnych dróg oddechowych, zapaleniu gardła. 136

137 Sterculiaceae Zatwarowate 1. Cola nitida (Vent.) Schott et Endl. kola błyszcząca (syn. C. vera K. Schum.) lub jej odmiany; równieŝ C. acuminata (P. Beauv.) Schott et Endl. (syn. Sterculia acuminata P. Beauv.) k. zaostrzona. DuŜe drzewa rosnące w Zach. Afryce (Nigeria) tamŝe uprawiane, występują równieŝ w innych krajach tropikalnych (Ameryka Połudn., Ameryka Środkowa, Indie). Sur.: Colae semen Zarodek kola (FE); są to suche nasiona, uwolnione od łupiny. Zawierają alkaloidy purynowe: kofeinę teobrominę; garbniki. Dział.: pobudzające; Zastos.: do preparatów farmaceutycznych, do wyrobu napoju Coca-Cola; jako środek przeciw zmęczeniu. 2. Theobroma cacao L. kakaowiec właściwy; drzewo uprawiane w krajach tropikalnych Ameryki, Afryki i Azji. Sur.: Cacao oleum Olej kakaowy (= masło kakaowe) (FE), tłoczony z nasion. Zastos.: do przygotowania postaci leku; jako podłoŝe do czopków. Violaceae Fiołkowate Viola tricolor L. fiołek trójbarwny i V. arvensis Murr. f. polny. Rośliny roczne lub dwuletnie, występują w strefie klimatu umiarkowanego Europy i Azji, w Polsce częste. Sur.: Violae tricoloris herba Ziele fiołka trójbarwnego (FP, FE) zebrane w okresie kwitnienia. Zawiera flawonoidy oraz pochodne kwasu salicylowego, fenolokwasy. Dział.: moczopędne, przeciwzapalne, napotne, przeciwreumatyczne. Zastos.: jako środki wspomagające przy róŝnych chorobach skórnych. Passifloraceae Męczennicowate Passiflora incarnata L. męczennica krwista (=m. cielista). Bylina, pnącze rosnące w Półn., Środk. i Połudn. Ameryce; uprawiane w krajach tropikalnych i subtropikalnych. Sur.: a) Passiflorae herba Ziele męczennicy (FE), zawiera flawonoidy, b) Passiflorae herba extractum siccum Wyciąg suchy z ziela męczennicy (FE S 5.3). Dział.: uspokajające. Zastos.: do preparatów galenowych; w neuroterapii, przy bezsenności. Lythraceae Krwawnicowate Lythrum salicaria L. krwawnica pospolita. Bylina, rozpowszechniona w Europie, Azji, Półn. Afryce; takŝe w Polsce. Sur.: Lythri herba Ziele krwawnicy (FE); są to szczytowe, kwitnące części rośliny. Zawiera garbniki, fenolokwasy, flawonoidy. Dział.: ściągające, przeciwbiegunkowe. 137

138 Myrtaceae Mirtowate 1. Eucalyptus globulus Labill. eukaliptus właściwy, oraz inne gatunki z rodzaju Eucalyptus L` Her. Brud. Drzewa rosnące w Australii; obecnie uprawiane w krajach śródziemnomorskich. Sur.: a) Eucalypti aetheroleum Olejek eukaliptusowy (FP, FE), b) Eucalypti folium Liść eukaliptusa (FE). Dział.: pobudzające wydzielanie śluzu; olejek zewnętrznie rozgrzewające; stosowany równieŝ do inhalacji; głównym składnikiem olejku jest związek monoterpenowy cineol. 2. Melaleuca alternifolia (Meiden et Betch) Cheel melaleuka skrętolistna (= drzewo herbaciane), oraz M. linariifolia Smith i M. dissitiflora F. Muell., jak równieŝ inne gatunki Melaleuca. Drzewa lub krzewy rosnące w Australii, połudn. Azji; uprawiane w połudn. Afryce, Indiach. Sur.: Melaleucae aetheroleum Olejek drzewa herbacianego (FE). Zawiera mono i seskwiterpeny. Dział.: odkaŝające (przeciwbakteryjne i przeciwgrzybiczne). 3. Syzygium aromaticum (L.) Merill et L. M. Perry (syn. Eugenia caryophyllus) (C. Spreng) Bull. et Harr.), Eugenia caryophyllata Thunb, goździkowiec korzenny. Smukłe wiecznozielone drzewo pochodzące z Moluków, uprawiane tamŝe oraz w krajach wschodniego wybrzeŝa Afryki, na Madagaskarze, Seszelach. Sur.: a) Caryophylli flos (ang. Clove) Kwiat goździkowca, b) C. floris aetheroleum Olejek goździkowy (FE). Głównym składnikiem olejku jest związek aromatyczny eugenol. Dział.: odkaŝające. Zastos.: w stomatologii, w przemyśle perfumeryjnym; pąki kwiatowe, zwane,,goździkami, są uŝywane jako przyprawa. Onagraceae (Oenotheraceae) Wiesiołkowate Oenothera paradoxa Hudziok wiesiołek dziwny, lub O. biennis L. w. dwuletni oraz inne gatunki z rodzaju Oenothera L. Rośliny dwuletnie, w Polsce częste. Sur.: a) Oenotherae oleum virginum Olej wiesiołkowy bezpośredniego tłoczenia (FP, FE), b) O. oleum raffinatum olej wiesiołkowy oczyszczony (FP, FE, S 5.1); oleje uzyskiwane z nasion. Zawierają duŝo niezbędnych, nienasyconych kwasów tłuszczowych, w tym kwas γ-linolenowy. Dział.: przeciwmiaŝdŝycowe, przeciwzapalne. 138

139 Araliaceae Araliowate 1. Eleutheroccus senticosus Maxim. (syn. Acanthopanax senticosus Harms) eleuterokok kolczasty. Krzew rosnący w lasach Azji Wsch. (na wyspie Sachalin, w Japonii, Chinach). Sur.: Eleutherococci radix Korzeń eleuterokoka (FE). Zawiera lignany (związki aromatyczne). Dział.: jak Panax ginseng (p. niŝej). 2. Hedera helix L. bluszcz pospolity. Bylina (pnącze) z zimozielonymi liśćmi. Rośnie w lasach, w Polsce i Europie, niekiedy sadzona w ogrodach jako roślina ozdobna. Sur.: Hederae folium Liść bluszczu (FE), zebrany wiosną. Zawiera saponiny triterpenowe. Dział.: wykrztuśne, uspakajające, rozkurczowe. Zastos.: (wg FP VII): w homeopatii. 3. Panax ginseng Meyer Ŝeń - szeń (= ginseng). Bylina, rośnie w Korei Półn., Chinach; tam teŝ uprawiana. Sur.: Ginseng radix Korzeń Ŝeń-szenia (FE). Zawiera saponiny triterpenowe. Dział.: psychopobudzające; zastos.: w geriatrii jako lek przeciwstresowy, wzmacniający; w medycynie ludowej chińskiej nazywany,,korzeniem Ŝycia. Apiaceae (Umbelliferae) Selerowate (Baldaszkowate) 1. Angelica archangelica L. (syn. Archangelica officinalis Hoffn.) arcydzięgiel litwor. Bylina, rzadka w Polsce (Sudety, Karpaty), częściej w półn. Europie i Azji w strefie umiarkowanej. Sur.: Archangelicae radix Krzeń arcydzięgla (FP, FE), zebrany jesienią. Zawiera olejek eteryczny, kumaryny. Dział.: pobudza łaknienie, rozkurczowe. Zastos.: przyprawa do likierów. 2. Carum carvi L. kminek zwyczajny. Roślina dwuletnia, w Polsce pospolita, występuje teŝ w innych krajach Europy, często uprawiana. Sur.: a) Carvi fructus Owoc kminku (FP, FE), b) Carvi aetheroleum Olejek kminkowy (FE, S.3). Dział.: wiatropędne, rozkurczowe; zastos.: preparaty z tym olejkiem stosowane są głównie w pediatrii. 3. Centella asiatica (L.) Urban (syn. Hydrocotyle asiatica L.) wąkrota azjatycka. Mała bylina (10-15 cm), rozpowszechniona we wsch. Azji, w Ameryce Środk. i Południowej. Sur.: Centellae asiaticae herba Ziele wąkroty azjatyckiej (FE). Zawiera triterprny, flawonoidy. Zastos.: w chorobach naczyń krwionośnych, przy oparzeniach. 4. Coriandrum sativum L. kolendra siewna. Roślina roczna, uprawiana w Polsce i wielu krajach Europy i Azji. Sur.: a) Coriandrii fructus Owoc kolendry (FP, FE), b) C. aetheroleum Olejek kolendrowy (FE). Dział.: wiatropędne, rozkurczowe; zastos.: czynnik aromatyzujący, w chorobach Ŝołądka; olejek środek przeciwbakteryjny i przeciwgrzybiczy. 139

140 5. Foeniculum vulgare Mill. koper włoski. Roślina dwu lub wieloletnia, rośnie w rejonie Morza Śródziemnego; uprawiana w Polsce i innych krajach Europy, Azji, Ameryki Połudn. Sur.: a) Foeniculi fructus Owoc kopru włoskiego, b) F. aetheroleum Olejek kopru włoskiego (FP), c) F. amari fructus Owoc kopru włoskiego odmiany gorzkiej, d) F. am. fr. aetheroleum olejek kopru włoskiego odm. gorzkiej, e) F. dulcis fructus Owoc kopru włoskiego odm. słodkiej (FE). Składnikiem głównym olejku jest związek aromatyczny anetol. Dział.: wiatropędne, wykrztuśne, rozkurczowe, antyseptyczne. 6. Levisticum officinalis Koch lubczyk ogrodowy. Bylina, występuje w połudn. Europie i Zach. Azji; uprawiana w Europie i Ameryce Półn. Sur.: Levistici radix Korzeń lubczyka (FP, FE), zebrany jesienią. Zawiera olejek eteryczny, kumaryny i inne laktony aromatyczne (ftalidy) - związki odpowiedzialne za zapach surowca. Dział.: moczopędne, przeciwzapalne (w chorobach dróg moczowych). 7. Pimpinella anisum L. biedrzeniec anyŝ. Roślina roczna, uprawiana w połudn. Europie (region Morza Śródziemnego), w Azji (Japonia, Indie), Ameryce Środk. Sur.: a) Anisi fructus Owoc anyŝu, b) A. aetheroleum Olejek anyŝowy (FP, FE). Głównym składnikiem olejku jest anetol. Dział.: wykrztuśne, rozkurczowe, wiatropędne. Ericaceae Wrzosowate 1. Arctostaphylos uva ursi (L.) Sprengel mącznica lekarska; krzewinka z zimotrwałymi liśćmi, rośnie w Polsce niŝowej, w borach sosnowych. Sur.: Uvae ursi folium Liść mącznicy (ang. Bearberry leaf) (FP, FE), zebrany późną jesienią. Zawiera glikozydy fenolowe, garbniki, glukozyd hydrochinonu arbutynę. Dział.: odkaŝające drogi moczowe. 2. Vaccinium myrtillus L. borówka czarna; krzewinka z liśćmi opadającymi na zimę, pospolita w Polsce. Sur.: a) Myrtilli fructus recens Owoc borówki czarnej, świeŝy, b) M. fructus siccus Owoc borówki czarnej, wysuszony (FE). Surowce zawierają garbniki i antocyjany. Dział.: przeciwbiegunkowe, ściągające. 3. Vaccinium vitis idaea L. borówka brusznica; krzewinka z zimotrwałymi liśćmi i czerwonymi owocami (jagodami), w Polsce pospolita, w lasach i na wrzosowiskach. Sur.: Vitis idaeae folium Liść brusznicy (FP), zebrany późną jesienią. Składnikami czynnymi są glikozydy fenolowe, garbniki. Dział.: odkaŝające drogi moczowe, ściągające. 140

141 Styracaceae Styrakowcowate Styrax benzoin Dryander (s. Benzoin officinale Hayne) - styrakowiec benzoesowy (= s. lekarski). Wiecznozielone drzewo, rośnie w połudn. wsch. Azji; uprawiane głównie na Sumatrze i Jawie. Sur.: Benzoe sumatranus śywica sumatrzańska (FE, S 5.6), wyciekająca z nacięć pnia i gałązek tego drzewa, przyjemnie pachnąca. Zawiera kwasy aromatyczne (cynamonowy, benzoesowy), kwasy triterpenowe, wanilinę. Dział.: antyseptyczne, wykrztuśne, moczopędne. Oleaceae Oliwkowate 1. Fraxinus excelsior L. jesion wyniosły, lub F. oxyphylla M. Bieb. Drzewa jedno-i trójpienne, rosnące w lasach; sadzone w parkach i alejkach, w Polsce i innych krajach Europy, Azji Mniejszej. Sur.: Fraxini folium Liść jesionu (FE). Zawiera flawonoidy, kumaryny, garbniki. Dział.: moczopędne, przeciwreumatyczne. 2. Olea europaea L. oliwka europejska. Drzewo, wieczniezielone uprawiane w krajach śródziemnomorskich oraz innych krajach ciepłych (połudn. Azja, Półn. i Połudn. Ameryka). Sur.: a) Oleae folium Liść oliwki (FE); zawiera glikozyd sekoirydoidowy oleoeuropeinę, b) Olivae oleum raffinatum Olej z oliwek oczyszczony, c) O. ol. virginale Olej z oliwek pierwszego tłoczenia (FE). Oleje otrzymuje się z owoców (pestkowców). Dział.: liście obniŝają ciśnienie krwi; zastos.: olej do przygotowania plastrów, mazideł; środek zmiękczający, przeczyszczający; uŝywany takŝe do celów spoŝywczych. Primulaceae Pierwiosnkowate Primula veris L. pierwiosnek lekarski, lub P. elatior (L.) Hill. p. wyniosły. Byliny, w Polsce rzadkie; rozpowszechnione w środk. i zachodniej Azji i niektórych krajach Europy. Sur.: Primulae radix Korzeń pierwiosnka (FE). Zawiera saponiny triterpenowe. Dział.: wykrztuśne. Gentianaceae Goryczkowate 1. Centaurium erythraea Rafn (syn. C. minus Moench., C. umbellatum Gilib., Erythraea centaurium (L.) Pers. centuria pospolita (= tysiącznik zwyczajny). Roślina dwuletnia, w Polsce rozpowszechniona; występuje ponadto w innych krajach Europy, w Półn. Ameryce 141

142 i półn. Afryce, zach. Azji. Sur.: Centaurii herba Ziele centurii (FE). Zawiera glikozydy sekoirydoidowe (swerozyd, swertiamarynę, gentiopikozyd). Dział.: pobudza łaknienie. 2. Gentiana lutea L. goryczka Ŝółta. Bylina, rosnąca w górach Europy (Karpaty) i Azji; uprawiana na duŝą skalę we Francji w Niemczech. Sur.: a) Gentianae radix korzeń goryczki (FP, FE), b) Gentianae tinctura Nalewka z korzenia goryczki (FE); korzeń zawiera substancje gorzkie sekoirydoidy (główny składnik leczniczy: gentiopikryna). Dział.: pobudza łaknienie. Menyanthaceae Bobrkowate Menyanthes trifoliata L. bobrek trójlistny. Bylina, w Polsce coraz rzadsza; rośnie na terenach mokrych (torfowiska, brzegi stawów, jezior), równieŝ w innych krajach Europy strefy umiarkowanej. Sur.: Menyanthidis folium Liść bobrka (FP, FE), zebrany na początku kwitnienia rośliny. Zawiera substancje gorzkie z grupy irydoidów (loganina) i sekoirydoidów (mentiafolina). Dział.: pobudzające łaknienie, wzmacniające. Rubiaceae Marzanowate 1. Cephaëlis ipecacuanha (Brot.) A. Rich. (syn. Psychotria ipecacuanha Stokes, Uragoga ipecacuanha Baill.) wymiotnica prawdziwa. PłoŜący się półkrzew rosnący w tropikalnych lasach deszczowych w Połudn. Ameryce (Brazylia, Costa Rica, Nikaragua); uprawiany w Indiach i na Cejlonie. Sur.: a) Ipecacuanhae radix Korzeń ipekakuany (= K. wymiotnicy) (FP, FE); zawiera alkaloidy izochinolinowe (emetynę, cefelinę); b) Ipecacuanhae extractum fluidum normatum - Wyciąg płynny standaryzowany z ipekakuany, c) I. pulvis normatus Proszek standaryzowany z ipekakuany, d) I. tinctura normata Nalewka standaryzowana z ipekakuany (FE). Dział.: wykrztuśne, w większych dawkach wymiotne. 2. Cinchona pubescens Vahl (syn. C. succirubra Pavon) chinowiec czerwonosoczny, oraz C. calisaya (Weddell) ch. Ŝółty, C. ledgeriana (Moens ex Trimen) ch. Ledgera lub odmiany i mieszańce tych gatunków. Drzewa rosnące w Ameryce Połudn. (Ekwador, Peru w górach Andy); obecnie uprawiane w krajach tropikalnych (Jawa, Indie, Cejlon, Afryka Wsch.). Sur.: a) Cinchonae cortex Kora chinowa (FE). Zawiera alkaloidy chinolinowe (chininę, cynchoninę); b) Cinchonae extractum fluidum normatum Wyciąg płynny z kory chinowej standaryzowany (FE S 5.4). Dział.: kora środek przeciwgorączkowy; jako surowiec goryczowy pobudza apetyt; wyciąg do przygotowania preparatów galenowych. 142

143 Boraginaceae Ogórecznikowate (Szorstkolistne) Borago officinalis L. ogórecznik lekarski. Roślina dwuletnia, pochodzi z krajów Morza Śródziemnego; w Polsce występuje rzadko jako chwast ogrodowy; uprawiana w Europie i Ameryce Północnej. Sur.: Borago officinalis oleum raffinatum Olej z ogórecznika lekarskiego oczyszczony (FE S 5.1); uzyskany z nasion. Zawiera kwas γ linolenowy. Dział.: przeciwzapalne. Lamiaceae (Labiatae) Jasnotowate (Wargowe) 1. Ballota nigra L. mierznica czarna; bylina pospolita w Polsce, rośnie w ogrodach, na wysypiskach, śmietniskach; występuje równieŝ w innych krajach Europy, Azji, Ameryki Półn. (USA). Sur.: Ballotae nigrae herba Ziele mierznicy czarnej (FE); są to górne części pędu, zebrane w pełni kwitnienia. Zawiera diterpeny, garbniki, olejek eteryczny, pektyny. Dział.: środek uspakajający i przeciwskurczowy. Zastos.: w chorobach nerwowych i psychicznych. 2. Lavandula angustifolia Mill. (syn. L. officinalis Chaix) lawenda wąskolistna ; półkrzew, występuje w krajach śródziemnomorskich; gdzie jest uprawiany na duŝą skalę ; rośnie takŝe w Ameryce Półn., i tam uprawiany. Sur.: a) Lavandulae flos Kwiat lawendy (FP, FE), zawiera flawonoidy, fenolokwasy, garbniki; b) L. aetheroleum olejek lawendowy (FE). Dział.: odka- Ŝające, łagodnie uspokajające; zastos.: środek zapachowy; do preparatów farmaceutycznych, w przemyśle perfumeryjnym. 3. Leonurus cardiaca L. serdecznik pospolity; bylina, w Polsce pospolita, rozpowszechniona w całej Europie, Zach. Azji, w półn. Afryce. sur.: Leonuri cardiacae herba Ziele serdecznika (FE). Zawiera irydoidy, alkaloidy, flawonoidy. Dział.: nasercowe, uspokajające; obniŝa ciśnienie krwi. 4. Majorana hortensis Moench. (syn. Organum majorana L.) majeranek ogrodowy; krzewinka, rośnie w krajach śródziemnomorskich, w Polsce uprawiana. Sur.: Majoranae herba Ziele majeranku (FP); zawiera olejek eteryczny. Zastos.: do preparatów farmaceutycznych; jako przyprawa. 5. Marrubium vulgare L. szanta zwyczajna; bylina, w Polsce roślina ruderalna; rośnie w krajach środk. i półn. Europy; takŝe uprawiana. Sur.: Marrubii herba ziele szanty (FE S 5.1); zawiera diterpeny, (z głównym składnikiem leczniczym marubiną); flawonoidy. Dział.: Ŝółciopędne. Zastos.: przy nieŝytach górnych dróg oddechowych. 143

144 6. Melissa officinalis L. melisa lekarska; bylina, uprawiana w Europie. Sur.: Melissae folium Liść melisy (FP, FE), z roślin niekwitnących, surowiec tworzą liście i szczyty pędów. Zawiera olejek eteryczny, flawonoidy, triterpeny, pochodne kwasu hydroksycynamonowego. Dział.: uspokajające, przeciwskurczowe; zastos.: w chorobach Ŝołądka. 7. Mentha arvensis L. mięta polna; bylina, w Polsce bardzo pospolita. Sur.: Menthae arvensis aetheroleum partim mentholi privum Olejek mięty polnej z obniŝoną zawartością mentolu (FE). Dział.: przeciw bólom mięśniowym, w schorzeniach neurologicznych. 8. Mentha piperita (L.) Huds. mięta pieprzowa; bylina, uprawiana. Sur.: a) Menthae piperitae aetheroleum Olejek miętowy, b) M. piperitae folium Liść mięty pieprzowej (FP, FE). Głównym składnikiem leczniczo czynnym liści jest olejek eteryczny z mentolem (związek terpenowy); inne składniki liści: garbniki, flawonoidy. Dział.: rozkurczające; Ŝółciopędne, wiatropędne; zewnętrznie: przeciwświądowe. Zastos.: do preparatów farmaceutycznych; w cukiernictwie jako środek zapachowy. 9. Origanum vulgare L. lebiodka pospolita, bylina, częsta w Polsce, oraz innych krajach Europy i Azji, lub O. onites L. Sur.: Origani herba Ziele lebiodki (FE); zawiera olejek eteryczny, głównym jego składnikiem jest związek aromatyczny karwakrol. Dział.: wykrztuśne, pobudza apetyt, Ŝółciopędne, ułatwia trawienie. 10. Orthosiphon stamineus Benth (syn. O. aristatus Miq., O. spicatus Bak.) ortosyfon pręcikowy; bylina, rośnie w krajach tropikalnych Azji, tam teŝ uprawiana. Sur.: Orthosiphonis folium Liść ortosyfonu (FE). Zawiera flawonoidy, fenolokwasy, olejek eteryczny. Dział.: przeciwzapalne. Zastos.: w chorobach nerek i pęcherza moczowego. 11. Rosmarinus officinalis L. rozmaryn lekarski; krzew rosnący w południowej Europie, w rejonie Śródziemnomorskim; tamŝe uprawiany. Sur.: a) Rosmarini folium Liść rozmarynu, b) R. aetheroleum olejek rozmarynowy (FE). Liść zawiera pochodne kwasu kawowego (kwas rozmarynowy), gorzkie diterpenoidy fenolowe. Dział.: rozkurczowe, wiatropędne, poprawia apetyt; olejek środek aromatyzujący. 12. Salvia officinalis L. szałwia lekarska; półkrzew uprawiany w wielu krajach Europy, rośnie w regionie śródziemnomorskim, zwłaszcza u wybrzeŝy Adriatyku. Sur.: a) Salviae folium Liść szałwii (FP, FE), b) Salviae tinctura Nalewka z szałwii (FE). Główną substancją czynną liścia jest olejek eteryczny; ponadto surowiec zawiera flawonoidy, gorzkie triterpenoidy. Dział.: przeciwzapalne, ściągające, odkaŝające. Zastos.: do płukania jamy ustnej i gardła. 144

145 13. Salvia fructicosa Mill. (syn. S. triloba L. fil.) szałwia grecka; rośnie na terenie Grecji i Włoch. Sur.: Salviae trilobae folium Liść szałwii greckiej (FE). Zawiera olejek eteryczny, flawonoidy, triterpeny. Dział.: jak w przypadku Salviae folium (patrz wyŝej). 14. Salvia sclarea L. (syn. Sclarea vulgaris Mill.) szałwia muszkatołowa. Roślina dwuletnia, balsamicznie pachnąca; występuje w krajach śródziemnomorskich, uprawiana w Europie, takŝe w Polsce. Sur.: Salviae sclarae aetheroleum - Olejek szałwii muszkatołowej (FP supl. 2005). Dział.: środek aromatyzujący. 15. Thymus serpyllum L. macierzanka piaskowa. Półkrzew, pospolity w Polsce, rośnie w całej Europie. Sur.: Serpylli herba Ziele macierzanki (FE); są to kwitnące pędy; zawiera olejek eteryczny. Dział.: przeciwbiegunkowe; zewnętrznie: odkaŝające. 16. Thymus vulgaris L. tymianek zwyczajny (= t. pospolity). Krzewinka pospolita w rejonie śródziemnomorskim, uprawiana w wielu krajach Europy, Małej Azji, wsch. Afryki, Półn. Ameryki, w Indiach. Sur.: a) Thymi herba Ziele tymianku (FP, FE), zebrane w okresie kwitnienia, b) Thymi aetheroleum Olejek tymiankowy (FP, FE); głównym składnikiem czynnym olejku jest związek aromatyczny tymol. Dział.: wykrztuśne, antyseptyczne. Zastos.: do wyrobu preparatów galenowych; środek zapachowy; w schorzeniach dróg oddechowych. Solanaceae Psiankowate 1. Atropa belladonna L. pokrzyk wilcza jagoda. Bylina, w Polsce rzadka; uprawiana do celów leczniczych. Sur.: a) Belladonnae folium Liść pokrzyku (FP, FE); zawiera alkaloidy tropanowe (hioscyjaminę, atropinę), b) Belladonnae folii extractum siccum normatum wyciąg suchy standaryzowany z liścia pokrzyku, c) B. f. tinctura normata - Nalewka standaryzowana z liścia pokrzyku, d) B. pulvis normatus Proszek standaryzowany z liści pokrzyku (FE). Dział.: hamuje układ przywspółczulny; rozkurczające. 2. Capsicum annuum L. var. minimum (Mill.) Heiser papryka roczna, oraz odmiany drobno owocowe gatunku C. frutescens L. papryka gałęzista. Małe krzewinki, roczne (rosnące w tropikach są bylinami), uprawiane w wielu krajach ciepłych. Sur.: Capisici fructus Owoc pieprzowca (FE). Składnikami czynnymi są związki fenolowe, głównie kapsaicyna o ostrym smaku. Dział.: zewnętrznie rozgrzewające, draŝniące, przeciwbólowe. 3. Datura stramonium L. bieluń dziędzierzawa i jej odmiany. Roślina roczna, w Polsce ruderalna; takŝe uprawiana w Europie i Ameryce Połudn. Sur.: a) Stramonii folium Liść bielunia, b) Stramonii pulvis normatus Proszek standaryzowany z liścia bielunia (FE). 145

146 Głównymi składnikami czynnymi są alkaloidy tropanowe (hioscyjamina, skopolamina). Dział.: poraŝa układ nerwowy przywspółczulny; rozkurczowe, uspokajające. 4. Hyoscyamus niger L lulek czarny. Roślina roczna lub dwuletnia, w Polsce ruderalna, pospolita; rośnie w innych krajach Europy, zach. Azji, półn. Afryki. RównieŜ uprawiana. Sur.: cała, świeŝa roślina (FP VII). Zawiera alkaloidy: hioscyjaminę, skopolaminę. Zastos.: do preparatów homeopatycznych. 5. Solanum tuberosum L. ziemniak. Bylina, powszechnie uprawiana, głównie w krajach strefy umiarkowanej. Sur.: Solani amylum skrobia ziemniaczana (FP, FE); otrzymana z bulw pędowych. Zastos.: do przygotowania postaci leku. Scrophulariaceae Trędownikowate 1. Digitalis purpurea L. naparstnica purpurowa. Bylina, w Polsce rzadka (Beskid Śl. i śywiecki, Sudety), uprawiana do celów leczniczych. Sur.: Digitalis purpureae folium Liść naparstnicy purpurowej (FE). Zawiera glikozydy nasercowe kardenolidowe. Dział.: wzmacniające mięsień sercowy. 2. Verbascum thapsus L. dziewanna drobnokwiatowa, V. densiflorum Bertol. (syn. V. thapsiforme Schrad.) dz. wielkokwiatowa i V. phlomoides L. dz. kutnerowata. Rośliny dwuletnie, w Polsce rozpowszechnione, jak równieŝ w innych krajach Europy, Azji Mniejszej, półn. Afryki. Sur.: Verbasci flos (ang. Mullein flos) Kwiat dziewanny (FE). Zawiera irydoidy, saponiny, flawonoidy, fenolokwasy, śluz. Dział.: wykrztuśne, osłaniające; zewnętrznie: gojące (m. in. przy odleŝynach). Pedaliaceae Połapkowate (Sezamowate) 1. Harpagophytum procumbens DC. hakorośl rozesłana (czarci pazur) i H. zeyheri L. Decne h. Zeyhera. Byliny, rosnące w połudn. Afryce. sur.: Harpagophyti radix korzeń hakorośli (FE). Zawiera glikozydy irydoidowe (harpagid, harpagozyd, prokumbid), flawonoidy. Dział.: przeciwzapalne, przeciwreumatyczne. 2. Sesamum indicum L. sezam indyjski. Roślina roczna, uprawiana w Afryce Zach., Egipcie, Azji Mniejszej, Indiach, Chinach, Japonii. Sur.: Sesami oleum raffinatum Olej sezamowy oczyszczony (FE); otrzymany z nasion. Zastos.: jako rozpuszczalnik do iniekcji domięśniowej; w kosmetyce, cukiernictwie; środek spoŝywczy. 146

147 Plantaginaceae Babkowate 1. Plantago indica L. babka piaskowa (syn. P. arenaria Walds. et Kit.) i P. psyllium L. b. płesznik. Rośliny roczne; b. piaskowa występuje rzadko w Polsce, b. płesznik uprawiana zwłaszcza we Francji poza tym występują w obszarze śródziemnomorskim, Sur.: Psylli semen Nasienie płesznika (FP, FE) Zawiera śluz. Dział.: osłaniające, łagodnie przeczyszczające; stosowane przeciw zaparciom. 2. Plantago lanceolata L. babka lancetowata. Bylina, bardzo pospolita w Polsce i całej prawie Europie, północnej i środkowej Azji. Sur.: Plantaginis lanceolatae folium (FP, FE). Zawiera glikozydy irydoidowe (aukubozyd, katalpol), śluz, garbniki. Dział.: przeciwzapalne, miejscowo ściągające. 3. Plantago ovata Farssk. (syn. P. ispaghula Roxb.) babka jajowata. Roślina roczna; rośnie w Iranie, Indiach; tamŝe oraz w krajach sąsiednich uprawiana. Sur.: a) Plantaginis ovatae semen Nasienie babki jajowatej, b) Plantaginis ovatae seminis tegumentum Łupina nasienia babki jajowatej (FP, FE). Zawiera śluz, zlokalizowany wyłącznie w łupinie; ta zawiera ponadto węglowodany i wolne kwasy tłuszczowe. Dział.: przeczyszczające. Caprifoliaceae Przewiertniowate Sambucus nigra L. bez czarny. Krzew, w Polsce pospolity; występuje w całej Europie, Zach. i środk. Azji, półn. Afryce. sur.: Sambuci flos Kwiat bzu czarnego (FP, FE). Zawiera flawonoidy, olejek eteryczny o stałej konsystencji dzięki wolnym kwasom tłuszczowym (głównie kwasu palmitynowego). Dział.: napotne, moczopędne. Valerianaceae Kozłkowate Valeriana officinalis L. kozłek lekarski. Bylina, pospolita w Polsce, uprawiana w wielu krajach Europy. Sur.: Valerianae radix Korzeń kozłka (FP, FE), zebrany wiosną, przed kwitnieniem rośliny, lub jesienią. Zawiera olejek oraz triestry z grupy irydoidów (walepotriaty) składniki lecznicze surowca. Dział.: uspokajające. 147

148 Asteraceae (Compositae) Astrowate (ZłoŜone) 1. Achillea millefolium L. krwawnik pospolity, bylina szeroko rozpowszechniona w Europie, Półn. Azji i Półn. Ameryce; Sur.: Millefolii herba Ziele krwawnika (FP, FE), zebrane na początku kwitnienia. Zawiera olejek eteryczny z azulenem (główny składnik), flawonoidy. Dział.: rozkurczające, Ŝółciopędne, przeciwzapalne. 2. Arnica montana L. arnika górska; bylina rzadko występująca w Polsce, oraz A. chamissonis Less. a. łąkowa, uprawiana. Sur.: a) Arnicae anthodium Koszyczek arniki (FP) (wg FE Arnicae flos Kwiat arniki), b) Arnicae tinctura Nalewka z arniki (FE S 5.1). Zawiera laktony seskwiterpenowe, olejek eteryczny, flawonoidy. Dział.: zewnętrznie przeciwzapalne, antyseptyczne, gojące. 3. Artemisia absinthium L. bylica piołun; bylina pospolita w Polsce; występuje na jałowych terenach; równieŝ w innych krajach Europy i Azji. Sur.: Absinthii herba (ang. Wormwood) Ziele piołunu (FP, FE), zebrane w pierwszym roku wegetacji lub z roślin starszych w okresie kwitnienia. Zawiera substancje goryczowe laktony seskwiterpenowe; olejek eteryczny. Dział.: pobudzające łaknienie, Ŝółciotwórcze (cholereticum), wiatropędne. 4. Calendula officinalis L. nagietek lekarski; roślina roczna, uprawiana w Polsce i krajach śródziemnomorskich, na Bałkanach. Sur.: Calendulae anthodium Koszyczek nagietka (FP, FE) (wg FE Calendulae flos Kwiat nagietka). Zawiera olejek eteryczny z seskwiterpenami, saponiny triterpenowe. Dział.: zewnętrznie ułatwiające gojenie, przeciwzapalne. 5. Carthamus tinctorius L. krokosz barwierski; roślina roczna lub dwuletnia, uprawiana w wielu krajach Europy, Azji, Afryki i Ameryki. Sur.: Carthami oleum raffinatum Olej krokoszowy oczyszczony (FE); tłoczony z nasion. Zawiera duŝo kwasów tłuszczowych nienasyconych. Zastos.: do przygotowania preparatów farmaceutycznych; jako środek o właściwościach przeciwmiaŝdŝycowych (obniŝa poziom cholesterolu we krwi). 6. Chamaemelum nobile (L.) All. (syn. Anthemis nobilis L.) rumian rzymski (= r. szlachetny). Bylina rośnie w połudn. i zach. Europie, półn. Afryce; Sur.: pochodzi z uprawy w krajach, jak wyŝej. Sur.: Chamomillae romanae flos Kwiat rumianu rzymskiego (FE). Zawiera olejek eteryczny, laktony seskwiterpenowe. Dział.: podobnie, jak surowca Chomomillae anthodium (patrz niŝej). 148

149 7. Chamomilla recutita (L.) Rausch. (syn. Matricaria chamomilla L.) rumianek pospolity. Roślina roczna, w Polsce oraz całej Europie, Południowej i Północnej Ameryce rozpowszechniona. Sur.: a) Chamomillae anthodium Koszyczek rumianku FP, FE) (wg FE: Maticariae flos Kwiat rumianku). Zawiera olejek eteryczny, flawonoidy. Dział.: przeciwskurczowe, łagodnie przeciwzapalne; zewnętrznie: ułatwiające gojenie ran, b) Marticariae aetheroleum Olejek rumiankowy, c) Matricariae extractum fluidum Wyciąg płynny z rumianku (FE). Dział.: podobne, jak koszyczka rumianku; poza tym moczopędne, przeciwbólowe (w schorzeniach Ŝołądka). 8. Cichorium intybus L. cykoria podróŝnik. Bylina, w Polsce pospolita, występuje ponadto w innych krajach Europy, Afryce Półn., połudn - zach. Azji; zawleczona takŝe do Półn. i Połudn. Ameryki, Australii. Sur.: Cichorii radix Korzeń cykorii podróŝnika (FP), zebrany jesienią lub wiosną. Zawiera substancje gorzkie. Dział.: pobudza łaknienie; Ŝółciopędne, hipoglikemiczne. Zastos.: korzeń praŝony słuŝy do wyrobu namiastki kawy, tzw.,,cykorii. 9. Cynara scolymus L. (syn. C. cardunculus L.) karczoch zwyczajny. Bylina, uprawiana w krajach śródziemnomorskich. Sur.: Cynarae folium Liść karczocha (FE S 5.7). Zawiera flawonoidy, seskwiterpeny, depsydy (cynaryna, kwas chlorogenowy). Dział.: Ŝółciopędne, moczopędne; zastos.: przy niestrawności. 10. Echinacea angustifolia DC. jeŝówka wąskolistna. Bylina, rośnie w Ameryce Półn.; uprawiana tamŝe, równieŝ w europie. Sur.: Echinaceae angustifoliae radix Korzeń jeŝówki wąskolistnej (FE S 5.7). Zawiera pochodne kwasu kawowego (echinakozyd) i inne fenolokwasy. Dział.: antyseptyczne, profilaktycznie przeciw grypie. Zastos.: środek na rany, przy zapaleniu skóry. 11. Echinacea pallida Nutt. jeŝówka blada (= j. róŝowa). Bylina, rośnie w USA, uprawiana w Europie. Sur.: Echinaceae pallidae radix Korzeń jeŝówki bladej (FE S 5.7). Zawiera echinakozyd oraz długołańcuchowe ketoalkeny (z potrójnymi wiązaniami), łatwo utleniające się na powietrzu. Dział.: wzmacniające odporność organizmu na infekcje; zewnętrznie: antyseptycznie, ułatwiające gojenie ran. 12. Echinacea purpurea (L.) Moench. jeŝówka purpurowa. Bylina, rośnie na wybrzeŝu Atlantyku w Ameryce Półn. Sur.: a) Echinaceae purpureae herba Ziele jeŝówki purpurowej; zawiera kwasy: kaftarowy i cichoriowy, b) E. p. radix Korzeń jeŝówki purpurowej (FE S 5.7). Składniki jak wyŝej. Dział.: antyseptyczne; zastos.: w stanach zapalnych jamy ustnej, w zakaŝeniach ogólnych ustroju; środek wzmacniający odporność organizmu na infekcje. 149

150 13. Helianthus annuus L. słonecznik zwyczajny. Roślina roczna, uprawiana w Polsce i innych krajach Europy, Azji i Ameryki. Sur.: Helianthi annui oleum raffinatum Olej słonecznikowy oczyszczony (FE); tłoczony z nasion; zawiera glicerydy kwasów tłuszczowych nienasyconych. Zastos.: do przygotowania preparatów farmaceutycznych; uŝywany do celów spoŝywczych. 14. Helichrysum arenarium (L.) Moench. kocanki piaskowe; bylina, pospolita w Polsce i innych krajach europy (Rosja) i Azji (Turcja). Sur.: Helichrysi inflorescentia Kwiatostan kocanek (=kwiat nieśmiertelnika ) (FP). Zawiera ciała czynne: flawonoidy, ftalidy, (laktony). Dział.: Ŝółciopędne; pobudzające wydzielanie soków trawiennych, Ŝółciotwórcze. 15. Silybum marianum (L.) Gaertn. (syn. Carduus marianus L.) ostropest plamisty; roślina roczna, rośnie dziko w wielu krajach Europy, takŝe w Polsce; niekiedy uprawiana. Sur.: a) Silybi mariani fructus (ang. Thistle fruit) Owoc ostropestu (FE); zawiera kompleks flawonolignanów: sylimarynę, oraz mieszaninę róŝnych pochodnych flawanonu; b) S. m. extractum siccum raffinatum et normatum Ekstrakt suchy oczyszczony i standaryzowany (FE S 5.6). Zastos.: w chorobach wątroby ; w homeopatii. 16. Solidago virgaurea L. nawłoć pospolita; bylina, częsta w Polsce, takŝe uprawiana. Sur.: Virgaureae herba Ziele nawłoci pospolitej (FP, FE). Zawiera saponiny triterpenowe, flawonoidy, garbniki, związki fenolowe. Dział.: moczopędne, odkaŝające drogi moczowe, rozkurczowe; zastos.: przeciw nadciśnieniu. 17. Solidago gigantea Ait. nawłoć olbrzymia (= n. późna) lub S. canadensis L. n. kanadyjska i ich mieszańce; byliny, pochodzą z Ameryki Północnej, (n. kanadyjska rośnie takŝe w Polsce); Sur.: Solidaginis herba Ziele nawłoci (FE). Składniki i działanie podobnie, jak u nawłoci pospolitej (patrz wyŝej). 18. Tanacetum parthenium (L.) Schultz Bip. (syn. Pyrethrum parthenium Sm.) wrotycz (= złocień) maruna; bylina, w Polsce często uprawiana jako roślina ozdobna; rośnie dziko w Europie połudn. i Azji Mniejszej. Sur.: Tanaceti parthenii herba (ang. Feverfew) ziele maruny (FE). Zawiera olejek eteryczny, w jego skład wchodzą monoterpeny, seskwiterpeny, oraz główny składnik leczniczy lakton partenolid (=parthenolide). Dział.: przeciw atakom migreny. 19. Taraxacum officinale Web. mniszek pospolity (=m. lekarski); bylina, występuje pospolicie w krajach półkuli północnej, zawleczony takŝe do Ameryki Połudn.; Sur.: a) Taraxaci herba Ziele mniszka, zebrane wiosną przed kwitnieniem, b) Taraxaci radix korzeń mniszka (FP), zebrany wiosną lub jesienią. Składnikami czynnymi obu surowców są substancje gorzkie: 150

151 seskwiterpeny i triterpeny; ziele zawiera równieŝ flawonoidy. Dział.: moczo- i Ŝółciopędne, Ŝółciotwórcze; pobudzające apetyt. 2. Klasa: Liliopsida (Monocotyledones) Jednoliścienne Convallariaceae Konwaliowate Convallaria maialis L. konwalia majowa; bylina, występuje powszechnie w lasach na terenie Polski oraz innych krajach Europy i umiarkowanej strefy Azji i Ameryki Półn. Sur.: Convallariae herba Ziele konwalii (FP); kwiatostan wraz z liśćmi, bądź same liście zebrane w początkowym okresie kwitnienia rośliny. Zawiera glikozydy kardenolidowe nasercowe. Dział.: pobudzające akcje serca; zastos.: do preparatów farmaceutycznych. Asparagaceae Szparagowate Ruscus aculeatus L. ruszczyk kolczasty; wiecznozielona krzewinka, cm wysoka, naleŝy do kserofitów, z fylokladiami; rośnie w rejonie Morza Śródziemnego (Francja, wzdłuŝ wybrzeŝy Atlantyku, w Afryce Półn.). Sur.: Rusci rhizoma Kłącze ruszczyka (FE). Zawiera saponiny steroidowe. Zastos.: w chorobach Ŝył kończyn dolnych, w leczeniu hemoroidów. Asphodelaceae Złotogłowowate 1. Aloë barbadensis Mill. (syn. A. vera (L.) Burmpt) aloes zwyczajny; bylina, sukulent liściowy; rośnie w krajach śródziemnomorskich (Arabia Saud.), afrykańskich (Afryka wsch.), Indiach; równieŝ uprawiana w wielu krajach, głównie w Ameryce Połudn. (Wenezuela). Sur.: Aloë barbadensis Alona barbadoska (FP, FE); jest to stęŝony i wysuszony sok z liści. Zawiera pochodne antracenu (aloina) Dział.: przeczyszczające. 2. Aloë ferox Mill. aloes uzbrojony; oraz mieszańce z innymi gatunkami aloesu; rośnie w połudn. Afryce, tam równieŝ, oraz w Afryce wschodniej, uprawiany. Sur.: a) Aloë capensis Alona przylądkowa (FP, FE), b) Aloes extractum siccum normatum Wyciąg suchy standaryzowany z alony (FE). Surowce obu gatunków aloesu zawierają składniki leczniczo czynne antraglikozydy. Dział.: przeczyszczające. 151

152 Alliaceae Czosnkowate Allium sativum L. czosnek pospolity; bylina, uprawiana w krajach klimatu umiarkowanego i ciepłego, głównie w rejonie morza Śródziemnego (połudn. Europa, półn. Afryka). Sur.: a) Allii sativi bulbi pulvis Sproszkowana cebula czosnku (FE), b) Allium sativum ad praeparationes homoepathicus Czosnek do preparatów homeopatycznych, (FP VII, FE Vol. 1). Surowiec zawiera związki siarkowe (alliinę), olejek eteryczny. Dział.: antybiotyczne, obniŝa ciśnienie krwi (hipotensyjne), Ŝółciopędne, pobudza trawienie, przeciw arteriosklerozie. Zastos.: jako przyprawa; do przygotowania preparatów homeopatycznych. Iridaceae Kosaćcowate Crocus sativus L. (syn. C. officinalis Mart.) szafran uprawny (= krokus uprawny); bylina, uprawiana w krajach Europy (Hiszpania, Węgry) i Azji (Indie, Iran). Sur.: Croci stigma Znamiona szafranu (FP VII, FE Vol. 1), zawierają glikozydy karotenoidowe, olejek eteryczny. Zastos.: środek aromatyzujący i barwiący, w homeopatii. Zingiberaceae Imbirowate 1. Curcuma xanthorrhiza Roxb. ostryŝ jawajski; bylina, uprawiana w krajach tropikalnych (Indonezja, Indie). Sur.: Curcumae xanthorhizae rhizoma (ang. Turmeric javanese) Kłącze kurkumy jawajskiej (FE). Zawiera olejek eteryczny, Ŝółty barwnik kurkuminę (związek z kwasem ferulowym). Dział.: Ŝółciopędne, przeciwzapalne. Zastos.: roślina barwierska. 2. Zingiber officinale Roscoe imbir lekarski; bylina, uprawiana w krajach tropikalnych Azji (Chiny, Indie). Sur.: Zingiberis rhizoma (ang. Ginger) Kłącze imbiru (FE). Zawiera olejek eteryczny o złoŝonym składzie. Dział.: pobudza wydzielanie soków trawiennych. Zastos.: jako przyprawa aromatyczna. Poaceae (Gramineae) Wiechlinowate (Trawy) 1. Agropyron repens (L.) P. B. (syn. Triticum repens L.) perz właściwy; bylina bardzo pospolita w Polsce, rozpowszechniona w krajach półkuli północnej. Sur.: Graminis rhizoma Kłącze perzu (FP, FE), zebrane wiosna lub jesienią. Zawiera polisacharyd triticynę, dający po hydrolizie fruktozę; śluz. Dział.: moczopędne. 152

153 2. Cymbopogon winterianus Jowit.(syn. C. nardus Rendle) palczatka wonna; bylina, rośnie w krajach tropikalnych (Indonezja, Chiny, Indie, Ameryka Środkowa i Południowa); uprawiana na duŝą skalę na Jawie, Półwyspie Malajskim, Sur.: Citronellae aetheroleum Olejek cytronelowy (FE). Zastos.: zastępuje olejek eteryczny z melisy lekarskiej; składnik domowych środków uŝywanych przeciw owadom. 3. Oryza sativa L. - ryŝ siewny, roślina jednoroczna, uprawiana w wielu krajach Azji ( Indie, Japonia, Korea), połudn. Europy (Grecja, Hiszpania, Portugalia), Afryki (Egipt, Madagaskar), Ameryki Półn. (USA, stan Karolina) i Am. Połudn. (Brazylia, Paragwaj). Sur.: Oryzae amylum Skrobia ryŝowa (FE). Zastos.: do przygotowania postaci leku. 4. Triticum vulgare Vill. (syn. T. aestivum Lamark) pszenica zwyczajna, roŝne jej odmiany; jednoroczna lub dwuletnia, uprawiana w wielu krajach świata. sur.: a) Tritici amylum Skrobia pszeniczna (FP, FE), otrzymana z bielma ziarniaka, b) Tritici aestivi oleum raffinatum olej z kiełków pszenicy oczyszczony, c) T. aest. ol. virginale Olej z kiełków pszenicy pierwszego tłoczenia (FE). Zastos.: do przygotowania preparatów farmaceutycznych. 5. Zea mays L. kukurydza zwyczajna; roślina jednoroczna, jednopienna; uprawiana powszechnie w wielu krajach świata o klimacie umiarkowanym i gorącym. Sur.: Maydis amylum Skrobia kukurydziana (FP, FE), otrzymana z ziarniaka, b) Maydis oleum raffinatum olej kukurydziany oczyszczony (FE) jest to tłusty olej tłoczony lub ekstrahowany z ziarniaków. Zastos.: do przygotowania postaci leku. Arecaceae (Palmae) śuwniowate (Palmy) 1. Cocos nucifera L. palma kokosowa (=kokos właściwy); okazałe drzewo, rośnie u wybrzeŝy morskich w krajach tropikalnych, tamŝe równieŝ sadzone. Sur.: Cocois oleum raffinatum Olej kokosowy oczyszczony (FE); tłoczony z bielma nasion orzecha kokosowego. Zastos.: w przemyśle spoŝywczym i kosmetycznym; w farmacji jako podstawa do maści. 2. Copernicia cerifera Mart. woskownica brazylijska; drzewo rosnące w Brazylii. Sur.: Cera carnauba Wosk karnauba (FE). Wosk pokrywający liście, skąd jest pozyskiwany. Zastos.: do wyrobu niektórych plastrów, świec, lakierów. 3. Elaeis guineensis Jacq. olejowiec gwinejski; (= olejowa palma); drzewo, rośnie w wilgotnych lasach Afryki Zachodniej; uprawiane w krajach tropikalnych Afryki i Azji. Sur.: Triglycerida saturata media Mieszanina triglicerydów kwasów tłuszczowych nasyconych (= olej 153

154 palmowy) (FE), wyekstrahowana z bielma nasion. Zastos.: olej jadalny; słuŝy do wyrobu mydła. 4. Serenoa repens (Bertram) Small (syn. Sabal serrulata (Michaux) Nichols) - palma sabal; drzewo o krótkim pniu (do 4 m wysokie), rośnie na wybrzeŝu południowo wschodnim USA i Ameryki Środkowej. Sur.: Sabalis serrulatae fructus (ang. Saw palmetto) Owoc palmy sabal (FE). Olej tłusty otrzymany z dojrzałych owoców, zawiera duŝo wolnych kwasów tłuszczowych oraz sterole. Dział.: przeciwzapalne. Zastos.: w leczeniu łagodnego przerostu prostaty; przy obrzękach. Część IX. O R G A N I Z A C J A I F O R M Y O C H R O N Y P R Z Y R O D Y W P O L S C E Szata roślinna stanowi jeden z elementów środowiska, w którym Ŝyjemy; dostarcza piękna i warunkuje utrzymanie równowagi biologicznej. Jest takŝe źródłem cennych surowców wykorzystywanych do celów przemysłowych i leczniczych. Bywa jednak niszczona przez działanie człowieka. Stąd w wielu krajach wyłoniła się idea ochrony roślin. Polska naleŝy do krajów pionierskich w tej dziedzinie. DuŜe zasługi na tym polu połoŝyli profesorowie: W. Szafer, W. Goetel, A. Wodziczko, B. Hryniewiecki. W Polsce organami administracji w zakresie ochrony przyrody są: Minister Środowiska, Wojewoda, Starosta, Wójt lub Prezydent Miasta. Minister wykonuje zadania przy pomocy Głównego Konserwatora Przyrody, zaś wojewoda - Wojewódzkiego Konserwatora Przyrody. Minister powołuje organy opiniodawcze: Państwową Radę Ochrony Przyrody - która wydaje dwumiesięcznik "Chrońmy Przyrodę ojczystą", a przy Parkach Narodowych - Rady Naukowe. Na szczeblu województwa organami o podobnej funkcji są Wojewódzkie Rady Ochrony Przyrody, które powołują wojewodowie. Wymienione organy administracji państwowej wydają akty prawne w formie rozporządzeń, dotyczące róŝnych form ochrony przyrody, zgodnie z Ustawą o Ochronie Przyrody z dnia 16 kwietnia 2004 r, (Dz. U. nr 92, poz. 880). Formy ochrony przyrody 1. Ochrona gatunkowa roślin Ma ona na celu zabezpieczenie bytu gatunkom świata roślinnego, które są zagroŝone wyniszczeniem. Ochroną obejmuje się nie tylko gatunki ginące wskutek działalności człowieka, ale równieŝ te, które występują na nielicznych stanowiskach naturalnych, co jest spowodowane przez czynniki niezaleŝne od ludzkiego działania, jak klimat, połoŝenie geograficzne. Aby ochrona roślin była skuteczna, musi być oparta na podstawach prawnych. W Polsce akty prawne są wydawane w oparciu o przepisy cytowanej ustawy. Obecnie obowiązuje Rozporządzenie Ministra Środowiska, z dnia 9 lipca 2004 r. w sprawie gatunków dziko występujących roślin objętych ochroną (Dz. U. nr 168, poz. 1764). a) ochroną ścisłą - roślin takich nie moŝna niszczyć, zrywać, ścinać lub usuwać ze stanowisk naturalnych na obszarze całego kraju; dozwolony jest zbiór do celów naukowych, dydaktycznych lub hodowlanych, za zezwoleniem odpowiednich władz. Cytowane rozporządzenie wprowadza ponadto 154

155 zakaz niszczenia owocników wszelkich gatunków grzybów nie zbieranych w celach konsumpcyjnych, rosnących na stanowiskach naturalnych (las, łąka itp.). Zabrania się takŝe rozgrzebywania ściółki leśnej przy poszukiwaniu i zbiorze grzybów jadalnych. b) ochroną częściową - naleŝą tu głównie rośliny lecznicze i przemysłowe, które są pozyskiwane w większych ilościach; ich ochrona ma na celu zapewnienie racjonalnej gospodarki zasobami roślinnymi. Zbiór tych roślin ze stanowisk naturalnych moŝe być dokonywany wyłącznie na potrzeby przemysłu zielarskiego w ilościach uzgodnionych z w/w Ministerstwem. Gatunki te uwzględniono na liście roślin ściśle chronionych (patrz,,uwaga na końcu tej listy). Pewne gatunki, np. cis pospolity (Taxus baccata), brzoza ojcowska (Betula oycoviensis), długosz królewski (Osmunda regalis), ostnica włosowata (Stipa capillata) są chronione podwójnie, tzn. podlegają ochronie gatunkowej oraz są chronione przez to, Ŝe występują na obszarach rezerwatów lub parków narodowych. Rośliny figurujące na liście ściśle chronionych (patrz niŝej) podlegają takiej samej ochronie (ścisłej) na wszystkich stanowiskach, tj. zarówno połoŝonych na terenach chronionych (rezerwaty, parki narodowe), jak i poza nimi. Gatunkiem chronionym w Polsce, który nie występuje poza obszarem objętym ochroną, jest limba (Pinus cembra), rosnąca w Tatrzańskim Parku Narodowym. Chronionymi są na ogół takŝe gatunki endemiczne (endemity) - tak nazywamy rośliny rosnące na małym obszarze i nie występujące nigdzie poza tym obszarem, a nawet niekiedy poza danym stanowiskiem. W Polsce do takich naleŝy np. warzucha polska (Cochlearia polonica) rosnąca na skraju Pustyni Błędowskiej k. Olkusza. Lista roślin naczyniowych rosnących dziko w Polsce, podlegających ochronie ścisłej (wg zarządzenia Ministra Środowiska z dnia 9 lipca 2004 r.). W niniejszym skrypcie nie uwzględniono gatunków chronionych w Polsce, które naleŝą do grzybów, glonów i mszaków. Są one wymienione w cytowanym zarządzeniu Ministra Środowiska. Ograniczyliśmy się do roślin naczyniowych (paprotniki, nasienne). Na zajęciach ze studentami w terenie omawiane są te dwie grupy roślin. Objaśnienia: ** - brak nazwy polskiej (1) gatunki nie podlegające zakazom, które wymienia Zarządzenie Ministra Środowiska (2) gatunki wymagające tzw. ochrony częściowej (określonej w w/w. Zarządzeniu Ministra Środowiska). PAPROTNIKI PTERIDOPHYTA długoszowate Osmundaceae 165 długosz królewski Osmunda regalis języcznikowate Blechnaceae 166 podrzeń Ŝebrowiec Blechnum spicant marsyliowate Marsileaceae 167 marsylia czterolistna (1) (2) Marsilea quadrifolia 168 gałuszka kulecznica (1) (2) Pilularia globulifera nasięźrzałowate Ophioglossaceae 169 podejźrzon - wszystkie gatunki (2) Botrychium spp. 155

156 170 nasięźrzał pospolity (2) Ophioglossum vulgatum paprotkowate Polypodiaceae 171 paprotka zwyczajna Polypodium vulgare paprotnikowate Aspidiaceae 172 paprotnik - wszystkie gatunki Polystichum spp. poryblinowate Isoëtaceae 173 poryblin kolczasty (1) Isoëtes echinospora 174 poryblin jeziorny Isoëtes lacustris salwiniowate Salviniaceae 175 salwinia pływająca Salvinia natans skrzypowate Equisetaceae 176 skrzyp olbrzymi Equisetum telmateia 177 skrzyp pstry Equisetum variegatum widliczkowate Selaginellaceae 178 widliczka - wszystkie gatunki Selaginella spp. widłakowate Lycopodiaceae 179 wszystkie gatunki wszystkie gatunki wietlicowate Athyriaceae 180 pióropusznik strusi Matteucia struthiopteris 181 rozrzutka brunatna (2) Woodsia ilvensis zanokcicowate Aspleniaceae 182 zanokcica serpentynowa (1) (2) Asplenium adiantum-nigrum 183 zanokcica ciemna (1) (2) Asplenium adulterinum 184 zanokcica klinowata (1) (2) Asplenium cuneifolium 185 języcznik zwyczajny Phyllitis scolopendrium zmienkowate Cryptogrammaceae 186 zmienka górska Cryptogramma crispa ** Hymenophyllaceae włosocień cienisty (1) 187 Rośliny nasienne - Spermatophyta Trichomanes speciosum NAGOZALĄśKOWE PINOPHYTA cisowate Taxaceae 188 cis pospolity Taxus baccata sosnowate Pinaceae 189 sosna błotna Pinus x rhaetica 190 sosna limba (limba) Pinus cembra sosna kosa (kosodrzewina, kosodrzew) 191 OkrytozaląŜkowe - Magnoliophyta Pinus mugo DWULIŚCIENNE MAGNOLIOPSIDA babkowate Plantaginaceae 192 babka nadmorska (2) Plantago maritima 193 babka pierzasta (2) Plantago coronopus 194 brzeŝyca jednokwiatowa Littorella uniflora baldaszkowate Apiaceae 195 cieszynianka wiosenna Hacquetia epipactis 156

157 196 dzięgiel (arcydzięgiel) litwor Angelica archangelica 197 mikołajek nadmorski Eryngium maritimum 198 selery (pęczyna) błotne (1) (2) Apium repens 199 selery węzłobaldachowe (1) Apium nodiflorum 200 starodub łąkowy (2) Ostericum palustre (Angelica palustris) bobrkowate Menyanthaceae 201 grzybieńczyk wodny Nymphoides peltata brzozowate Betulaceae 202 brzoza karłowata Betula nana 203 brzoza niska (2) Betula humilis 204 brzoza ojcowska (2) Betula x oycoviensis dymnicowate Fumariaceae 205 kokorycz drobna Corydalis pumila dziurawcowate Hypericaceae 206 dziurawiec nadobny Hypericum pulchrum 207 dziurawiec wytworny (1) (2) Hypericum elegans dzwonkowate Campanulaceae 208 dzwonecznik wonny (1) (2) Adenophora lilifolia 209 dzwonek boloński (2) Campanula bononiensis 210 dzwonek brodaty Campanula barbata 211 dzwonek karkonoski (1) Campanula bohemica 212 dzwonek piłkowany (dzwonek lancetowaty) (1) Campanula serrata 213 dzwonek szerokolistny Campanula latifolia 214 dzwonek syberyjski (2) Campanula sibirica 215 lobelia jeziorna Lobelia dortmanna 216 zerwa kulista (zerwa główkowata) Phyteuma orbiculare fiołkowate Violaceae 217 fiołek bagienny Viola uliginosa 218 fiołek mokradłowy (2) Viola stagnina 219 fiołek torfowy Viola epipsila goryczkowate Gentianaceae 220 centuria - wszystkie gatunki Centaurium spp. 221 goryczka krzyŝowa (2) Gentiana cruciata 222 goryczka wąskolistna (2) Gentiana pneumonanthe 223 goryczka - pozostałe gatunki Gentiana - pozostałe gatunki 224 goryczuszka (goryczka) bałtycka (2) Gentianella baltica 225 goryczuszka (goryczka) błotna (2) Gentianella uliginosa 226 goryczuszka (goryczka) czeska (1)(2) Gentianella bohemica 227 goryczuszka (goryczka) polna (2) Gentianella campestris 228 goryczuszka (goryczka) Wettsteina (2) Gentianella germanica 229 goryczuszka (goryczka) - pozostałe gatunki Gentianella - pozostałe gatunki 230 niebielistka (swercja) trwała (2) Swertia perennis goździkowate Caryophyllaceae 157

158 231 goździk kosmaty (2) Dianthus armeria 232 goździk lodowcowy (goździk lodnikowy) Dianthus glacialis 233 goździk lśniący Dianthus nitidus 234 goździk okazały Dianthus speciosus 235 goździk piaskowy Dianthus arenarius 236 goździk postrzępiony Dianthus plumarius 237 goździk pyszny (2) Dianthus superbus 238 goździk siny (2) Dianthus gratianopolitanus 239 goździk skupiony Dianthus compactus 240 lepnica litewska Silene lithuanica 241 łyszczec (gipsówka) wiechowaty Gypsophila paniculata 242 nadbrzeŝyca nadrzeczna (2) Corrigiola litoralis gruboszowate Crassulaceae 243 rojnik górski Sempervivum montanum 244 rojownik (rojnik) pospolity Jovibarba sobolifera 245 rojownik (rojnik) włochaty Jovibarba hirta gruszyczkowate Pyrolaceae 246 pomocnik baldaszkowy Chimaphila umbellata grzybieniowate Nymphaeaceae 247 grąŝel drobny Nuphar pumila 248 grzybienie północne (grzybienie zapoznane) Nymphaea candida jaskrowate Ranunculaceae 249 ciemiernik czerwonawy Helleborus purpurascens 250 jaskier illiryjski (1) (2) Ranunculus illyricus 251 miłek wiosenny (2) Adonis vernalis 252 orlik pospolity Aquilegia vulgaris 253 pełnik - wszystkie gatunki (2) Trollius spp. 254 pluskwica europejska (pluskwica cuchnąca) Cimicifuga europaea 255 powojnik prosty Clematis recta 256 przylaszczka pospolita (przelaszczka trojanek) Hepatica nobilis 257 sasanka alpejska Pulsatilla alba 258 sasanka łąkowa (2) Pulsatilla pratensis 259 sasanka otwarta (sasanka dzwonkowata) (2) Pulsatilla patens 260 sasanka słowacka (1) (2) Pulsatilla slavica 261 sasanka wiosenna (2) Pulsatilla vernalis 262 sasanka zwyczajna (1) (2) Pulsatilla vulgaris 263 tojad - wszystkie gatunki Aconitum spp. 264 włosienicznik (jaskier) - wszystkie gatunki, z wyjątkiem włosienicznika krąŝkolistnego Batrachium spp., z wyjątkiem Batrachium circinatum 265 zawilec narcyzowy (zawilec narcyzowaty) Anemone narcissifolia 266 zawilec wielkokwiatowy (zawilec leśny) (2) Anemone sylvestris kłokoczkowate Staphyleaceae 267 kłokoczka południowa Staphylea pinnata komosowate Chenopodiaceae 158

159 268 soliród (solirodek) zielny (2) Salicornia europaea kotewkowate Trapaceae 269 kotewka orzech wodny (1) (2) Trapa natans krzyŝowe Brassicaceae 270 pszonak pieniński (2) Erysimum pieninicum 271 rukiew - wszystkie gatunki Nasturtium spp. 272 warzucha polska (2) Cochlearia polonica 273 warzucha tatrzańska Cochlearia tatrae lnowate Linaceae 274 len austriacki Linum austriacum 275 len włochaty (2) Linum hirsutum 276 len złocisty (2) Linum flavum marzanowate Rubiaceae 277 przytulia krakowska (1) (2) Galium cracoviense 278 przytulia stepowa (2) Galium valdepilosum 279 przytulia sudecka Galium sudeticum motylkowate Fabaceae 280 groszek szerokolistny (2) Lathyrus latifolius 281 groszek wielkoprzylistkowy (2) Lathyrus pisiformis 282 groszek wschodniokarpacki Lathyrus laevigatus 283 ostrołódka kosmata (2) Oxytropis pilosa 284 szczodrzeniec zmienny (1) (2) Chamaecytisus albus nawodnikowate Elatinaceae 285 nawodnik - wszystkie gatunki Elatine spp. oliwnikowate Elaeagnaceae 286 rokitnik zwyczajny Hippophaë rhamnoides pierwiosnkowate Primulaceae 287 cyklamen purpurowy (1) Cyclamen purpurascens 288 mlecznik nadmorski (2) Glaux maritima 289 pierwiosnek (pierwiosnka) - wszystkie gatunki,z wyjątkiem pierwiosnka (pierwiosnki) wyniosłego i pierwiosnka (pierwiosnki) lekarskiego 159 Primula spp., z wyjątkiem Primula elatior i Primula veris 290 zarzyczka (kortusa) górska Cortusa matthioli pływaczowate Lentibulariaceae 291 pływacz - wszystkie gatunki Utricularia spp. 292 tłustosz - wszystkie gatunki Pinguicula spp. portulakowate Portulacaceae 293 zdrojek źródlany Montia fontana przewiertniowate Caprifoliaceae 294 wiciokrzew (suchokrzew) pomorski Lonicera periclymenum 295 zimoziół (linnea) północny Linnaea borealis psiankowate Solanaceae 296 lulecznica kraińska Scopolia carniolica 297 pokrzyk wilcza-jagoda Atropa belladonna rosiczkowate Droseraceae

160 298 aldrowanda pęcherzykowata (1) (2) Aldrovanda vesiculosa 299 rosiczka - wszystkie gatunki Drosera spp. róŝowate Rosaceae 300 jarząb brekinia (brzęk) Sorbus torminalis 301 jarząb szwedzki Sorbus intermedia 302 malina moroszka Rubus chamaemorus 303 parzydło leśne Aruncus sylvestris 304 pięciornik śląski (1) (2) Potentilla silesiaca 305 róŝa francuska (2) Rosa gallica 306 rzepik szczeciniasty Agrimonia pilosa 307 tawuła średnia (1) Spiraea media 308 wiśnia karłowata (2) Cerasus fruticosa rutowate Rutaceae 309 dyptam jesionolistny (1) Dictamnus albus sandałowcowate Santalaceae 310 leniec bezpodkwiatkowy (2) Thesium ebracteatum skalnicowate Saxifragaceae 311 skalnica gronkowa Saxifraga paniculata 312 skalnica torfowiskowa (1) Saxifraga hirculus szczeciowate Dipsacaceae 313 czarcikęsik Kluka (2) Succisella inflexa szorstkolistne Boraginaceae 314 Ŝmijowiec czerwony (1) (2) Echium russicum trędownikowate Scrophulariaceae 315 gnidosz - wszystkie gatunki Pedicularis spp. 316 konitrut błotny (2) Gratiola officinalis 317 lnica wonna (1) Linaria odora 318 lindernia mułowa (1) Lindernia procumbens 319 naparstnica zwyczajna Digitalis grandiflora 320 tocja alpejska Tozzia alpina wawrzynkowate Thymelaeaceae 321 wawrzynek główkowaty (1) (2) Daphne cneorum 322 wawrzynek wilczełyko Daphne mezereum wargowe Lamiaceae 323 miodownik melisowaty (miodownik wielkokwiatowy) Melittis melissophyllum 324 pszczelnik wąskolistny Dracocephalum ruyschiana wielosiłowate Polemoniaceae 325 wielosił błękitny (2) Polemonium coeruleum wierzbowate Salicaceae 326 wierzba borówkolistna (2) Salix myrtilloides 327 wierzba lapońska (1) (2) Salix lapponum wilczomleczowate Euphorbiaceae 328 wilczomlecz (ostromlecz) pstry (2) Euphorbia epithymoides wrześniowate Myricaceae 160

161 329 woskownica europejska (2) Myrica gale wrzosowate Ericaceae 330 bagno zwyczajne Ledum palustre 331 chamedafne północna Chamaedaphne calyculata 332 mącznica lekarska Arctostaphylos uva-ursi 333 róŝanecznik Ŝółty (2) Rhododendron luteum 334 wrzosiec bagienny Erica tetralix zarazowate Orobanchaceae 335 zaraza - wszystkie gatunki Orobanche spp. złoŝone Asteraceae 336 arnika górska (2) Arnica montana 337 aster gawędka Aster amellus 338 aster solny (2) Aster tripolium 339 chryzantema (złocień) Zawadzkiego Dendranthema zawadzkii 340 dziewięćsił popłocholistny (2) Carlina onopordifolia 341 dziewięćsił bezłodygowy Carlina acaulis 342 języczka syberyjska (1) (2) Ligularia sibirica 343 omieg górski Doronicum austriacum 344 ostroŝeń pannoński (2) Cirsium pannonicum 345 oŝota zwyczajna (2) Linosyris vulgaris 346 sierpik róŝnolistny (2) Serratula lycopifolia 347 szarotka alpejska Leontopodium alpinum 348 węŝymord stepowy (2) Scorzonera purpurea JEDNOLIŚCIENNE LILIOPSIDA amarylkowate Amaryllidaceae 349 śnieŝyczka przebiśnieg Galanthus nivalis 350 śnieŝyca wiosenna Leucoium vernum bagnicowate Scheuchzeriaceae 351 bagnica torfowa Scheuchzeria palustris jezierzowate Najadaceae 352 jezierza giętka (1) (2) Najas flexilis 353 jezierza mniejsza Najas minor kosaćcowate Iridaceae 354 kosaciec bezlistny (2) Iris aphylla 355 kosaciec syberyjski (2) Iris sibirica 356 mieczyk błotny (1) (2) Gladiolus paluster 357 mieczyk dachówkowaty (2) Gladiolus imbricatus 358 szafran spiski (2) Crocus scepusiensis liliowate Liliaceae 359 cebulica dwulistna (oszloch) Scilla bifolia 360 ciemięŝyca (ciemierzyca) biała (2) Veratrum album 361 ciemięŝyca (ciemierzyca) czarna (1) Veratrum nigrum 362 ciemięŝyca (ciemierzyca) zielona Veratrum lobelianum 363 czosnek syberyjski Allium sibiricum 161

162 364 kosatka kielichowa (2) Tofieldia calyculata 365 liczydło górskie Streptopus amplexifolius 366 lilia bulwkowata (2) Lilium bulbiferum 367 lilia złotogłów Lilium martagon 368 pajęcznica liliowata (2) Anthericum liliago 369 szachownica kostkowata (1) (2) Fritillaria meleagris 370 szafirek miękkolistny (2) Muscari comosum 371 śniadek cienkolistny (2) Ornithogalum collinum 372 śniadek - pozostałe gatunki Ornithogalum - pozostałe gatunki 373 zimowit jesienny (2) Colchicum autumnale obrazkowate Araceae 374 obrazki alpejskie Arum alpinum 375 obrazki plamiste Arum maculatum rdestnicowate Potamogetonaceae 376 rdestniczka (rdestnica) gęsta (1) (2) Groenlandia densa storczykowate Orchidaceae 377 buławnik - wszystkie gatunki Cephalanthera spp. 378 dwulistnik muszy (2) Ophrys insectifera 379 gnieźnik leśny Neottia nidus-avis 380 gołek białawy Leucorchis albida 381 gółka długoostrogowa (2) Gymnadenia conopsea 382 gółka wonna Gymnadenia odoratissima 383 kręczynka jesienna (1) (2) Spiranthes spiralis 384 kruszczyk - wszystkie gatunki Epipactis spp. 385 kukuczka kapturkowata Neottianthe cucullata 386 kukułka (storczyk) - wszystkie gatunki (2) Dactylorhiza spp. 387 lipiennik Loesela (1) (2) Liparis loeselii 388 listera jajowata Listera ovata 389 listera sercowata Listera cordata 390 miodokwiat krzyŝowy (1) Herminium monorchis 391 obuwik pospolity (1) (2) Cypripedium calceolus 392 ozorka zielona (2) Coeloglossum viride 393 podkolan biały Platanthera bifolia 394 podkolan zielonawy Platanthera chlorantha 395 potrostek alpejski Chamorchis alpina 396 storczyca kulista (2) Traunsteinera globosa 397 storczyk - wszystkie gatunki (2) Orchis spp. 398 storzan bezlistny Epipogium aphyllum 399 tajęŝa jednostronna Goodyera repens 400 wątlik błotny Hammarbya paludosa 401 wyblin jednolistny Malaxis monophyllos 402 Ŝłobik koralowy Corallorhiza trifida trawy Poaceae 162

163 403 kostrzewa ametystowa Festuca amethystina 404 ostnica - wszystkie gatunki (2) Stipa spp. 405 perłówka siedmiogrodzka Melica transsylvanica 406 wiechlina (wyklina) granitowa Poa granitica 407 koleantus delikatny Coleanthus subtilis turzycowate Cyperaceae 408 kłoć wiechowata Cladium mariscus 409 marzyca czarniawa Schoenus nigricans 410 marzyca ruda Schoenus ferrugineus 411 ponikło kraińskie Eleocharis carniolica 412 ponikło wielołodygowe Eleocharis multicaulis 413 przygiełka brunatna Rhynchospora fusca 414 turzyca bagienna Carex limosa 415 turzyca Davalla (2) Carex davalliana 416 turzyca delikatna Carex supina 417 turzyca patagońska Carex magellanica 418 turzyca pchla (2) Carex pulicaris 419 turzyca rozsunięta Carex divulsa 420 turzyca strunowa Carex chordorrhiza 421 turzyca Ŝycicowa Carex loliacea 422 turzyca Ŝytowata (2) Carex secalina 423 wełnianeczka alpejska Baeothryon alpinum 424 wełnianeczka darniowa Baeothryon caespitosum 425 wełnianka delikatna (1) Eriophorum gracile Ŝabieńcowate Alismataceae 426 elisma wodna (1) Luronium natans 427 kaldesia dziewięciornikowata (1) (2) Caldesia parnassifolia zosterowate Zosteraceae 428 zostera morska Zostera marina Gatunki objęte ochroną częściową DWULIŚCIENNE MAGNOLIOPSIDA araliowate Araliaceae 33 bluszcz pospolity Hedera helix bobrkowate Menyanthaceae 34 bobrek trójlistkowy Menyanthes trifoliata grzybieniowate Nymphaeaceae 35 grąŝel Ŝółty Nuphar lutea 36 grzybienie białe Nymphaea alba kokornakowate Aristolochiaceae 37 kopytnik pospolity Asarum europaeum marzanowate Rubiaceae 38 przytulia (marzanka) wonna Galium odoratum motylkowate Fabaceae 39 wilŝyna - wszystkie gatunki Ononis spp. 163

164 pierwiosnkowate Primulaceae 40 pierwiosnek (pierwiosnka) lekarski Primula veris 41 pierwiosnek (pierwiosnka) wyniosły Primula elatior przewiertniowate Caprifoliaceae 42 kalina koralowa Viburnum opulus skalnicowate Saxifragaceae 43 porzeczka czarna Ribes nigrum szakłakowate Rhamnaceae 44 kruszyna pospolita Frangula alnus toinowate Apocynaceae 45 barwinek pospolity Vinca minor złoŝone Asteraceae 46 kocanki piaskowe Helichrysum arenarium JEDNOLIŚCIENNE LILIOPSIDA liliowate Liliaceae 47 czosnek niedźwiedzi Allium ursinum 48 konwalia majowa Convallaria majalis trawy Poaceae 49 turówka leśna Hierochloë australis 50 turówka wonna Hierochloë odorata turzycowate Cyperaceae 51 turzyca piaskowa Carex arenaria Uwaga: podkreśleniem oznaczono gatunki chronione częściowo, ale moŝna je pozyskiwać do celów leczniczych czy przemysłowych. 2. Rezerwaty przyrody Są to obszary zachowane w stanie naturalnym lub mało zmienionym. Jeśli ochroną są objęte zbiorowiska roślinne, wówczas mówimy o rezerwatach leśnych, torfowiskowych, stepowych itp. W Polsce szereg stanowisk roślin chronionych znajduje ochronę równieŝ w rezerwatach. Istnieje kilka gatunków na terenie Polski, np. róŝanecznik Ŝółty, kotewka orzech wodny, dziewięćsił popłocholistny, które zajmują jedynie pojedyncze lub bardzo nieliczne stanowiska i są objęte we wszystkich miejscach swego występowania ochroną rezerwatową. Rezerwat moŝe być ścisły - wówczas jest on wyłączony spod ingerencji człowieka, lub częściowy - moŝna wtedy prowadzić pewne zabiegi hodowlane, np. poprzez wprowadzanie lub usuwanie niektórych gatunków. Dopuszcza się równieŝ na terenie rezerwatu ruch turystyczny. Liczba rezerwatów w Polsce wynosi (1996 r.) 1199 w tym 105 rezerwatów ścisłych. W granicach miasta Łodzi znajdują się dwa rezerwaty leśne - Polesie Konstantynowskie o powierzchni 9,7 ha oraz Las Łagiewnicki - 57 ha. Zarządzenie o utworzeniu rezerwatu wydaje wojewoda. Oprócz rezerwatów mających na celu ochronę flory, istnieją w Polsce jeszcze rezerwaty faunistyczne, np. rezerwaty ssaków, ptaków. 3. Parki narodowe Są to obszary stosunkowo rozległe, liczące ponad 1000 ha. Parki narodowe (skrót PN.) stanowią najwyŝszą formę ochrony przyrody. Tworzy się je dla ochrony gatunkowej roślin i zwierząt, a takŝe 164

165 piękna krajobrazu i innych osobliwości przyrody nieoŝywionej. Parki narodowe obejmują jeden lub kilka ekosystemów, mało lub w ogóle nie zmienionych przez działalność człowieka. Na obszarze parku narodowego obowiązują ograniczenia w gospodarczym uŝytkowaniu zasobów przyrody oŝywionej i nieoŝywionej. Dostępne są dla zwiedzających - pod pewnymi warunkami - w celach wypoczynkowych, wychowawczych czy kulturalnych. W obrębie parku narodowego pewne tereny mogą być uznane za rezerwaty ścisłe, pozostałe - za rezerwaty częściowe. Wokół parku narodowego wyznacza się strefę ochronną zwaną otuliną, w której obowiązują zasady ochrony środowiska w celu zabezpieczenia parku przed szkodliwym oddziaływaniem czynników zewnętrznych Rozporządzenie o utworzeniu parku narodowego wydaje Rada Ministrów, zarządza nim Minister Środowiska. Na terenie Polski istnieją obecnie (rok 2008) 23 Parki Narodowe. PoniŜej zamieszczono zestawienie polskich Parków Narodowych wraz z danymi o dacie ich utworzenia, przynaleŝności administracyjnej (województwo) i powierzchni oraz podano krótką charakterystykę przyrodniczą parku. 1. Białowieski PN. (1947 r.; 1977*), woj. podlaskie, ha. Jest to najstarszy Park Narodowy w Polsce i jeden z najstarszych w świecie. Zajmuje centralną część Puszczy Białowieskiej. Większość obszaru zajmują lasy (92% ogólnej powierzchni) bogate w gatunki roślin i zwierząt, w tym rzadkie ssaki jak Ŝubr i bóbr. Ze względu na wielkie walory przyrodnicze, Park ten został w r wpisany przez UNESCO na Listę Światowego Dziedzictwa Ludzkości. 2. Świętokrzyski PN. (1950 r. ), woj. świętokrzyskie 7626 ha. Obejmuje głównie obszary leśne (95%), połoŝony w głównym pasmie Gór Świętokrzyskich. Stanowi ochronę resztek Puszczy Jodłowej. Osobliwością Parku są gołoborza - skupiska głazów pozbawione roślinności zielnej. Gatunkiem panującym lasów jest jodła (Abies alba). 3. Babiogórski PN. (1954 r.; 1976*), woj. małopolskie, 3391 ha. 91% terenu Parku zajmują lasy, które mają tu charakter pierwotny - spotyka się jodły i buki w wieku ok. 350 lat. Obejmuje najwyŝszą część Beskidu Zachodniego, w masywie Babiej Góry. Drzewem panującym w Parku jest świerk (Picea excelsa). Z roślin zielnych ciekawym gatunkiem jest rogownica alpejska - Cerastium alpinum (rodz. Caryophyllaceae) oraz okrzyn jeleni - Laserpitium archangelica (Apiaceae) - jedyne stanowisko tego gatunku w Polsce. 4. Pieniński PN. (1954 r.) woj. małopolskie, 2346 ha, w tym 72% przypada na lasy. Stanowi ochronę przyrody Pienin ze szczytem Trzech Koron oraz z pięknem przełomu Dunajca. Flora bardzo bogata, obejmuje równieŝ gatunki endemiczne. Gatunkiem panującym lasów jest jodła. 5. Tatrzański PN. (1954 r.; 1992*), woj. małopolskie, ha, tereny leśne zajmują 71% powierzchni Parku. Obejmuje najwyŝszą część Karpat w Polsce, w tym cały obszar Tatr polskich. Jest to jedyny w Polsce fragment pasma górskiego o charakterze alpejskim. Flora Parku jest najbogatsza ze wszystkich parków narodowych polskich. Występuje wyraźnie układ piętrowy roślinności i piętro kosodrzewiny (Pinus mughus) sięga do 1800 m, wyŝej rozciąga się piętro alpejskie utworzone z muraw i niskich roślin przystosowanych do Ŝycia w surowych warunkach klimatycznych. 6. Ojcowski PN. (1956 r.), woj. małopolskie, 2145 ha, na zespoły leśne przypada 79% powierzchni Parku. Stanowi ochronę pięknej doliny Prądnika i krajobrazu urozmaiconego jaskiniami i skałami. Występuje wiele gatunków roślin podlegających ochronie ścisłej, wśród nich brzoza ojcowska - Betula oycoviensis mająca tu jedyne stanowisko w Polsce. 7. Wielkopolski PN. (1957 r.), woj. wielkopolskie, 7620 ha, z tego lasy zajmują 84%. PołoŜony w niewielkiej odległości od Poznania, co stwarza zagroŝenie dla tego Parku. Ma charakter leśny, panującymi drzewami są sosna (Pinus sylvestris) i dąb (Quercus). Lasy nie są naturalne, lecz powstały w wyniku działania człowieka. Teren Parku jest urozmaicony wzniesieniami polodowcowymi 165

166 wypełnionymi wodą jezior, których liczba wynosi 12. Wśród roślin zielnych wiele gatunków jest chronionych, jak storczyki (Orchis), goździk siny - Dianthus grationopolitanus (Caryophyllaceae) i in. 8. Kampinoski PN. (1959 r.), woj. mazowieckie, ha, lasy zajmują 74% powierzchni Parku. Stanowi ochronę Puszczy Kampinoskiej. Obejmuje zespoły leśne, bagna, torfowiska. Bogata flora, z chronionym gatunkiem chamedafne północna - Chamaedaphne calyculata (Ericaceae). UwaŜany za "płuca Warszawy" ze względu na bliskie sąsiedztwo z tym miastem. Miejsca historyczne, związane z walkami powstańczymi i masowymi egzekucjami ludności Stolicy w czasie II wojny światowej (cmentarz w Palmirach). W skład PN wchodzi Ośrodek Hodowli śubrów o powierzchni 68 ha, połoŝony w Nadleśnictwie Smardzewice, woj. łódzkie, powiat tomaszowski. 9. Karkonoski PN. (1959 r.; 1992*r.), woj. dolnośląskie, 5562 ha, z tego na lasy przypada 68%. Zajmuje północną część Karkonoszy, z najwyŝszym pasmem Sudetów, z ciekawymi formami skalnymi. W zespołach leśnych dominuje świerk i buk zwyczajny (Fagus sylvatica). Obecnie lasy są bardzo zagroŝone, część ich juŝ zamiera na skutek zanieczyszczeń powietrza przez elektrociepłownie Polski i państw sąsiednich. 10. Woliński PN. (1960 r.), woj. zachodnio-pomorskie, ha, lasy zajmują 91% jego powierzchni. PołoŜony na wyspie Wolin, reprezentuje przyrodę strefy nadmorskiej. Charakterystycznym elementem krajobrazu jest wysoki brzeg zwany klifem, stale podmywany przez fale morskie. Lasy cechuje bogactwo form i typów drzewostanów, gatunkiem panującym jest sosna. Występują ponadto piękne naturalne buczyny nadmorskie. 11. Słowiński PN. (1967 r.; 1977*), woj. pomorskie, ha. PołoŜony w pasie nadmorskim środkowego wybrzeŝa między miejscowościami Łeba i Rowy. Lasy zajmują zaledwie 1/4 powierzchni Parku, wody - 1/2, reszta to wydmy, bagna i inne tereny. Dwa jeziora przymorskie, Łebsko i Gardno są miejscem gromadzenia się licznych gatunków ptaków. Osobliwością Parku są wędrujące wydmy. Znajdują w Parku ochronę rośliny takie, jak mikołajek nadmorski - Eryngium maritimum (Apiaceae), zimoziół północny - Linnaea borealis (Caprifoliaceae) i in. Szczególne wartości przyrodnicze i naturalne zadecydowały, Ŝe Park ten został uznany przez UNESCO w 1977 r. za Światowy Rezerwat Biosfery. 12. Bieszczadzki PN. (1973 r,; 1992*), woj. podkarpackie, ha. Reprezentuje przyrodę Karpat Wschodnich, z najwyŝszym szczytem Tarnicą; połoŝony w części Polski najbardziej wysuniętej na południowy-wschód. Osobliwością krajobrazową Parku są bezleśne grzbiety wzgórz zwane połoninami. Lasy zajmują 70% powierzchni Parku, drzewem panującym jest buk. Bogata flora z gatunkami wschodniokarpackimi mającymi tu jedyne stanowiska w Polsce. * gwiazdką oznaczono rok, w którym dany PN został uznany za Światowy Rezerwat Biosfery (patrz str. 133) (przypis na dole strony) 13. Roztoczański PN. (1974 r.), woj. lubelskie, 8481 ha, na lasy przypada 94% powierzchni. PołoŜony w Małopolsce, w dzielnicy przyrodniczoleśnej Roztocza. Dobrze zachowane zdrowe lasy, z sosną, jodłą i bukiem. ZróŜnicowana flora: typowo nizinna jak i górska. 14. Gorczański PN. (1981 r.), woj. małopolskie, 7019 ha. Obejmuje głównie tereny leśne - 95% ogólnej powierzchni - z przewagą świerka. Większość flory jest typowa dla terenów górskich. Występuje tu podejźrzon lancetowaty - Bothrychium lanceolatum (Ophioglossaceae) - jedyne stanowisko tego gatunku w polskich Karpatach. 15. Wigierski PN. (1989 r.), woj. podlaskie, ha, w tym lasy zajmują 66% powierzchni. Chroni przyrodę północno-wschodniej Polski, obejmuje m. in. północną część Puszczy Augustowskiej. DuŜa liczba jezior, z których największym jest jez. Wigry. W lasach dominuje sosna i świerk; duŝa liczba gatunków porostów, co świadczy o niewielkim skaŝeniu tego środowiska. 166

167 16. Drawieński PN. (1990 r.), woj. zachodnio-pomorskie, ha, w tym lasy stanowią 92% powierzchni ogólnej Parku. PołoŜony w kompleksie leśnym Puszczy Drawskiej. Stanowi ochronę lasów, głównie sosnowych, oraz czystych dotąd wód rzek i jezior. Osobliwością jest występowanie bardzo rzadkiej w Polsce Ŝurawiny drobnolistkowej - Oxycoccus microcarpus (Ericaceae) oraz krasnorostu czystych wód, hildenbrancji - Hildenbrandtia rivularis. 17. Poleski PN. (1990 r.), woj. lubelskie, 9647 ha, na lasy przypada 68% powierzchni Parku. Obejmuje unikalne pod względem przyrodniczym tereny Pojezierza Łączyńsko-Włodawskiego, stanowiące miniaturę europejskiej tundry i lasotundry, wysuniętych najdalej na południowy-wschód naszego kontynentu. Liczne jeziora, torfowiska wysokie ze skupiskami wierzby lapońskiej - Salix lapponum i wierzby borówkolistnej - Salix myrtilloides (Salicaceeae) oraz bardzo rzadko spotykana roślina owadoŝerna, aldrowanda pęcherzykowata - Aldrovanda vesiculosa (Droseraceae). 18. Biebrzański PN. (1993 r.), woj. podlaskie, największy PN w Polsce, ha. Stanowi najcenniejszy w Europie obszar torfowiskowo-bagienny, połoŝony w kotlinie rzeki Biebrzy. Roślinność głównie torfowiskowo-bagienna z rzadkimi roślinami: turzycą Ŝycicową - Carex loliacea (Cyperaceae), skalnicą torfowiskową - Saxifraga hirculus (Saxifragaceae) oraz gnidoszem królewskim - Pedicularis sceptrum - carolinum (Scrophulariaceae). Ścisły rezerwat "Czerwone Bagno" stanowi ostoję dla duŝych ssaków, w tym dla łosia. 19. Gór Stołowych PN. (1993 r.), woj. dolnośląskie, 6280 ha. Obejmuje unikalny w skali europejskiej krajobraz Gór Stołowych, złoŝonych z licznych skałek o fantastycznych kształtach, z najwyŝszymi szczytami: Szczeliniec Wielki (919m n.p.m.) i Błędne Skały (850m). Na obszarze PN przewaŝają lasy, głównie świerkowe. Występują specyficzne łąki zwane "Sawanną ŁęŜycką" z rozrzuconymi skałkami ostańcowymi. Na terenie PN znajduje się liczące 40 ha "Wielkie Torfowisko Batorowskie" podlegające ochronie ścisłej. Rosną gatunki rzadkie jak sosna błotna - Pinus uliginosa (Pinaceae), storczyk bzowy - Orchis sambucina (Orchidaceae) oraz skalnica zwodnicza - Saxifraga rosacea (Saxifragaceae). 20. Magurski PN. (1994 r.), woj. podkarpackie, ha. PołoŜony na obszarze źródlisk rzeki Wisłoki. Lasy zajmują 86% powierzchni Parku. Stanowią one kompleksy starych naturalnych drzewostanów, pokrywających wyŝynne wzniesienia, których na terenie Parku jest 36. Pasmo malowniczych wzgórz - Magura Wątkowska - osiąga wysokość 846 m. NiŜsze partie wzniesień pokrywają olszyny i bory jodłowe, wyŝsze, powyŝej 530 m n.p.m. - buczyny oraz bory jodłowe i jodłowo-sosnowe. Roślinność głównie leśna, liczy ponad 360 gatunków roślin naczyniowych, w tym 41 są gatunkami górskimi. Bogata fauna, występuje m.in. niedźwiedź, Ŝbik, ryś oraz orzeł przedni. 21. "Bory Tucholskie" PN (1996 r.), woj. pomorskie, 4789 ha. PołoŜony na Pojezierzu Pomorskim, w zlewni rzeki Brdy. Graniczy od zachodu z jeziorami Charzykowskim i Karsińskim, wschodnia część Parku obejmuje jezioro Ostrowite. Lasy zajmują blisko 90% powierzchni Parku; stanowią one jednak niewielki fragment duŝego kompleksu leśnego Borów Tucholskich. Na obszarze PN znajduje się 18 jezior, w większości z krystalicznie czystą wodą; na ich dnie w strefie przybrzeŝnej rosną dwa rzadkie gatunki reliktowe: lobelia jeziorna - Lobelia dortmanna (Lobeliaceae) oraz z grupy Paprotników poryblin jeziorny - Isoëtes lacustris (Isoetaceae). Wśród roślin reliktowych lądowych występują m. in.: baŝyna czarna - Empetrum nigrum (Empetraceae), skalnica torfowiskowa - Saxifraga hirculus (Saxifragaceae), zimoziół północny - Linnaea borealis (Caprifoliaceae), wyblin jednolistny - Malaxis monophyllos (Orchidaceae). Do najcenniejszych przedstawicieli fauny naleŝą: puchacz - Bubo bubo, bielik - Aquila chrysetos, Ŝuraw - Grus grus, bóbr europejski - Castor fiber. 22. Narwiański PN (1996), woj. podlaskie, 7350 ha. PołoŜony jest w Dolinie Górnej Narwi, która tworzy tu trzy duŝe pętle z systemem koryt rzecznych, starorzeczy i dopływów. Liczne rozlewiska, zakola i strumienie tworzą nie spotykany obecnie w Europie krajobraz bagiennej doliny rzecznej; stąd nazywany jest "Polską Amazonią". Flora bogata w gatunki chronione, jak np. grąŝel drobny - Nuphar pumilum (Nymphaeaceae), kosaciec syberyjski - Iris sibirica (Iridaceae), storczyk krwisty - 167

168 Dactylorhiza incarnata (Orchidaceae), goździk pyszny - Dianthus superbus (Caryophyllaceae), wielosił błękitny - Polemonium coeruleum (Polemoniaceae) oraz rzadkie gatunki, np. czarci kęsik Kluka - Succisella inflexa (Dipsacaceae), przęstka pospolita - Hippuris vulgaris (Hippuridaceae). W obrębie PN znajduje się zespół parkowo-ogrodowy w miejscowości Kurów, z 17-ma pomnikami przyrody, na które składają się aleje zabytkowe i pojedyncze drzewa. Faunę reprezentują liczne (ok. 200) gatunki ptaków, w tym 31 gatunków figurujących w Polskiej Czerwonej Księdze Zwierząt, tj. takich, którym grozi wymarcie. Wśród ssaków występuje m. in. bóbr - Castor fiber, wydra - Lutra lutra i łoś - Alces alces. 23. PN Ujście Warty (2001), woj. lubuskie, 7956 ha. Utworzono go w celu ochrony unikalnych w skali Europy terenów podmokłych, będących siedliskiem lęgowym ptaków wodnych i błotnych. Znajdują one tu równieŝ miejsce Ŝerowania i odpoczynku podczas migracji jesiennych. Park obejmuje sieć wodną z rzeką Wartą i jej dopływem Postomią oraz licznymi dorzeczami i kanałami. Obszar Parku moŝna podzielić na część północną i południową, rozdzielone korytem rzeki Warty. Część południowa znajduje się przez większość miesięcy w roku pod wodą, północna obejmuje rozległe, podmokłe łąki. Flora Parku liczy ok. 400 gatunków, spośród których do ciekawszych naleŝą: z rodziny traw (Poaceae) manna mielec Glyceria aquatica, mozga trzcinowata Phalaris arundinacea, zamokrzyca ryŝowa Leersia oryzoides, wyczyniec łąkowy Alopecurus pratensis; z innych rodzin: rzepicha ziemno-wodna Rorippa amphibia (Brassicaceae), turzyca zaostrzona Carex gracilis (Cyperaceae), wilczomlecz błotny Euphorbia palustris (Euphorbiaceae), groszek błotny Lathyrus paluster (Fabaceae). W wodach kana-łów i płytkich starorzeczach występują rośliny wodne z rodziny rzęsowatych (Lemnaceae): rzęsa drobna Lemna minor, rz. garbata L. gibba, spirodela wielo-korzeniowa Spirodela polyrrhiza. Wśród krzewów rosną wierzby (Salicaceae): w. trójpręcikowa Salix triandra, w. purpurowa (wiklina) S. purpurea i w. wiciowa (witwa) S. viminalis. Nieliczne gatunki tej flory podlegają ochronie, jak grzybienie białe Nymphaea alba i grąŝel Ŝółty Nuphar luteum (Nymphaeaceae), arcydzięgiel litwor Archangelica litwor (Apiaceae) i paproć nasięźrzał pospolity Ophioglossum vulgatum (Ophioglossaceae). W miejscowości Dąbroszyn znajduje się pomnikowe drzewo, miłorząb dwuklapowy Ginkgo biloba (z gromady nago-nasiennych) z pniem liczącym 450 m w obwodzie. 4. Pomniki przyrody NaleŜą tu pomniki przyrody Ŝywej, jak pojedyncze, okazałe stare drzewa - np. dąb "Bartek" k. Zagdańska, "Dąb Jagiełły" w Puszczy Białowieskiej - lub grupy drzew, jak np. "Dęby Rogalińskie", rezerwat cisów w Borach Tucholskich, albo aleje zabytkowe, np. aleja lipowa w Rzucewie k. Pucka. Pomnikami mogą być takŝe skrawki terenu ze skupieniem interesującej roślinności (np. stepowej), która występuje na tak małym obszarze (zwykle poniŝej 0,2 ha), Ŝe nie ma podstaw do tworzenia rezerwatu. Wówczas mówimy o tzw. "Stanowiskach pomnikowych". Pomnikami są równieŝ twory przyrody nieoŝywionej, o szczególnej wartości przyrodniczej, naukowej, historycznej lub krajobrazowej, jak wodospady, skałki, jary, głazy narzutowe, jaskinie. Pomników przyrody nie wolno uŝytkować, objęte są zatem ochroną ścisłą. Chroni się je ze względów naukowych, estetycznych, historycznych. Decyzję o uznaniu obiektu za pomnik przyrody podejmuje wojewoda. 5. Parki krajobrazowe Inną formą ochrony przyrody, którą wymienia cytowana Ustawa (2004 r.) jest tworzenie parków krajobrazowych. Są to obszary o wyróŝniających się krajobrazach, przedstawiających duŝe wartości przyrodnicze, estetyczne lub kulturowe środowiska. Nie są one zatem przeznaczone ściśle do ochrony roślin, ale pośrednio jej słuŝą. Składnikiem krajobrazu jest bowiem szata roślinna będąca wyrazem jego warunków glebowych, wodnych i klimatycznych. Celem parków krajobrazowych jest: a) ochrona przyrody i krajobrazu przed nieracjonalną gospodarką i Ŝywiołową turystyką, b) zachowanie wartości przyrodniczych waŝnych z punktu widzenia naukowego. 168

169 Na terenie parku krajobrazowego dopuszczalna jest turystyka, ale tylko ustalonymi szlakami. Wokół parku tworzy się strefę ochronną (otulinę), gdzie moŝna budować obiekty noclegowe i gastronomiczne słuŝące turystom. W r liczba parków krajobrazowych w Polsce wynosiła ok W województwie łódzkim znajduje się siedem Parków Krajobrazowych, w granicach następujących powiatów: Bolimowski - w powiecie skierniewickim i łowickim, Miedzyrzecza Warty i Widawki - zduńsko-wolskim, łaskim, sieradzkim i wieluńskim, Przedborski - radomszczańskim oraz włoszczowskim (woj. świętokszyskie), Spalski - tomaszowskim, Sulejowski - piotrkowskim, Wzniesień Łódzkich - łódzkim wschodnim, Załęczański - wieluńskim, pajęczańskim oraz kłobuckim (woj. śląskie). Utworzenie parku krajobrazowego następuje w drodze rozporządzenia wojewody. 6. Obszary chronionego krajobrazu Ustawa (2004 r.) daje uprawnienia wojewodzie do wyznaczania Obszarów Chronionego Krajobrazu, mających największe po parkach narodowych i krajobrazowych wartości ekologiczne i estetyczne w danym rejonie. Stopień rygorystyczności ochrony jest tu jednak najmniejszy i ogranicza się do zapewnienia stanu równowagi ekologicznej systemów przyrodniczych. Są to tereny o mało zmienionym środowisku przyrodniczym, atrakcyjne krajobrazowo, słuŝące głównie turystyce i wypoczynkowi. W działalności gospodarczej na tych terenach wprowadza się pewne ograniczenia, polegające na zakazie wznoszenia zakładów przemysłowych i innych obiektów uciąŝliwych dla środowiska. Pozwala się natomiast budować obiekty wypoczynkowo - rekreacyjne i gastronomiczne. W Polsce (1997 r.) zarejestrowano 392 obszary chronionego krajobrazu. 7. UŜytki ekologiczne Szczególną formą ochrony przyrody są UŜytki Ekologiczne. Cytowana ustawa o ochronie przyrody (Art. 42) definiuje je następująco: UŜytkami ekologicznymi są zasługujące na ochronę pozostałości ekosystemów, mających znaczenie dla zachowania unikatowych zasobów genowych i typów środowiska, jak: naturalne zbiorniki wodne, śródpolne i śródleśne oczka wodne, kępy drzew i krzewów, bagna, torfowiska, wydmy, płaty nie uŝytkowanej roślinności, starorzecza, wychodnie skalne, skarpy, kamieńce itp.. UŜytki ekologiczne odgrywają waŝną rolę w krajobrazie, zwłaszcza rolniczym, jaki dominuje w Polsce. Ich ochrona wzbogaca dane środowisko w gatunki roślin dziko rosnących, co stwarza dogodne warunki do osiedlania się i bytowania poŝytecznych ptaków, owadów i innych organizmów. Te z kolei Ŝywią się m.in. pasoŝytami roślin uprawnych, jak zboŝa i inne. Ustanawianie uŝytków ekologicznych stanowi więc pewną formę biologicznej walki ze szkodnikami tych roślin. UŜytki ekologiczne mają teŝ znaczenie ekonomiczne: są źródłem określonych roślin leczniczych i miododajnych. W Polsce do końca roku 1997 zarejestrowano uŝytki ekologiczne, w tym w województwie łódzkim - ok Tereny uŝytków ekologicznych wyznacza wojewoda lub samorząd gminy. 8. Obszary Natura 2000 Minister Środowiska wyznacza na terenie Polski sieć obszarów Natura 2000, która obejmuje: 1. Obszary specjalnej ochrony ptaków, 2. Specjalne obszary ochrony siedlisk. Program Natura 2000 powstał w krajach Unii Europejskiej. Jego celem jest ochrona najcenniejszych i najbardziej reprezentatywnych ekosystemów Europy, wraz z towarzyszącą florą i fauną. W skład obszarów Natura 2000 mogą wchodzić części lub całość obiektów przyrodniczych naleŝących do form ochrony przyrody, opisanych wyŝej w punktach 1-7. Wyznaczenie określonych typów siedlisk przyrodniczych oraz wskazanie gatunków roślin i zwierząt w ramach obszarów Natura 169

170 2000 ma na celu ochronę szczególnie cennych i zagroŝonych wyginięciem składników róŝnorodności biologicznej. Lista obszarów specjalnej ochrony ptaków oraz siedlisk na terenie Polski jest udostępniona Komisji Europejskiej. W województwie łódzkim do obszarów Natura 2000 naleŝy znaczna część Bolimowskiego Parku Krajobrazowego o powierzchni ha, która nosi nazwę Puszcza Bolimowska. Obejmuje ona piękne krajobrazy (m. in. dolinę rzeki Rawki), florę liczącą ok gatunków roślin naczyniowych (w tym ok. 200 chronionych, rzadkich i ginących) oraz faunę z ponad 160 gatunkami zwierząt chronionych. 9. Międzynarodowe organizacje ochrony przyrody W r powstała Międzynarodowa Unia Ochrony Przyrody i Jej Zasobów (skrót: UICN), której członkami są równieŝ trzy organizacje polskie: Państwowa Rada Ochrony Przyrody, Komitet Ochrony Przyrody i Jej Zasobów przy Polskiej Akademii Nauk, Liga Ochrony Przyrody. W porozumieniu Unii z ONZ-owską Organizacją d/s Oświaty, Nauki i Kultury (UNESCO) utworzono Światowe Rezerwaty Biosfery (ŚRB). Są to obszary chronione, obejmujące naturalne ekosystemy. Celem tych Rezerwatów jest zapewnienie trwałości biosfery w skali regionalnej i światowej. Na terenie Polski do Światowych Rezerwatów Biosfery zaliczono sześć Parków Narodowych (patrz Lista Parków) oraz trzy Rezerwaty Międzynarodowe: "Karpaty Wschodnie", "Tatry" i "Karkonosze"; ich części po stronie polskiej pokrywają się z obszarami Parków Narodowych graniczących z Ukrainą, Słowacją i Czechami (odpowiednio: Bieszczadzki PN, Tatrzański PN i Karkonoski PN); druga część Rezerwatów naleŝy do wymienionych krajów; ponadto zaliczono do Światowego Rezerwatu Biosfery "Jezioro Łuknajno" na Pojezierzu Mazurskim, będące ostoją i miejscem lęgów wielu gatunków ptaków. UNESCO utworzyła w r Listę Światowego Dziedzictwa Ludzkości w celu ochrony obiektów mających wyjątkową wartość z punktu widzenia estetyki i nauki. Na Liście znalazły się dwa obiekty polskie: Rezerwat Grota Kryształowa w Wieliczce oraz Białowieski Park Narodowy - jedyny w Polsce park narodowy o tak duŝym wskaźniku ochrony ścisłej, uznany za jeden z najcenniejszych obszarów chronionych w Europie. 170

171 Część X. BIOTECHNOLOGIA ROŚLIN Biotechnologia roślin zajmuje się praktycznym wykorzystaniem roślinnych kultur in vitro w ogrodnictwie, rolnictwie, leśnictwie (mikropropagacja, selekcja nowych, cennych odmian) i w przemyśle farmaceutycznym (produkcja związków naturalnych pochodzących z roślin). Kultury in vitro (kultury tkankowe) to hodowle protoplastów, komórek, tkanek lub organów roślinnych na sztucznych podłoŝach, w sterylnych, ściśle kontrolowanych warunkach. Podstawą rozwoju hodowli in vitro jest totipotencja komórek roślinnych, czyli zdolność odtworzenia całej rośliny z pojedynczej komórki somatycznej (lub protoplastu). Pierwsze prace eksperymentalne w tym kierunku prowadził niemiecki badacz Haberlandt, juŝ w 1902 roku. Jednak jego badania zakończyły się niepowodzeniem. Przyczyną było uŝycie do hodowli wysoko wyspecjalizowanych komórek (np. komórki szparkowe, włoski), często pochodzących z roślin jednoliściennych, trudnych do regeneracji w warunkach in vitro. Ponadto, Haberlandt stosował proste podłoŝa (podłoŝe Knoppa), zawierające sole mineralne i kilka składników organicznych (sacharozę, ekstrakt droŝdŝowy), bez regulatorów wzrostu, które są niezbędne dla zapoczątkowania i utrzymania podziałów komórkowych. Milowym krokiem w rozwoju roślinnych kultur in vitro było poznanie w 1926 roku, właściwości auksyny kwasu β-indolilooctowego (IAA), wykrytego wiele lat wcześniej (1885r.) przez Salkowskiego. W 1922 roku Robbins i Kotte, niezaleŝnie od siebie, uzyskali kulturę korzeni grochu i kukurydzy, ale wzrost korzeni był krótkotrwały. Ciągły wzrost korzeni pomidora w kulturze in vitro osiągnął w 1934 roku White. Natomiast Gautheret i Nobecourt (w 1939 roku), niezaleŝnie od siebie, otrzymali tkankę kalusową z fragmentów korzenia marchwi. Obaj badacze dla wzrostu zastosowali kwas β-indoilooctowy. Dalszy postęp w kulturze tkanek i komórek roślinnych wiąŝe się z odkryciem przez Skooga (1948r), Ŝe adenina i jej pochodne stymulują proliferację komórek roślinnych. Jako pierwsza z grupy cytokinin, została wyizolowana kinetyna, podczas frakcjonowania ekstraktu droŝdŝowego (Skoog, Miller, Okumura, Van Saltza i Strong,1955). Pozwoliło to na wyeliminowanie mleka kokosowego i ekstraktów roślinnych i wykorzystanie podłoŝy ściśle zdefiniowanych pod względem chemicznym. W 1957 roku Skoog i Miller w klasycznym doświadczeniu z tkanką kalusową tytoniu stwierdzili, Ŝe kierunek morfogenezy w warunkach in vitro uzaleŝniony jest w znacznym stopniu od stosunku auksyny do cytokininy w podłoŝu. W 1958 roku Steward i Reinert, niezaleŝnie od siebie, uzyskali embriogenną tkankę kalusową marchwi tworzącą zarodki somatyczne, z których rozwijały się całe rośliny. W ten sposób została zrealizowana podstawowa w kulturze in vitro zasada totipotencji komórek roślinnych. Warunki prowadzenia kultur in vitro Roślinne kultury in vitro prowadzone są na specjalnych podłoŝach, umoŝliwiających wzrost i rozwój komórek odizolowanych od organizmu macierzystego. PodłoŜa te są odpowiednie zarówno dla wzrostu komórek roślinnych jak i mikroorganizmów (bakterie, grzyby). Drobnoustroje charakteryzują się znacznie wyŝszą szybkością wzrostu niŝ komórki roślinne. Dlatego podstawowym warunkiem w hodowli in vitro jest zachowanie zasad aseptyki. Przeszczepów dokonuje się w specjalnej komorze, z nawiewem sterylnego powietrza. PodłoŜa oraz uŝywane narzędzia muszą być sterylne. OdkaŜony powinien być równieŝ materiał roślinny wykorzystany do zapoczątkowania hodowli. PodłoŜa W kulturach in vitro stosuje się wiele róŝnych zestawów poŝywek. Wybór poŝywki zaleŝy od rodzaju kultury, którą chcemy prowadzić i przynaleŝności systematycznej rośliny, którą chcemy hodować. Wcześniej (Haberlandt 1902, Gautheret 1934, White 1934) stosowano podłoŝa z dodatkiem 171

172 naturalnych wyciągów (mleka kokosowego, ekstraktu droŝdŝowego). Obecnie jednak preferuje się prowadzenie kultur na podłoŝach o ściśle zdefiniowanym składze chemicznym. Do najczęściej stosowanych naleŝą podłoŝa: Murashige i Skooga (MS); Gamborga i wsp. (B5); Nitscha i Nitscha (NN) oraz Schenka i Hildebrandta (SH). Skład tych podłoŝy podano w tabeli 1. KaŜda poŝywka powinna zawierać składniki odŝywcze: makro- i mikroelementy, źródło węgla i energii, witaminy, regulatory wzrostu i czasami azot organiczny. PoŜywki powinny mieć odpowiednie ph, ciśnienie osmotyczne i być jałowe. PodłoŜa sterylizuje się w autoklawie (przy 121 C i 105 kpa) przez min. Składniki poŝywek labilne w wysokich temperaturach (np. niektóre regulatory wzrostu) muszą być sterylizowane przez filtrację na sączkach (0,2 µm) i dodawane do wysterylizowanego podłoŝa. Przed autoklawowaniem ustala się ph poŝywki, powinno ono wynosić ok. 5,7. Makro- i mikroelementy Makroelementy dodawane są do podłoŝy w stęŝeniu wyŝszym niŝ 30 mg/l i obejmują związki azotu nieorganicznego (azotany i sole amonowe), fosforu (najczęściej jako PO 4-3 ), potasu i siarki (w postaci siarczanów). Do makroelementów naleŝą równieŝ wapń, magnez. Makroelementy odgrywają waŝną rolę w biosyntezie protein (szczególnie N i S), nukleotydów (P, N, S), powstawaniu ściany komórkowej (Ca), w integralności błon plazmatycznych (Mg, Ca) i jako kofaktory enzymów (Mg). Mikroelementy dodawane są do podłoŝy w niskich stęŝeniach (1-3 µm). Są to sole manganu, cynku, boru, miedzi, kobaltu i molibdenu. Działają one jako kofaktory enzymów roślinnych. Aktywatorem niektórych enzymów jest równieŝ Ŝelazo, dodawane do poŝywek w mm, najczęściej jako FeSO 4 w połączeniu ze związkiem chelatowym EDTA (kwas etylenodiaminotetraoctowy). Kompleks Fe- EDTA jest łatwiej przyswajalny przez tkanki i komórki hodowane in vitro. Źródło węgla Kultury roślinne zwykle nie wytwarzają chlorofilu (lub wytwarzają go w małych ilościach) i wymagają obecności węglowodanów w podłoŝu. Wyjątek stanowią linie fotoautotroficzne, które same prowadzą proces fotosyntezy wykorzystując CO 2. Znane są równieŝ linie fotomiksotroficzne, dla których źródłem węgla są zarówno węglowodany dostarczane w podłoŝu jak i CO 2. Węglowodanem najczęściej wykorzystywanym jako źródło węgla w hodowli in vitro jest sacharoza. Ten dwucukier dodawany jest do poŝywek w stęŝeniu 2-3%. StęŜenie sacharozy w podłoŝu ma istotny wpływ zarówno na wzrost tkanek i komórek, jak i ich właściwości np. zdolność do biosyntezy róŝnego typu metabolitów wtórnych. Niekiedy sacharoza moŝe być zastąpiona glukozą. Przykładowo pędy przybyszowe z blaszki liściowej papryki rocznej (Capsicum annuum) tworzą się jedynie w obecności glukozy, jako źródła węgla. Inne węglowodany (fruktoza, laktoza, maltoza, skrobia) są raczej nieodpowiednie dla wzrostu tkanek i komórek roślinnych. Witaminy ChociaŜ komórki roślinne same syntetyzują witaminy, to ilości te są niewystarczające dla większości hodowanych in vitro roślin i konieczne jest wprowadzenie tych związków do podłoŝa. Dotyczy to szczególnie witamin z grupy B (tiamina, pirydoksyna, biotyna). Ponadto do podłoŝy dodawany jest często mezoinozytol (alkoholowa pochodna cukrów prostych, podstawowy składnik fosfolipidów, występujących w błonach cytoplazmatycznych), kwas nikotynowy i czasami kwas pantotenowy. Źródła azotu organicznego Do podłoŝy wprowadza się czasami azot organiczny, w postaci pojedynczych aminokwasów (glicyna, glutamina, asparagina) lub ich mieszaniny - hydrolizatu kazeiny (0,02-0,1%). 172

173 Regulatory wzrostu Wzrost komórek i tkanek w kulturze in vitro oraz kierunek ich rozwoju zaleŝą od rodzaju i stęŝenia regulatorów wzrostu w podłoŝu. Regulatory wzrostu (substancje wzrostowe) to związki organiczne, które w bardzo małych ilościach (wykluczających ich działanie odŝywcze) pobudzają, hamują lub w inny sposób modyfikują procesy fizjologiczne roślin. Do regulatorów wzrostu zalicza się zarówno substancje endogenne, a więc powstające w roślinie (te substancje określamy równieŝ jako hormony roślinne - fitohormony), jak i substancje egzogenne, czyli wprowadzone z zewnątrz, najczęściej syntetyczne, nie występujące w roślinach. W kulturach in vitro wykorzystywane są głównie dwie grupy substancji wzrostowych: auksyny i cytokininy. RóŜne gatunki roślin, a nawet eksplantaty pochodzące z tej samej rośliny, ale z róŝnych tkanek lub pobrane w róŝnym stadium rozwoju, w kulturze in vitro mogą mieć róŝne wymagania w stosunku do regulatorów wzrostu, co ma związek z róŝnicami w endogennym poziomie tych substancji. W kulturach kalusa przebywających przez dłuŝszy czas na poŝywce z auksyną i/ lub cytokininą moŝe wystąpić zdolność do endogennej biosyntezy wystarczających ilości fitohormonów. Wynikiem tego jest autotrofizm tkanki w odniesieniu do regulatorów wzrostu. Zjawisko takie określamy jako przyzwyczajenie, anergizację lub habituację. Zaobserwował to po raz pierwszy Gautheret (1946 roku), który otrzymał kulturę kalusową marchwi rosnącą na podłoŝu bez auksyny. Zmiany te mają charakter epigenetyczny tj. róŝnią się od somatycznych mutacji wysoką częstością i potencjalną odwracalnością. Auksyny Auksyny odgrywają zasadniczą rolę w fizjologii wzrostu i róŝnicowaniu komórek roślinnych. Pobudzają wzrost wydłuŝeniowy, indukują tworzenie korzeni (chociaŝ mogą hamować ich wydłuŝanie), odpowiadają za dominację wierzchołkową, reakcje troficzne oraz wykształcanie się tkanek przewodzących. Są wytwarzane głównie w młodych częściach rośliny, w wierzchołkach pędów, rozwijających się liściach i młodych owocach. W kulturach in vitro auksyny inicjują podziały komórkowe, co prowadzi do wytwarzania kalusa; stymulują tworzenie korzeni i indukują somatyczną embriogenezę. Naturalną auksyną wykorzystywaną w kulturach roślinnych jest kwas 3-indolilooctowy (IAA). PoniewaŜ IAA jest łatwo rozkładany przez enzymy roślinne, częściej stosuje się auksyny syntetyczne, takie jak kwas 3-indolilomasłowy (IBA), kwas naftylo-1-octowy (NAA), kwas 2-naftoksyoctowy (NOA), kwas 2,4-dichlorofenoksyoctowy (2,4-D). Wykorzystywane są równieŝ pochodne kwasu pikolinowego (kwas 4-amino-3,5,6- trichloropikolinowy - picloram) oraz benzoesowego (kwas 2-metyloksy-3-6-dichlorobenzoesowy - dicamba) (ryc. 125). Auksyny odznaczają się róŝną fizjologiczną aktywnością: np. 2,4-D jest 8-12 razy bardziej aktywny od IAA, dlatego tę auksynę stosuje się w niŝszych stęŝeniach, zwykle nie przekraczających 1mg/L. StęŜenie i rodzaj auksyny w podłoŝu uzaleŝnione są równieŝ od rodzaju prowadzonej kultury. 173

174 Ryc Auksyny wykorzystywane w hodowlach in vitro. Stosowane w stęŝeniach M Cytokininy Cytokininy są pochodnymi puryn. W roślinie pobudzają podziały komórkowe oraz opóźniają procesy starzenia. Zasadniczym miejscem syntezy cytokinin są wierzchołki korzeni. Cytokininy są bardzo aktywne w regulacji morfogenezy roślin, głównie przez znoszenie dominacji wierzchołkowej w pędach, co powoduje rozwój pędów bocznych. W hodowlach in vitro wykorzystuje się cytokininy naturalne oraz syntetyczne. Do najbardziej znanych naturalnych cytokinin naleŝą: zeatyna - pierwsza wyizolowana (z niedojrzałych ziarniaków kukurydzy) i zidentyfikowana cytokinina; w roślinach występuje jako wolna zasada, a takŝe w połączeniu z rybozą i resztą kwasu fosforowego;.dihydrozeatyna, 6-(dimetyloalliloamino)-puryna (2iP). Z syntetycznych cytokinin wysoką aktywnością charakteryzuje się kinetyna i 6-benzyloadenina (BA). Istnieje takŝe grupa związków nie purynowych, które mają właściwości cytokinin. Są to pochodne mocznika. Z tych związków w kulturach in vitro zastosowanie znalazł tidiazuron (TDZ) (ryc. 126). 174

175 Ryc Cytokininy wykorzystywane w hodowlach in vitro. Stosowane stęŝenia M Inne regulatory wzrostu Czasem w hodowli in vitro stosowane są gibereliny i kwas abscysynowy. Gibereliny syntetyzowane są w wierzchołkach korzeni, rozwijających się liściach, nasionach i owocach. Dotąd poznano w roślinach wyŝszych ponad 80 tego typu związków Podstawową funkcją gibereliny w kulturach in vitro jest pobudzanie wydłuŝania międzywęźli pędów. Najczęściej stosuje się kwas giberelinowy (GA 3 ), dla wydłuŝania pąków bocznych i przybyszowych. Kwas abscysynowy (ABA) w roślinach działa przede wszystkim jako inhibitor wzrostu. W kulturach in vitro umoŝliwia m.in. prawidłowy rozwój zarodków somatycznych u niektórych gatunków roślin. Bierze udział w dojrzewaniu zarodków somatycznych. Zwiększa takŝe tolerancję roślin na niską temperaturę, dlatego często uŝywany jest w krioprezerwacji. Agar, woda PodłoŜa mogą być płynne (składniki poŝywki są rozpuszczone w wodzie) lub stałe (roztwór wodny zestalony jest agarem). StęŜenie agaru w podłoŝach wynosi zwykle 0,7-0,8%. 175

176 Tabela 1. Skład podłoŝy najczęściej stosowanych w hodowli in vitro Składniki Makroelementy KNO 3 NH 4 NO 3 NH 4 H 2 PO 4 (NH 4 ) 2 SO 4 MgSO 4 7H 2 O CaCl 2 2H 2 O KH 2 PO 4 NaH 2 PO 4 H 2 O Mikroelementy MnSO 4 H 2 O MnSO 4 4H 2 O KJ H 3 BO 3 ZnSO 4 7H 2 O CuSO 4 5H 2 O NaMoO 4 2H 2 O CoCl 2 6H 2 O Murashige i Skoog (MS) (1962) ,3 0,83 6,2 8,6 0,025 0,25 0,025 StęŜenie (mg/l) Schenk i Hildebrandt (SH) (1972) ,0 5,0 1,0 0,2 0,1 0,1 Gamborg (B5) (1968) ,75 3,0 2,0 0,025 0,25 0,025 Nitsch i Nitsch (NN) (1969) ,025 0,25 FeSO 4 7H 2 O Na 2 EDTA Związki organiczne kwas nikotynowy chlorowodorek pirydoksyny cholrowodorek tiaminy biotyna kwas foliowy mezoinozytol glycyna sacharoza 27,8 37,3 0,5 0,5 0, , ,0 20,0 5,0 0,5 5, ,8 37,3 1,0 1,0 10, ,8 37,3 5,0 0,5 0,5 0,05 0, , Warunki fizyczne w kulturach in vitro Na przebieg procesów rozwojowych tkanek i komórek w warunkach in vitro wpływa równieŝ temperatura, oświetlenie, wilgotność. Kultury prowadzi się zazwyczaj w stałej temperaturze, która powinna wynosić C, zaleŝnie od gatunku rośliny. Istotne znaczenie ma oświetlenie: długość fali świetlnej, natęŝenie, czas ekspozycji (fotoperiod). Najkorzystniejsze jest światło o długości fali w zakresie nm, przy natęŝeniu µmol m -2 s -1. Stosowanie fotoperiodu (zmienność dnia i nocy) zwykle korzystnie wpływa na rozwój komórek i proces morfogenezy. Niektóre rodzaje kultur (np. kultury korzeni) moŝna prowadzić w całkowitej ciemności. Wilgotność względna w pomieszczeniu do hodowli tkanek i komórek roślinnych powinna wynosić ok. 70%. 176

177 Eksplantaty Eksplantat to fragment tkanki lub organu rośliny uŝyty do zapoczątkowania hodowli (patrz str. 182). Materiału dostarczają najczęściej aseptycznie wyhodowane siewki, ale źródłem eksplantatów mogą być równieŝ rośliny pochodzące ze stanu dzikiego lub z uprawy. UŜycie eksplantatów pochodzących z rosnących w gruncie roślin wiąŝe się z większą moŝliwością zakaŝeń, związanych z mikroorganizmami występującymi zarówno na powierzchni jak i wewnątrz eksplantatu (endogenne zakaŝenia). Przy wyborze eksplantatu naleŝy brać pod uwagę jego wiek (im młodszy eksplantat tym więcej zawiera endogennych auksyn i łatwiej będzie tworzył kalus); naleŝy takŝe uwzględnić jego lokalizację w roślinie czy organie (efekt pozycji) oraz kondycję rośliny, z której pochodzi eksplantat. Najodpowiedniejsze są organy z młodych intensywnie rosnących roślin, zawierające tkanki merystematyczne. O powodzeniu hodowli moŝe decydować równieŝ pora roku, podczas której pobiera się materiał roślinny; merystemy wtórne (np. kambium) roślin drzewiastych ze strefy umiarkowanej tracą aktywność w okresie zimowym. OdkaŜanie materiału roślinnego Wybrany do hodowli eksplantat naleŝy poddać dezynfekcji. Środek odkaŝający, jego stęŝenie i czas działania powinny być tak dobrane, Ŝeby nie zniszczyć odkaŝanego materiału, a jednocześnie usunąć całą florę mikrobiologiczną zarówno z powierzchni jak i wnętrza eksplantatu. Po dokładnym umyciu pod bieŝącą wodą, materiał roślinny umieszcza się w absolutnym etanolu (na kilkanaście sekund), aby ułatwić dostęp środka dezynfekującego (odkaŝanie wstępne). PoniŜej podano substancje uŝywane najczęściej do właściwego odkaŝania materiału roślinnego. Środek odkaŝający StęŜenie % Czas sterylizacji (min.) podchloryn sodu podchloryn wapnia nadtlenek wodoru azotan srebra chlorek rtęci 0, , Do odkaŝania moŝna równieŝ uŝywać handlowych preparatów wybielających, takich jak Clorox, Domestos itp. Dodatek detergenta (np. Tween 20) moŝe ułatwić penetrację środka odkaŝającego w głąb tkanek. Po wyjałowieniu, materiał roślinny przemywa się kilkakrotnie sterylną wodą. Rodzaje kultur in vitro Kultury kalusowe Kalus to masa komórek niezróŝnicowanych morfologicznie komórek miękiszowych, o róŝnym kształcie i wielkości, zachowujących zdolność do ciągłych podziałów. W naturze tkanka kalusowa powstaje w wyniku odpowiedzi rośliny na uraz mechaniczny, zasklepiając uszkodzone miejsca (tkanka przyranna). W warunkach in vitro kalus otrzymuje się po umieszczeniu eksplantatu na odpowiedniej, stałej (agarowej) poŝywce. Komórki na uciętych powierzchniach eksplantatu zaczynają intensywnie się dzielić. Jest to wynik wzmoŝonej syntezy auksyn w odpowiedzi na zranienie tkanek. Proces tworzenia tkanki kalusowej określamy jako dedyferencjację, czyli odróŝnicowanie się komórek eksplantatu. Inicjacja tkanki kalusowej wymaga, w zaleŝności od rośliny, od 3 do 8 tygodni. Np. kalus pomidora powstaje juŝ po 2-3 tygodniach, ale dla inicjacji kalusa cebuli potrzeba 7-8 tygodni. Kalus tworzący się na powierzchni eksplantatu stanowi kulturę pierwotną. Przenoszenie kalusa co pewien czas (zwykle 177

178 co 4-6 tygodni) na świeŝe podłoŝe, czyli pasaŝowanie, pozwala na utrzymanie ciągłego wzrostu i uzyskanie właściwej kultury kalusowej (ryc. 127). Tkanki kalusowe mogą róŝnić się intensywnością wzrostu, strukturą, twardością, zabarwieniem (białe, Ŝółte, zielone, czerwone, brązowe) lub stopniem zróŝnicowania; obok róŝnej wielkości komórek miękiszowych kalusy mogą zawierać naczynia o mniej lub bardziej zdrewniałych ścianach komórkowych, centra aktywności merystematycznej. Morfologia i wzrost kalusa zaleŝą od genotypu rośliny, z której został otrzymany, rodzaju eksplantatu, składu podłoŝa i warunków hodowli. Poprzez zmiany w składzie podłoŝa proces dedyferencjacji moŝna odwrócić i doprowadzić do powtórnego róŝnicowania się (dyferencjacja) oraz powstania na kalusie zorganizowanych struktur (pąków, pędów, korzeni, zarodków somatycznych). Proces ten określamy, jako organogenezę tkanki kalusowej (tworzenie pąków, pędów i/lub korzeni przybyszowych) (str ) lub somatyczną embriogenezę (tworzenie zarodków somatycznych) (str ). Kalus wykorzystuje się głównie do regeneracji roślin metodą organogenzy i somatycznej embriogenezy (mikrorozmnaŝanie). Z kalusa otrzymuje się równieŝ kultury zawiesinowe. Ryc Tkanka kalusowa szałwii (Salvia Przewalskii) po 28 dniach hodowli (Skala 1 cm.), (oryg. aut.) Kultury zawiesinowe Kultury zawiesinowe (komórkowe) otrzymujemy po umieszczeniu kalusa w płynnej, wytrząsanej poŝywce. Wytrząsanie powoduje rozbicie tkanki kalusowej oraz umoŝliwia dostęp tlenu do rosnących komórek i wymianę gazową. Zwykle intensywność wytrząsania wynosi obrotów/min. Kultura zawiesinowa składa się z pojedynczych komórek oraz róŝnej wielkości agregatów komórkowych. W otrzymywaniu kultury zawiesinowej waŝną rolę odgrywa struktura uŝytego kalusa, wielkość inokulatu oraz skład podłoŝa. UŜyta do zapoczątkowania tkanka kalusowa powinna charakteryzować się intensywnym wzrostem i luźną, podatną na rozbicie strukturą. Ilość kalusa potrzebna do inicjacji zawiesiny nie powinna być mniejsza niŝ 2-3g/100 ml podłoŝa. W warunkach laboratoryjnych kultury zawiesinowe prowadzi się w kolbach Erlenmeyera o róŝnej objętości (hodowla okresowa ang. batch culture). Objętość poŝywki powinna być dobrana do uŝytego naczynia np. 20 ml przy 100 ml kolbach lub 70 ml przy 250 ml kolbach. Wzrost komórek w kulturze zawiesinowej trwa do wyczerpania składników odŝywczych. Przyczyną jego zatrzymania moŝe być równieŝ akumulacja w podłoŝu produktów metabolizmu komórek. Aby podtrzymać wzrost i podziały komórkowe konieczne jest pasaŝowanie kultury tzn. przeniesienie określonej objętości zawiesiny do świeŝej poŝywki. Czas trwania pasaŝu zaleŝy od intensywności 178

179 wzrostu komórek w zawiesinie; szybszy wzrost powoduje szybsze wyczerpywanie się składników odŝywczych i konieczność częstszej wymiany poŝywki. Zwykle częstość pasaŝowania wynosi dni. Zawiesinę intensywnie rosnącą, dającą powtarzalne przyrosty biomasy w kolejnych pasaŝach określamy jako ustabilizowaną kulturę zawiesinową. Ustabilizowanie wymaga prowadzenia kultury przez wiele miesięcy, a nawet lat. Jednak nawet ustabilizowane kultury są zawsze w mniejszym lub większym stopniu heterogenne, zawierają komórki w róŝnych stadiach rozwojowych i ich właściwości (np. zdolność do morfogenezy czy produkcji metabolitów ) mogą zmieniać się wraz z wiekiem kultury. Wzrost zawiesiny ocenia się najczęściej na podstawie przyrostu świeŝej i suchej masy. ŚwieŜą masę oznacza się po odsączeniu (pod ciśnieniem, na lejku Büchnera) płynnego podłoŝa. Pozostałe na sączku komórki waŝy się i po uwzględnieniu masy sączka otrzymuje się świeŝą masę w g (mg)/kolbę lub litr kultury. Po oznaczeniu świeŝej masy komórki suszy się w temperaturze 100 C przez 1 godzinę, a następnie w temp. 80 C przez 24 godziny (do uzyskania stałej masy). Suchą masę wyraŝa się w mg/kolbę lub litr kultury. Inne wskaźniki wzrostu zawiesiny to: liczba komórek na jednostkę objętości (gęstość); całkowita objętość komórek (PCV) (ang. packed cell volume); próbki zawiesiny o określonej objętości przenosi się do kalibrowanych probówek, odwirowuje (100g; 10 min) i odczytuje objętość jaką zajmują komórki; dla intensywnie rosnących zawiesin PCV wynosi zwykle 40-50% całkowitej objętości zawiesiny; czas podwojenia populacji - td (ang. doubling time) określa czas (dni, godziny), w którym następuje podwojenie liczby komórek (świeŝej lub suchej masy) w stosunku do gęstości wyjściowej. Ustala się go na podstawie krzywej wzrostu. Parametrem monitorującym wzrost kultur zawiesinowych moŝe być takŝe konduktancja, czyli wyznaczanie przewodnictwa elektrycznego podłoŝa. W podłoŝu w pełni zdefiniowanym pod względem chemicznym wartość konduktancji jest uzaleŝniona od stęŝenia soli mineralnych. Wraz ze wzrostem biomasy i stopniowym wyczerpywaniem się składników odŝywczych obserwuje się obniŝanie się wartości konduktancji. Krzywa wzrostu kultury zawiesinowej Krzywa charakteryzująca wzrost komórek w zawiesinie rosnącej w kolbach ma kształt sinusoidalny (ryc. 128 ) i moŝna w niej wyróŝnić 5 faz: - faza początkowa (lag faza), trwa od przeniesienia komórek do świeŝej poŝywki (początek cyklu wzrostu) do rozpoczęcia podziałów komórkowych; komórki zwiększają swoje rozmiary i przygotowują się do podziałów; faza wzrostu wykładniczego (eksponencjalna), w której podziały komórkowe i przyrost biomasy są bardzo intensywne; komórki mają najmniejsze rozmiary, a stopień agregacji jest najwyŝszy; faza wzrostu liniowego, podczas której liczba komórek oraz świeŝa i sucha masa rosną prawie liniowo, a tempo wzrostu jest w przybliŝeniu stałe; faza opóźnionego(zwolnionego) wzrostu spada tempo podziałów komórkowych oraz przyrostu świeŝej i suchej masy; faza stacjonarna - komórki praktycznie przestają się dzielić, ich liczba utrzymuje się na stałym poziomie lub spada, rozpoczyna się proces starzenia kultury; komórki znajdujące się w tej fazie naleŝy przenieść do świeŝego podłoŝa, co rozpoczyna nowy cykl wzrostu. NaleŜy zauwaŝyć, Ŝe w przebiegu cyklu wzrostu kultur zawiesinowych nie zawsze moŝna wyraźnie wyodrębnić 5 faz. Niektórzy badacze fazę wykładniczą i liniową traktują łącznie i określają jako fazę eksponencjalną lub logarytmiczną. 179

180 Ryc Krzywa wzrostu kultury zawiesinowej w cyklu hodowlanym; cyframi oznaczono kolejne fazy: 1. początkowa; 2. wykładnicza; 3.liniowa; 4. opóźnionego wzrostu; 5. stacjonarna Kultury zawiesinowe ze względu na wysoki przyrost biomasy, stosunkowo krótki (w porównaniu z kulturami kalusowymi) cykl wzrostu i moŝliwość prowadzenia hodowli na duŝą skalę w bioreaktorach są szczególnie przydatne dla biosyntezy metabolitów wtórnych (str. 190). Są takŝe wykorzystywane jako model doświadczalny w róŝnego typu badaniach np. metabolizmu komórek i ich róŝnicowania. RóŜnicowanie tkanek i komórek w hodowli in vitro Tkanki kalusowe lub komórki z hodowli zawiesinowej mogą w odpowiednich warunkach wykazywać zdolność do somatycznej embriogenezy (róŝnicowanie zarodków somatycznych) lub organogenezy (regeneracja organów przybyszowych: pąków, pędów lub korzeni). Powstawanie zarodków somatycznych In vivo, w roślinach, zarodek powstaje z zygoty. Z komórki tej na drodze licznych podziałów tworzą się kolejne stadia rozwojowe zarodka: kuliste, sercowate i końcowe dwubiegunowe stadium torpedy, z wyraźnie zaznaczonymi liścieniami i stoŝkiem wzrostu pędu na jednym biegunie oraz stoŝkiem wzrostu korzenia na przeciwległym biegunie. 180

181 Ryc Kolejne stadia rozwojowe zarodka zygotycznego i somatycznego u roślin dwuliściennych (wg 8) W hodowli in vitro z komórek wegetatywnych kalusa lub zawiesiny mogą rozwijać się struktury przypominające zarodki zygotyczne. Struktury te zwane są zarodkami somatycznymi. Kultury róŝnicujące takie zarodki określamy jako embriogenne. Badania embriogennego kalusa selera (Apium graveolens, rodz. Apiaceae) wykazały, Ŝe zarodki somatyczne biorą najczęściej początek z jednej powierzchniowej komórki kalusa. Przechodzą one podobne stadia rozwojowe jak zarodki zygotyczne. W końcowym stadium są to struktury bipolarne zawierające jednocześnie stoŝki wzrostu pędu i korzenia (ryc. 130), niemające połączenia wiązkami przewodzącymi z tkanką macierzystą. Po osiągnięciu stadium torpedy zarodki somatyczne od razu rozwijają się w rośliny, nie tworząc przetrwalnikowego stadium nasienia. Porównanie rozwoju zarodka somatycznego i zygotycznego u roślin dwuliściennych przedstawia ryc.129. Zarodki somatyczne znalazły zastosowanie do mikrorozmnaŝania (str. 195). Są równieŝ czynione próby ich hodowli w bioreaktorach i wykorzystania do produkcji metabolitów wtórnych. Ryc A zarodki somatyczne w stadium globularnym, B dojrzałe zarodki w stadium,,torpedy, C kiełkujący zarodek somatyczny (wg 10) Organogeneza Organogeneza to zdolność kalusa lub komórek rosnących w zawiesinie do regeneracji organów: pąków, pędów (pędogeneza) lub korzeni (ryzogeneza). Komórki zdolne do organogenezy określamy jako kompetentne. Pochodzą one z eksplantatu lub z tkanki kalusowej, a ich totipotencja została 181

182 ujawniona warunkami hodowli. Proces róŝnicowania (dyferencjacji) kalusa rozpoczyna się formowaniem elementów naczyniowych. Następnie powstają centra aktywności merystematycznej i merystemy dające początek pędom przybyszowym lub korzeniom. Kierunek rozwoju, a więc to czy na kalusie powstaną pędy czy korzenie, zaleŝy w znacznej mierze od stosunku auksyny do cytokininy w podłoŝu. PodwyŜszenie poziomu auksyny pobudza tworzenie korzeni, zatrzymuje natomiast rozwój pędów. Przewaga cytokininy nad auksyną hamuje ryzogenezę, natomiast stymuluje róŝnicowanie się pędów. Morfogeneza kalusa zaleŝy równieŝ od gatunku rośliny oraz kompetencji eksplantatu (str.177). Zdolnością do organogenezy w warunkach in vitro odznacza się wiele roślin z klasy jednoi dwuliściennych. Do eksplantatów bardzo łatwo regenerujących pąki naleŝą np. fragmenty korzeni cykorii (Cichorium intybus, rodz. Asteraceae), komórki korzenia marchwi (Daucus carota, rodz. Apiaceae), fragmenty liści tytoniu (Nicotiana tabacum, rodz. Solanaceae). Przykładem roślin trudniej regenerujących są drzewa i trawy. Otrzymywanie kultur in vitro Otrzymywanie kultur kalusowych, zawiesinowych (komórkowych) i regeneracja roślin z kultur in vitro przedstawiono na schemacie: Materiał roślinny (eksplantat) (liście, pędy, korzenie, fragmenty siewek itp.) odkaŝanie eksplantatu zapoczątkowanie kalusa optymalizacja wzrostu zapoczątkowanie kultury zawiesinowej pasaŝowanie kalusa optymalizacja wzrostu pasaŝowanie zawiesiny regeneracja kultur pędy, korzenie, zarodki somatyczne zregenerowane rośliny 182

183 Kultury protoplastów Protoplasty to komórki pozbawione ściany komórkowej. Źródłem protoplastów są najczęściej komórki mezofilu młodych liści lub siewek. Rzadziej do izolacji protoplastów wykorzystuje się komórki rosnące w zawiesinie (w fazie wzrostu wykładniczego), poniewaŝ ten materiał nie zawsze jest jednorodny. Izolacja protoplastów obejmuje kilka etapów: - usuwanie ściany komórkowej; w tym celu stosuje się preparaty enzymatyczne, zawierające celulazę, hemicelulazę i pektynazę. Roztwór do izolowania protoplastów oprócz mieszaniny enzymów powinien zawierać sole mineralne, witaminy i regulatory ciśnienia osmotycznego. Lekko hipertoniczny roztwór zapewnia protoplastom odpowiedni stopień plazmolizy, co ułatwia usunięcie ściany komórkowej; - oczyszczanie protoplastów tj. usunięcie enzymów oraz resztek komórek i tkanek roślinnych. W tym celu mieszaninę protoplastów filtruje się przez sita o bardzo drobnej średnicy oczek (50 µm), protoplasty odwirowuje się i przemywa kilkakrotnie roztworem sacharozy lub innego stabilizatora ciśnienia osmotycznego (mannitol, sorbitol); - kontrola Ŝywotności wyizolowanych protoplastów; ten etap obejmuje obserwacje mikroskopowe i barwienie barwnikami cytoplazmatycznymi (błękit Evansa, fluoresceina). Hodowlę protoplastów prowadzi się w poŝywce płynnej lub stałej (zestalonej agarem), na szalkach Petriego, w kropli wiszącej lub mikrokamerze. PoŜywki powinny zawierać czynniki regulujące ciśnienie osmotyczne (sacharoza, mannitol, sorbitol, glikol polietylenowy), auksynę i cytokininę. Dla hodowli protoplastów niektórych gatunków roślin wymagana jest obecność mleka kokosowego. Protoplasty są bardzo wraŝliwe na warunki hodowli. Kultury prowadzi się zwykle w ciemności lub świetle rozproszonym. Na poŝywkach zapewniających odpowiednie warunki odŝywcze i osmotyczne protoplasty mogą odtworzyć ścianę komórkową i rozpocząć podziały. Dalsze etapy hodowli to tworzenie agregatów komórkowych, kalusa, indukcja organogenezy lub embriogenezy i regeneracja roślin (ryc. 131). Protoplasty są materiałem wyjściowym do modyfikacji genetycznych: somatycznej hybrydyzacji (fuzja protoplastów róŝnych gatunków roślin dla utworzenia komórek mieszańcowych), uzyskania transgenicznych roślin, selekcji mutantów. Ryc Schemat otrzymywania roślin z protoplastów 1. sterylizacja liścia; 2. izolacja protoplastów (fragmenty liścia po usunięciu epidermy umieszcza się w mieszaninie enzymatycznej); 3. wolne protoplasty; 4. regeneracja ściany komórkowej; 5. pierwszy podział; 6. agregaty komórkowe; 7. tkanka kalusowa; 8. dyferencjacja kalusa; 9, 10. zregenerowane rośliny (wg 55) 183

184 Fuzja protoplastów W odpowiednich warunkach protoplasty komórek naleŝących do przedstawicieli tego samego lub róŝnych gatunków roślin mogą się łączyć (zlewać). Proces ten nazywamy fuzją protoplastów lub somatyczną hybrydyzacją. JeŜeli fuzja ma miejsce między protoplastami pochodzącymi z róŝnych gatunków roślin to w wyniku tego procesu moŝna otrzymać mieszańce somatyczne, których powstanie w normalnych warunkach jest niemoŝliwe, Ŝe wzglądu na bariery zapobiegające krzyŝowaniu się roślin między róŝnymi gatunkami, rodzajami czy rodzinami. Fuzję protoplastów moŝna prowadzić na drodze chemicznej (przy uŝyciu glikolu polietylenowego - PEG, w połączeniu z jonami wapnia) lub fizycznej (wykorzystanie impulsów elektrycznych elektrofuzja) (ryc. 132). Po połączeniu protoplastów dwóch róŝnych gatunków oraz odtworzeniu ściany komórkowej wokół mieszańcowego produktu otrzymuje się heterokariony. Heterokariony zawierają jądra oraz cytoplazmę wraz z plastydami i mitochondriami obu komponentów fuzji. Stanowią one zwykle 10 40% ogółu zlanych komórek. W wyniku fuzji protoplastów moŝna równieŝ otrzymać mieszańce posiadające jądro tylko jednego komponentu a cytoplazmę drugiego lub jądro jednego a cytoplazmę obu osobników uŝytych do fuzji. Ryc Schemat otrzymywania mieszańców somatycznych (fuzja protoplastów) 184

185 Mieszańce somatyczne wykorzystuje się przede wszystkim do otrzymywania nowych gatunków, odmian lub linii hodowlanych. Najbardziej znanym przykładem jest krzyŝowanie dzikiego gatunku ziemniaka (Solanum brevidens) i ziemniaka uprawnego (Solanum tuberosum). Celem było uzyskanie przez S. tuberosum odporności na niektóre wirusy, na które odporny jest dziki gatunek ziemniaka. Otrzymane w wyniku fuzji hybrydy wykazywały odporność na choroby wirusowe w tym samym stopniu co Solanum brevidens. Na skutek fuzji protoplastów moŝna uzyskać mieszańce cytoplazmatyczne (cybrydy) zawierające cechę męskiej sterylności. Cecha ta uniemoŝliwiająca powstanie płodnych ziaren pyłku, uwarunkowana jest genomem mitochondrialnym. Rośliny męskosterylne zapyla się pyłkiem innych odpowiednio dobranych odmian i otrzymuje nasiona wyłącznie z zapylenia krzyŝowego. Rośliny otrzymane z tych nasion mają lepsze cechy uŝytkowe i często dają lepsze plony. Kultury pędów Kultury pędów moŝna zapoczątkować z pąków szczytowych, bocznych lub przybyszowych. Pąki boczne namnaŝają się z istniejących w eksplantatach tkanek merystematycznych. Eksplantatami mogą być pąki wierzchołkowe i boczne, węzłowe fragmenty pędów lub sterylnie wykiełkowane siewki. Drogi rozwoju eksplantatów zaleŝą przede wszystkim od stęŝenia cytokinin w podłoŝu. Pąk wierzchołkowy po umieszczeniu na podłoŝu z niską zawartością cytokininy (lub bez dodatku tego regulatora wzrostu) rozwija się w pojedynczy pęd. Zastosowanie poŝywki z wysokim stęŝeniem cytokininy hamuje dominację wierzchołkową (apikalną) i pobudza rozwój pąków bocznych juŝ istniejących lub nowych. W ten sposób z jednego eksplantatu moŝna otrzymać liczne pąki, które rozwijają się w pędy. Pędy moŝna wykorzystać do mikrorozmnaŝania lub dalej namnaŝać przenosząc wierzchołki pędów na świeŝe podłoŝe. W ten sposób moŝna otrzymać kulturę pędów zdolną do ciągłego wzrostu w warunkach in vitro. Kultury pędów moŝna zapoczątkować takŝe z pąków przybyszowych, które mogą powstawać z komórek somatycznych eksplantatu (najczęściej liścia) lub tkanki kalusowej, wskutek przejęcia funkcji tkanki merystematycznej przez jedną komórkę lub grupę komórek. Kultury pędów wykorzystuje się do mikrorozmnaŝania lub produkcji metabolitów wtórnych, które normalnie syntetyzowane są w częściach nadziemnych roślin. Ryc Pędy Rehmannia glutinosa (rodz. Scrophulariaceae Trędownikowate) namnoŝone w kulturze in vitro (oryg. aut.) 185

186 Kultury merystemów wierzchołkowych White (1934) hodując korzenie pomidora zainfekowane wirusem mozaiki tytoniu zaobserwował, Ŝe stęŝenie wirusa jest niŝsze w tkankach zlokalizowanych bliŝej stoŝka wzrostu. Stało się to podstawą wykorzystania kultur izolowanych merystemów wierzchołkowych do otrzymywania roślin wolnych od wirusów (Morel i Martin, 1952). Do izolacji merystemów wykorzystuje się pąki wierzchołkowe lub boczne. Merystemy mają zwykle ok. 0,1-0,25 mm długości. Taki mały merystem ma niewielką szansę przeŝycia w kulturze in vitro, dlatego zwykle pobiera się większe eksplantaty (ok. 1 mm długości), obejmujące merystem wierzchołkowy z jednym lub dwoma zawiązkami liści. Do ich hodowli stosuje się poŝywki agarowe (0,6 0,8%) lub płynne, z mostkiem z bibuły filtracyjnej. Do rozwoju merystemy wymagają dostarczenia soli mineralnych, witamin z grupy B (tiaminy, pirydoksyny, pantotenianu wapnia, kwasu nikotynowego) i substancji wzrostowych. Często wykorzystywane jest podłoŝe Murashige i Skooga, zawierające wysokie stęŝenie potasu, azotu amonowego i mezoinozytolu. Źródłem węgla jest sacharoza (2 3%). Z auksyn najczęściej stosowany jest kwas α naftylooctowy (NAA) i kwas β indolilooctowy (IAA), z cytokinin: 6 benzyloaminopuryna (BAP). Korzystny moŝe być dodatek kwasu giberelinowego (GA 3 ), który stymuluje merystem do róŝnicowania i szybkiego wzrostu. Kultury merystemów prowadzi się zwykle w temperaturze ok. 22 C, przy 16 godzinnym oświetleniu światłem fluorescencyjnym o natęŝeniu 20 µmol m -2 s. -1 Na rozwój merystemu w warunkach in vitro wpływ ma takŝe pora roku; lepsza do wzrostu merystemów jest wczesna wiosna i wczesna jesień; najmniej odpowiedni jest okres między październikiem a styczniem. W odpowiednich warunkach merystem rozwija się w pojedynczą roślinę. Rośliny przenosi się do doniczek z ziemią i hoduje w szklarni. Po kilku miesiącach rośliny mogą być poddane testom na obecność wirusa. Z merystemów wierzchołkowych moŝna takŝe, w obecności auksyny, indukować powstanie kalusa, z którego w wyniku organogenezy moŝna regenerować rośliny przybyszowe. Jednak powstałe rośliny, z uwagi na duŝą niestabilność genetyczną kalusów, mogą charakteryzować się zmiennością somaklonalną. Kultury korzeni Eksplantatami do zapoczątkowania kultury in vitro mogą być wierzchołkowe części korzeni głównych lub bocznych pochodzące np. z korzeni siewek, aseptycznie wyhodowanych roślin lub ryzogennego kalusa. Fragmenty korzeni umieszcza się na stałej lub w płynnej poŝywce, najczęściej z dodatkiem auksyny i hoduje w ciemności. W tych warunkach korzenie wydłuŝają się i rozgałęziają, ale przyrosty są z reguły niewielkie i obniŝają się w kolejnych pasaŝach. Inny sposób otrzymania kultury korzeni oparty jest na infekcji tkanek Gram(-) bakterią glebową Agrobacterium rhizogenes. Podczas zakaŝenia rośliny lub jej części fragment DNA (ang.transfer DNA - T-DNA) z bakteryjnego plazmidu R i (ang.root inducing plasmid) zostaje wbudowany do genomu komórki roślinnej (ryc. 134.). Efektem tego jest powstanie w miejscu zakaŝenia licznych korzeni przybyszowych z licznymi odgałęzieniami, zwanymi równieŝ korzeniami włośnikowatymi (ang. hairy roots), transformowanymi lub transgenicznymi. Korzenie mogą być oddzielone od eksplantatu i przeniesione do sterylnego podłoŝa najpierw z antybiotykiem, aby wyeliminować bakterie. Po kilku pasaŝach moŝna otrzymać sterylne kultury korzeni włośnikowatych. Korzenie te charakteryzują się zazwyczaj szybkim wzrostem w płynnych podłoŝach bez dodatku regulatorów wzrostu i w przeciwieństwie do kultur korzeni nietransformowanych i zawiesin komórkowych zachowują znaczną stabilność genetyczną i biochemiczną nawet podczas długotrwałej hodowli. Kultury korzeni transformowanych prowadzi się w kolbach i odpowiedniego typu bioreaktorach. PowyŜsze cechy sprawiają, Ŝe kultury korzeni transformowanych wykorzystuje się do wytwarzania metabolitów wtórnych i badania szlaków ich biosyntezy. Dotyczy to głównie tych metabolitów, których miejscem biosyntezy i/ lub akumulacji w roślinach są korzenie. Przykładem są waŝne dla lecznictwa alkaloidy tropanowe (hioscyjamina, skopolamina) wytwarzane w korzeniach roślin z rodziny Solanaceae, takich jak Atropa belladonna, Datura innoxia czy Duboisia myoporoides. Intensywnym wzrostem i wysokim poziomem ginsenozydów charakteryzują się kultury korzeni transformowanych Ŝeń-szenia - Panax (P.quinquefolium i P.ginseng). Kultury korzeni włośnikowatych moŝna wykorzystać równieŝ do regeneracji roślin. Przykładowo korzenie transformowane Eleuteroccocus koreanum (eleuterokok 186

187 koreański, rodz. Araliaceae) w warunkach in vitro tworzą zarodki somatyczne, z których róŝnicują się rośliny zdolne do biosyntezy biologicznie czynnych eleuterozydów. Innym celem zakładania kultur korzeni transformowanych jest moŝliwość wykorzystania ich w fitoremediacji. Fitoremediacja wykorzystuje rośliny do oczyszczania gleby, wód gruntowych i powierza. Kultury korzeni transformowanych słuŝyć mogą jako model pozwalający na poznanie procesu usuwania zanieczyszczeń, ich poboru z podłoŝa i dalszego metabolizmu. W kulturach korzeni transformowanych badana była m.in. akumulacja metali cięŝkich, takich jak kadm, nikiel miedź czy uran. Ryc Schemat transformacji komórek roślinnych Agrobacterium rhizogenes. 1. Agrobacterium rhizogenes; 2. infekcja rośliny i integracja fragmentu bakteryjnego DNA (T-DNA) z genomem komórki roślinnej; 3. tworzenie korzeni włośnikowatych (wg 33) Korzenie transformowane są przykładem organów transgenicznych. Tworzenie korzeni transformowanych z liścia tytoniu przedstawia ryc

188 Ryc Otrzymywanie korzeni transformowanych tytoniu (Nicotiana tabacum) za pośrednictwem Agrobacterium rhizogenes. A-B - do fragmentu liścia (po sterylizacji) wprowadza się bakterie (2-3 krople zawiesiny) za pomocą igły w nakłucia wykonane w nerwie głównym; C - liść umieszcza się w naczyniu hodowlanym w temperaturze ok. 25 ; D E - po 2-3 tygodniach hodowli liczne korzenie włośnikowate powstają w miejscach infekcji; F - korzenie transformowane w hodowli in vitro (wg 13) Kultury izolowanych zarodków Kultury zarodków mogą być prowadzone w celach poznawczych (badania procesów wzrostu i rozwoju, zapotrzebowania pokarmowego zarodków róŝnych roślin) i praktycznych (skrócenie okresu spoczynku nasion, pokonanie barier zapobiegających krzyŝowaniu roślin genetycznie oddalonych, ocena Ŝywotności nasion). Po połoŝeniu na poŝywkę zarodki tworzą pojedynczą roślinę, zarodki somatyczne lub kalus, z których moŝna otrzymać rośliny. W kulturze in vitro moŝna hodować zarodki dojrzałe (całkowicie uformowane), niedojrzałe (od pojawienia się zawiązków liścienia lub liścieni do uformowania się osi zarodka z biegunem pędowym i korzeniowym) oraz prazarodki (od zygoty do stadium kulistego). Warunki prowadzenia hodowli zaleŝą od stadium rozwojowego zarodka. Prazarodki są heterotroficzne, natomiast zarodki niedojrzałe i dojrzałe są zwykle autotroficzne. Izolowane z roślin dojrzałe zarodki stosunkowo łatwo rozwijają siewki na podstawowych, agarowych poŝywkach zawierających sole mineralne i sacharozę. Zarodki dojrzałe większość składników odŝywczych czerpią z bielma (zarodki roślin okrytonasiennych) lub prabielma (zarodki roślin nagonasiennych). Istotne znaczenie ma ułoŝenie zarodka na poŝywce, inna niŝ bazypetalna pozycja moŝe prowadzić do tworzenia kalusa. 188

189 Znacznie większe wymagania mają w kulturze in vitro prazarodki i zarodki niedojrzałe. Termin prazarodki odnosi się do zarodków od zygoty do stadium kulistego (liczące kilka do kilkadziesiąt komórek); taki zarodek nie jest zdolny do syntezy substancji odŝywczych i musi je otrzymywać z zewnątrz. Dla rozwoju prazarodków często wymagane jest uzupełnienie poŝywek w naturalne ekstrakty roślinne, takie jak mleko kokosowe (płynne bielmo orzecha kokosowego), niedojrzałe bielmo ziarniaków zbóŝ. W skład poŝywki powinny wchodzić równieŝ witaminy, aminokwasy (hydrolizat kazeiny) i substancje wzrostowe. WaŜne jest zapewnienie wysokiego ciśnienia osmotycznego. PoŜywki dla prazarodków zawierają zwykle 8 12% sacharozy. Łatwiej jest pobudzić do rozwoju zarodki znajdujące się w stadium sercowatym. Zdolność do rozwoju tych zarodków w kulturze in vitro zaleŝy takŝe od przynaleŝności systematycznej rośliny. Zarodki sercowate roślin z rodziny Solanaceae wykazują większe zdolności do rozwoju w warunkach in vitro niŝ zarodki innych roślin. WaŜna jest takŝe wielkość zarodka. Przykładowo, zarodki marchwi zwyczajnej (Daucus carota) poniŝej 0,7 mm nie są zdolne do prawidłowego rozwoju niezaleŝnie od uŝytego podłoŝa. Kultury haploidów Kultury te pozwalają uzyskać rośliny haploidalne (o gametycznej liczbie chromosomów w komórkach somatycznych). Rośliny takie moŝna otrzymać na drodze androgenezy in vitro lub gynogenezy in vitro. Częściej wykorzystywany jest proces androgenezy haploidy otrzymuje się z kultur pylników lub izolowanych jednojądrowych mikrospor (ziaren pyłku). Po przeniesieniu na poŝywkę eksplantaty rozwijają się: - bezpośrednio w haploidalne zarodki, z których w ciągu 4 8 tygodni moŝna otrzymać roślinę; - w haploidalny kalus, który moŝna pobudzić do organogenezy i otrzymać pędy i/lub korzenie oraz zregenerować całą roślinę; jednak rośliny powstałe z kalusa mogą mieć zróŝnicowaną liczbę chromosomów. Otrzymywanie haploidalnych roślin z mikrospor przedstawiono na schemacie: Pylnik jednojądrowa mikrospora podziały komórkowe wielojądrowa mikrospora haploidalny zarodek haploidalny kalus korzenie przybyszowe pędy przybyszowe zarodki somatyczne kalus niemorfogenny roślina haploidalna roślina haploidalna 189

190 Na indukcję i przebieg androgenezy wpływa wiele czynników. Do najwaŝniejszych naleŝą: - genotyp rośliny, z której pobrany został materiał do hodowli, jej wiek, stadium rozwoju i przynaleŝność systematyczna. Stosunkowo łatwo rozwijają się zarodki z kultur pylników roślin naleŝących do rodziny Solanaceae i Poaceae oraz z kultur mikrospor przedstawicieli rodzaju Brassica; - stadium rozwojowe pyłku: ziarna pyłku są zdolne do rozwoju w warunkach in vitro jedynie podczas krótkiego okresu. Mogą być wykorzystane mikrospory jednojądrowe, mikrospory w stadium mitozy i bezpośrednio po niej; - podłoŝe hodowlane; do hodowli pylników i mikrospor najczęściej stosuje się podłoŝe MS (Murashige i Skoog 1968) i N6 (Chu 1978). Hodowli sprzyja dodatek mleka kokosowego (płynny endosperm orzecha kokosowego), ekstraktów roślinnych lub aminokwasów (glutamina, prolina, seryna), egzogennych regulatorów wzrostu (rozwijający się zarodek moŝe je czerpać z tapetum warstwy odŝywczej wyścielającej komory pylnikowe, jednak dla niektórych gatunków konieczny jest dodatek auksyny pojedynczo lub w kombinacji z cytokininą); - traktowanie wstępne (prekultura) pąków kwiatowych lub pylników np. niską temperaturą (0-10 C). Zwiększa to liczbę mikrospor w stadium pierwszego podziału, opóźnia degradację tapetum. MoŜna równieŝ stosować traktowanie wysoką temperaturą (30-35 C), naświetlanie promieniami X i gamma; - warunki kultury in vitro (temperatura, światło, ph podłoŝa. Haploidy moŝna otrzymać równieŝ wykorzystując zdolność niektórych roślin do gynogenezy in vitro. W tym procesie rośliny haploidalne mogą powstawać w wyniku rozwoju niezapłodnionej komórki jajowej (partenogeneza) lub z innych komórek woreczka zaląŝkowego (apogamia). Materiałem są młode kwiaty, komórki zaląŝni, zaląŝki, izolowane komórki jajowe. Po umieszczeniu na poŝywce rozwija się haploidalny zarodek lub haploidalny kalus zdolny do wytworzenia zawiązków pędów i/lub korzeni. Rośliny haploidalne są niepłodne. W roślinach tych moŝna uzyskać podwojenie liczby chromosomów i otrzymać płodne homozygotyczne osobniki - podwojone haploidy - DH (ang. doubled haploid), które dadzą początek homozygotycznym liniom hodowlanym. Diploidyzacja moŝe nastąpić spontanicznie lub być wywołana sztucznie, w wyniku traktowania merystemów pędów kolchicyną Wykorzystując haploidy moŝna znacznie skrócić czas potrzebny do otrzymania nowych mieszańców (4 5 lat) i odmian (6 7 lat),w porównaniu do lat metodą konwencjonalną. Przykłady nowych odmian rozwiniętych metodą androgenezy włączają tytoń, ozimą pszenicę, kukurydzę i burak cukrowy, jak równieŝ róŝne odmiany ryŝu o lepszej wartości odŝywczej. Otrzymano znaczne podwyŝszenie zawartości alkaloidów tropanowych w roślinach Datura innoxia (bieluń indyjski) otrzymanych z ziaren pyłku. Wykorzystanie kultur in vitro Biosynteza metabolitów wtórnych w kulturach komórkowych; moŝliwości i ograniczenia Terminem metabolity wtórne określamy syntetyzowane w roślinach niskocząsteczkowe związki organiczne, które nie biorą udziału w podstawowych procesach Ŝyciowych, takich jak wzrost czy róŝnicowanie się komórek. Związki te odgrywają natomiast waŝną rolę w zapylaniu (jako środki wabiące owady), w obronie roślin, w allelopatii - wzajemne oddziaływanie sąsiadujących ze sobą roślin za pośrednictwem pewnych związków chemicznych. Substancje allelopatyczne (allelozwiązki) mogą stymulować lub wpływać hamująco na sąsiadujące gatunki. Niektóre metabolity wtórne (fitoaleksyny) powstają w roślinie w odpowiedzi na warunki stresowe środowiska (atak patogenów czy stres abiotyczny). Metabolity wtórne stanowią bardzo zróŝnicowaną grupę związków chemicznych. NaleŜą do nich róŝnego typu alkaloidy, fenole, flawonoidy, sterole, terpeny itp. Większość z tych związków wykazuje aktywność biologiczną i są stosowane jako leki, naturalne barwniki, środki zapachowe, w przemyśle 190

191 spoŝywczym i kosmetycznym. Np. winblastyna i winkrystyna, alkaloidy indolowe katarantusa róŝowego (Catharanthus roseus, rodz. Apocynaceae) oraz paklitaksel (taksol), związek diterpenowy wyizolowany z kory cisa krótkoigłowego (Taxus brevifolia, rodz. Taxaceae) są cennymi lekami przeciwnowotworowymi. Oblicza się, Ŝe obecnie ok. 25% wszystkich środków leczniczych to związki pochodzenia roślinnego. Wiele z nich pochodzi z roślin rzadko występujących lub niedostępnych w niektórych strefach klimatycznych. Wykorzystanie do produkcji tych związków kultur in vitro pozwoli na ich pozyskiwanie niezaleŝnie od klimatu i pór roku, wyeliminowanie upraw gruntowych oraz problemów związanych z chorobami i szkodnikami roślin. Prowadząc hodowle komórek roślinnych w bioreaktorach (w podobny sposób jak kultury bakterii wytwarzających antybiotyki), nawet o objętości litrów, moŝna w stosunkowo krótkim czasie otrzymać znaczne ilości surowca. Przykładem jest Ŝeń-szeń (Panax ginseng, rodz. Araliaceae), który dostarcza odpowiedniego dla lecznictwa surowca (korzeń) po 5-7 latach prowadzenia plantacji. Natomiast w kulturach zawiesinowych tej rośliny triterpenowe saponiny - ginsenozydy (związki leczniczo-czynne) moŝna otrzymać juŝ po 3 tygodniach hodowli. Jednak wydajność metabolitów w niezróŝnicowanych kulturach jest często niska i niestabilna (obniŝa się w starszych kulturach). Ponadto w hodowli in vitro warunki odpowiednie dla przyrostu biomasy są często niekorzystne dla biosyntezy metabolitów wtórnych. W tych wypadkach istnieje konieczność prowadzenia kultur dwufazowych. Komórki umieszcza się najpierw w podłoŝu wzrostowym, aby osiągnąć maksymalny przyrost biomasy, po czym przenosi się je do podłoŝa produkcyjnego zapewniającego warunki optymalne dla biosyntezy określonego produktu. W ten sposób od 1983 r. otrzymuje się w Japonii na skalę przemysłową szikoninę i jej pochodne. Szikonina stosowana jako naturalny czerwony barwnik (w pomadkach do ust) oraz w lecznictwie (środek przeciwzapalny, np. przy leczeniu oparzeń) pozyskiwana jest z kultury komórkowej Lithospermum erythrorhizon (rodz. Boraginaceae), techniką dwufazową, z wydajnością 23% suchej masy, podczas gdy korzenie roślin gromadzą zaledwie 2-3% tego związku. Wzrost zawartości metabolitów wtórnych w kulturach in vitro moŝna osiągnąć m. in. poprzez selekcję wysokoproduktywnych linii komórkowych. Metoda ta oparta jest na fakcie, Ŝe kultura zawiesinowa zawiera komórki o róŝnej zdolności do biosyntezy (lub gromadzenia) metabolitów. Selekcja wysokowydajnych komórek moŝe odbywać się wizualnie (jeŝeli produkt jest barwny np. antocyjany, szafran), na podstawie fluorescencji w UV (np. flawonoidy, alkaloid berberyna), przy pomocy metod analitycznych (wysokosprawna chromatografia cieczowa, chromatografia gazowa) i immunologicznych. Celem zwiększenia produkcji metabolitów do poŝywek moŝna wprowadzać elicytory (aktywują biosyntezę fitoaleksyn) oraz prekursory (związki biorące udział w procesach biosyntezy). Większość metabolitów wytwarzanych w warunkach i in vitro przechowywana jest w wakuolach, dlatego konieczne jest stosowanie zabiegów powodujących ich wydzielanie do podłoŝa i pozwalających na zapewnienie ciągłości kultury. Do najczęściej stosowanych tego typu zabiegów naleŝy zwiększenie przepuszczalności błon cytoplazmatycznych (permeabilizacja) pod wpływem środków chemicznych (głównie dimetylosulfotlenku - DMSO) lub fizycznych (elekroporacja). Obecnie ponad 30 produktów wytwarzanych jest w kulturach komórkowych w ilościach wyŝszych lub podobnych do tych, które występują w roślinach macierzystych. Aby system kultur komórkowych był ekonomicznie opłacalny produkcja biomasy powinna osiągnąć g/l, a wydajność produktu przynajmniej 2% w przeliczeniu na suchą masę. Te warunki spełniają m.in. kultury komórkowe Coleus blumei (rodz. Lamiaceae) produkujące kwas rozmarynowy (21,4% w przeliczeniu na suchą masę) oraz Morinda citrifolia (rodz. Rubiaceae), w której zawartość antrachinonów wynosi 18%. Do wysokoproduktywnych naleŝą równieŝ kultury komórkowe Nicotiana tabacum (15% nikotyny), Berberis wilsonae (rodz. Berberidaceae) (12% berberyny), Dioscorea deltoidea (rodz. Dioscoraceae) (8% diosgeniny, sapogeniny steroidowej wykorzystywanej do produkcji kortykosteroidów i hormonów płciowych). Przykładem związku wytwarzanego w znacznych ilościach w warunkach in vitro jest takŝe paklitaksel, związek wykorzystywany w leczeniu nowotworów piersi, jajnika i płuc. Związek ten w korze cisa występuje w bardzo małych ilościach (ok. 0,001% suchej masy). Aby wyizolować 1 kg paklitakselu (ilość potrzebna do wyleczenia 500 pacjentów) potrzeba kg wysuszonej kory, a dla pozyskania takiej ilości surowca trzeba zniszczyć ok drzew (50-60 letnich). W Korei Południowej (firma Samyang Genex) w 2001 roku opracowano technologię wykorzystującą kultury komórkowe Taxus sp. do otrzymywania paklitakselu na skalę przemysłową. Otrzymana w wyniku selekcji linia komórkowa wytwarza paklitaksel w ilości 20-krotnie wyŝszej niŝ kora cisa. 191

192 Biosynteza metabolitów w kulturach organów Biosynteza i akumulacja metabolitów wtórnych w roślinach często wiąŝe się z obecnością zróŝnicowanych komórek, tkanek (komórki olejkowe, włoski gruczołowe, rury mleczne itp.) lub organów. Na przykład miejscem wytwarzania alkaloidów tropanowych (hioscyjamina, skopolamina), charakterystycznych dla przedstawicieli rodziny Solanaceae, są korzenie; natomiast biosynteza glikozydów nasercowych (kardenolidy) w roślinach z rodzaju naparstnica (Digitalis sp.) zachodzi w liściach i jest związana z obecnością chloroplastów. W hodowli in vitro te produkty wytwarzane są w kulturach organów (korzeni, pędów i somatycznych zarodków). Np. kultury pędów naparstnicy purpurowej (Digitalis purpurea rodz. Scrophulariaceae) wytwarzają 1000 razy więcej digitoksyny (glikozyd nasercowy) niŝ niezróŝnicowane kultury komórkowe. Podobnie hodowle katarantusa (Catharanthus roseus rodz. Apocynaceae) róŝnicujące pędy zawierają więcej alkaloidów indolowych, w tym nawet winkrystynę i winblastynę, które nie występują w kulturach niezróŝnicowanych. Szczególnie przydatne dla biosyntezy biologicznie czynnych metabolitów są kultury korzeni transformowanych (str. 186). Korzenie transformowane, podobnie jak kultury zawiesinowe, mogą być prowadzone w róŝnego typu bioreaktorach (w skali od kilku do kilkudziesięciu litrów) i wykorzystywane do biosyntezy metabolitów wtórnych (str. 193). W przeciwieństwie do kultur komórkowych są genetycznie stabilne i zachowują wysoką produkcję metabolitów nawet podczas długotrwałej hodowli. Poziom metabolitów w kulturach transgenicznych korzeni jest zbliŝony do poziomu tych związków w korzeniach rośliny in vivo i z reguły duŝo wyŝszy niŝ w komórkach rosnących w zawiesinie. Np. alkaloid tropanowy hioscyjamina w transformowanych korzeniach wytwarzana jest w ilości 80 mg/l, podczas gdy kultury zawiesinowe produkują tylko 1 mg/l tego metabolitu. Biotransformacja Biotransformacja (biokonwersja) polega na przekształcaniu przez enzymy obecne w kulturach komórkowych róŝnorodnych dodawanych do poŝywki substratów, w bardziej wartościowe produkty. Jako substraty mogą być wykorzystane naturalne prekursory dróg metabolicznych lub ksenobiotyki tj. związki obce dla rośliny ( strukturalnie zbliŝone do prekursorów), które normalnie nie biorą udziału w reakcjach metabolicznych. Enzymy w hodowli in vitro mogą katalizować róŝnego typu reakcje - hydroksylacji, oksydacji, karboksylacji, estryfikacji, glikozylacji, izomeryzacji. W wyniku biotransformacji moŝna uzyskać zwiększenie wydajności metabolitów wtórnych w przypadkach kiedy ich biosynteza jest zahamowana z powodu braku prekursorów. Biotransformacja pozwala równieŝ na otrzymywanie nowych produktów, nieznanych dotychczas w świecie roślinnym. Wśród produktów biotransformacji digitoksygeniny w kulturach korzeni transformowanych Panax ginseng wykryto pięć nowych związków kardenolidowych. śeń-szeń jest przykładem rośliny, która w warunkach in vitro przekształca kardenolidy, pomimo Ŝe gatunek ten nie ma zdolności do ich biosyntezy. Reakcje biokonwersji moŝna prowadzić z komórkami w kulturach zawiesinowych, z komórkami immobilizowanymi (tj. unieruchomionymi na specjalnych nośnikach), (str.194) w kulturach korzeni transformowanych lub za pomocą enzymów wyizolowanych z hodowli in vitro. Jedną z najbardziej obiecujących reakcji biokonwersji jest 12-β-hydroksylacja β-metylodigitoksyny, związku mało wartościowego dla lecznictwa, do β-metylodigoksyny, cennego glikozydu nasercowego (ryc. 136) Reakcja ta zachodzi z duŝą wydajnością w kulturach komórkowych naparstnicy wełnistej (Digitalis lanata). 192

193 Ryc Biotransformacja β-metylodigitoksyny do β-metylodigoksyny w kulturze zawiesinowej naparstnicy wełnistej (Digitalis lanata, rodz. Scrophulariaceae) Inną waŝną reakcją biotransformacji jest przekształcenie (reakcja glukozylacji) hyddrochinonu (p-difenol) w arbutynę (glukozyd hydrochinonu). Reakcja ta z duŝą wydajnością zachodzi m.in. w kulturze zawiesinowej Datura innoxia i Rauwolfia serpentina. Komórki rauwolfii Ŝmijowej produkują 18 g/l arbutyny w ciągu 7 dni. Arbutyna jest stosowana w lecznictwie jako środek odkaŝający drogi moczowe oraz w kosmetyce, poniewaŝ hamuje syntezę melaniny w skórze. Kultury w bioreaktorze Wykorzystanie roślinnych kultur in vitro do wytwarzania metabolitów wtórnych wymaga opracowania procedur hodowli komórek i organów roślinnych na duŝą skalę w bioreaktorach. Bioreaktory pozwalają prowadzić kultury w ściśle kontrolowanych, sterylnych warunkach, umoŝliwiają uzyskiwanie wysokich przyrostów biomasy i produkcji określonych związków. Osiągnięcie wysokiej produktywności wymaga ustalenia optymalnych parametrów kultury, z których najwaŝniejsze to mieszanie i napowietrzanie (dostępność tlenu). Ze względu na sposób mieszania wykorzystuje się trzy typy bioreaktorów: 193

194 - z mieszaniem mechanicznym (ang. stirred-tank ), w których ruch komórek zapewniają róŝnego typu mieszadła mechaniczne np. łopatkowe, śmigłowe, turbinowe, śrubowe. Rodzaj mieszadła i szybkość mieszania powinny być tak dobrane, aby z jednej strony nie generować zbyt duŝych sił ścinających, mogących uszkodzić strukturę komórek, a z drugiej strony zapewnić dostateczny dostęp tlenu; - bioreaktory z mieszaniem pneumatycznym (ang. air-lift); te bioreaktory są najczęściej obecnie wykorzystywane dla kultur zawiesinowych. Mieszanie zapewnia strumień powietrza w postaci drobnych pęcherzyków; - bioreaktory z mieszaniem hydraulicznym, z wykorzystaniem strumienia cieczy; mieszanie zapewnia pompa cyrkulacyjna, która wtłacza poŝywkę do bioreaktora i powoduje ruch zawiesiny. Do pracy z kulturami korzeni transformowanych wykorzystuje się bioreaktory aeroponiczne; w bioreaktorze tego typu korzenie umieszczane są na odpowiednich nośnikach (siatkach, drutach lub innych wkładkach) i spryskiwane rozpyloną poŝywką (ryc. 137). W zaleŝności od sposobu wymiany podłoŝa wyróŝniamy kilka systemów prowadzenia kultury w bioreaktorze: - kultura okresowa (ang. batch-culture), poŝywka jest jednorazowo dostarczana do bioreaktora na początku cyklu wzrostu; proces hodowli kończy się po wyczerpaniu składników odŝywczych; - dwufazowa kultura okresowa, stosowana gdy warunki odpowiednie dla wzrostu komórek są inne niŝ warunki dla biosyntezy produktów; kulturę prowadzi się w dwóch bioreaktorach, najpierw komórki rosną w podłoŝu wzrostowym, a po nagromadzeniu biomasy przenosi się ją do drugiego bioreaktora z podłoŝem produkcyjnym, stymulującym wytwarzanie poŝądanego produktu; - kultura okresowo-dolewowa (ang. fed-batch), składniki podłoŝa (elicytory, prekursory) lub porcja świeŝej poŝywki są systematycznie (okresowo) dodawane w momencie ich wyczerpania; - kultura ciągła (ang.continuous culture), polega na ciągłej wymianie poŝywki; system ten pozwala utrzymać komórki w określonym stadium wzrostu. Kultury moŝna prowadzić w systemie zamkniętym (gdy wprowadzana jest świeŝa poŝywka a odprowadzana zuŝyta) lub częściej w systemie otwartym (dopływ świeŝej poŝywki równowaŝony jest odpływem określonej objętości zuŝytej poŝywki wraz z komórkami). Są dwa rodzaje tego systemu: turbidostatyczny regulacja dopływu i odpływu poŝywki prowadzona jest na podstawie oceny zmętnienia kultury metodą turbidostatyczną; chemostatyczny mierzy się i utrzymuje na stałym poziomie stęŝenie składnika poŝywki ograniczającego wzrost np. tlenu lub sacharozy. Odmianą kultury prowadzonej w systemie ciągłym jest kultura perfuzyjna (ang. perfusion culture), polega ona na ciągłym przepływie poŝywki przy zatrzymaniu komórek. W bioreaktorach prowadzić moŝna równieŝ kultury immobilizowane. Immobilizacja polega na unieruchomieniu komórek poprzez ich związanie z powierzchnią nośnika lub zamknięcie ich w jego wnętrzu. Nośnikami mogą być polimery organiczne syntetyczne (Ŝele poliakryloamidowe, pianka poliuretanowa) i naturalne (celuloza, alginiany, karagany,chitosan, agaroza) oraz nośniki nieorganiczne (maty z włókien szklanych, perlit, węgiel aktywny). Nośnik musi charakteryzować się znaczną trwałością, być nietoksyczny dla komórek i tani. Immobilizowane komórki są zatrzymywane w bioreaktorze i chronione przed urazami mechanicznymi podczas mieszania i napowietrzania. Immobilizacja moŝe korzystnie wpływać na zwiększenie wydajności kultur (lepszy kontakt między komórkami), ułatwia wymianę poŝywki. Z drugiej strony moŝe utrudniać wydzielanie metabolitów do podłoŝa. 194

195 Ryc Kultura korzeni transformowanych szałwii muszkatołowej (Salvia sclarea) w bioreaktorze aeroponicznym (10 L) (oryg. aut.) MikrorozmnaŜanie MikrorozmnaŜanie (mikropropagacja) jest to rozmnaŝanie wegetatywne roślin w kulturach in vitro. Rośliny otrzymuje się z istniejących juŝ merystemów (zarodek, pąki szczytowe lub boczne) bądź z merystemów przybyszowych, które tworzą się bezpośrednio na eksplantacie lub przy udziale kalusa. Technika mikrorozmnaŝania ma wiele zalet w porównaniu z konwencjonalnymi metodami rozmna- Ŝania. Pozwala na: - zwiększenie wskaźnika namnaŝania - uzyskanie roślin, które trudno rozmnaŝają się wegetatywnie - reprodukcję roślin, których nie moŝna rozmnaŝać generatywnie, gdyŝ nie wydają nasion lub ich - nasiona mają małą siłę kiełkowania - otrzymywanie roślin wolnych od wirusów i innych patogenów - wyselekcjonowanie linii roślin o odpowiednim fenotypie i genotypie - skrócenie czasu potrzebnego do uzyskania nowych odmian - skrócenie okresu wegetacji - uniezaleŝnienie się od warunków klimatycznych i pór roku - uzyskanie roślin o zmienionej liczbie chromosomów - przechowywanie materiału roślinnego (w niskich temperaturach lub w formie somatycznych nasion) - utworzenie tzw. banków genów z kulturami gatunków zagroŝonych wyginięciem. Metody mikrorozmnaŝania opracowano dla wielu gatunków roślin zielnych i drzewiastych, uŝytkowych, ozdobnych i leczniczych. Kilkaset firm biotechnologicznych na świecie produkuje w ten sposób rocznie ponad pięćset milionów roślin, wykorzystując bioreaktory od 10 do 500 litrów. 195

196 Otrzymywanie roślin techniką in vitro moŝe zachodzić w róŝny sposób (ryc. 138): - poprzez pobudzenie do rozwoju pąków bocznych z istniejących w eksplantacie merystemów bocznych lub wierzchołkowych (rozmnaŝanie klonalne); - z somatycznych komórek eksplantatu lub kalusa, poprzez organogenezę lub somatyczną embriogenezę. Ryc Metody regeneracji roślin techniką in vitro: 1 - przez rozwój pąków bocznych; 2 - z pąków przybyszowych, powstających na eksplantacie (organogeneza bezpośrednia) (2a) lub tkance kalusowej (organogeneza pośrednia) (2b); 3 - z zarodków somatycznych (wg 54) Rozwój roślin z tkanek merystematycznych Najczęściej wykorzystywaną metodą, takŝe na skalę komercyjną, mikropropagacji jest otrzymywanie roślin z merystemów. Otrzymane w ten sposób rośliny z reguły nie róŝnią się genotypowo i fenotypowo od rośliny macierzystej. Metoda ta obejmuje kilka etapów (ryc. 139): Etap 0 wybór odpowiedniego materiału wyjściowego rośliny dostarczające eksplantatów powinny rosnąć w kontrolowanych warunkach, odizolowane od otoczenia w celu uniemoŝliwienia infekcji. WaŜne są równieŝ stadium rozwoju i wiek rośliny macierzystej. Etap 1 inicjacja aseptycznych kultur; wybrany eksplantat umieszcza się na poŝywce stymulującej wytwarzanie pąków; wymaga to najczęściej obecności cytokininy. Cytokinina hamuje dominację wierzchołkową i powoduje rozwój pąków bocznych. Jako eksplantaty wykorzystuje się merystemy pędów wierzchołkowych lub bocznych, wierzchołki pędów, pąki boczne, fragmenty pędów z węzłem. Etap 2 namnaŝanie powstałych pąków i pędów bocznych. Dla mnoŝenia pędów bocznych najczęściej wykorzystuje podłoŝe zawierające cytokininę wśród nich najczęściej stosowana jest benzyloaminopuryna (BAP) lub kinetyna; zeatyna uŝywana jest rzadko z powodu wysokiej ceny. W przypadku roślin drzewiastych korzystne wyniki moŝna uzyskać stosując tidiazuron (TDZ). Dawka cytokininy powinna być tak dobrana, aby dawać duŝo dobrej jakości pędów. Etap 3 namnoŝone pędy są ukorzeniane in vitro ( na poŝywce bez regulatorów wzrostu lub z auksyną) lub ex vitro ( po zanurzeniu w roztworze auksyny pędy przenosi się do doniczek z ziemią). W niektórych przypadkach etap ukorzeniania pędów musi być poprzedzony ich wydłuŝaniem (etap elongacji). Etap 4 aklimatyzacja roślin; ukorzenione pędy przenoszone są z warunków in vitro do gleby (warunki szklarniowe) i adoptują się do nie sterylnych warunków wzrostu. Po wyjęciu ze szkła roślina 196

197 musi całkowicie zmienić sposób funkcjonowania; w szkle nie zachodzi lub zachodzi tylko w niewielkim stopniu proces fotosyntezy, nie zachodzi transpiracja, nie ma wykształconych aparatów szparkowych. Ryc RozmnaŜanie roślin z merystemów: 1 - zapoczątkowanie kultur (umieszczenie eksplantatu w sterylnym podłoŝu); 2 - mnoŝenie pąków; ten etap w razie potrzeby moŝe być powtórzony; 3 - ukorzenianie pędów i wytwarzanie roślin; 4 - aklimatyzacja roślin w szklarni (wg 16) Regeneracja roślin z pąków przybyszowych Do mikrorozmnaŝania moŝna wykorzystać pąki przybyszowe, które powstają z komórek somatycznych eksplantatu (organogeneza bezpośrednia) lub kalusa (organogeneza pośrednia). Procedura otrzymywania roślin na drodze organogenezy obejmuje podobne etapy jak przy rozwoju roślin z pąków bocznych tj. indukcję organogenezy, formowanie pędów, ich ukorzenianie i aklimatyzację uzyskanych roślin. Pąki przybyszowe mogą tworzyć się na róŝnych organach: liściach, łodygach, korzeniach, łuskach cebulowych, liścieniach, pędach kwiatowych itp. W łodygach i liściach pąki przybyszowe powstają z epidermy lub występującej pod nią hipodermy, w korzeniach o budowie pierwotnej pąki przybyszowe wytwarzane są w korze pierwotnej, a w eksplantatach korzeniowych o budowie wtórnej z floemu wtórnego. Pąki przybyszowe mogą tworzyć się równieŝ z kalusa w wyniku redyferencjacji. Wtedy w kalusie dochodzi do powstania centrów merystematycznych (merystemy przybyszowe), z których rozwijają się jednobiegunowe struktury (pąki i\lub korzenie). Komórki kalusa zdolne do organogenezy określa się jako kompetentne. Zdolność eksplantatów lub kalusa do morfogenezy oraz jej kierunek (tworzenie pąków, korzeni przybyszowych) zaleŝą głównie od zawartości substancji wzrostowych (stosunku auksyny do cytokininy) w podłoŝu. Wpływ mają równieŝ gatunek rośliny, wiek kultury, warunki fizyczne, takie jak oświetlenie, rodzaj naczyń do hodowli, temperatura, wilgotność. Najtrudniej regenerują pędy rośliny jednoliścienne, nagonasienne i drzewiaste. Klasycznym przykładem rośliny rozmnaŝającej się z merystemów przybyszowych tworzących się w tkance kalusowej jest tytoń (Nicotiana tabacum, rodz. Solanaceae). Procedura regeneracji tych roślin przedstawiona została na ryc Eksplantaty z liścia tytoniu, na podłoŝu z wysokim stęŝeniem auksyny tworzą kalus. Kalus przenosi się na podłoŝe z wysoką zawartością cytokininy, w wyniku czego z komórek kalusa powstają merystemy przybyszowe, które dają początek pąkom przybyszowym. Merystemy przybyszowe mogą rozwijać się równieŝ z komórek hodowanych w zawiesinie. MoŜliwość szerszego wykorzystania metody rozmnaŝania roślin z merystemów przybyszowych ogranicza niestabilność kultur in vitro i zmienność genetyczna i morfologiczna otrzymanych roślin. 197

198 Ryc Regeneracja roślin metodą organogenezy. Jako eksplantaty mogą słuŝyć np. liście tytoniu (1). Fragmenty liści umieszcza się na podłoŝu agarowym zawierającym auksynę (2). Na powierzchni eksplantatów rozwija się kalus (4). Po przeniesieniu na podłoŝe zawierające cytokininę z kalusa regenerują się pędy (5). Pędy mogą tworzyć się równieŝ bezpośrednio na eksplantacie z komórek epidermy (3). Pędy otrzymane metodą organogenezy pośredniej (5) lub bezpośredniej (3) są ukorzeniane na podłoŝu bez regulatorów wzrostu (6). Rośliny mogą rozwijać się dalej w glebie (1) (wg 12) Somatyczna embriogeneza Somatyczna embriogeneza jest procesem, w którym powstają zarodki somatyczne (dipolarne struktury z zawiązkami korzenia i pędu), z których moŝna otrzymać całe rośliny. Zarodki somatyczne powstają z komórek somatycznych, a nie z zygoty (jak zarodki zygotyczne). Proces embriogenezy somatycznej rozpoczyna etap indukcji embriogeniczności; w obecności auksyny (najlepiej 2,4-D) w kalusie lub kulturze zawiesinowej pojawiają się komórki potencjalnie zdolne do wytworzenia zarodków somatycznych. Komórki te dzielą się intensywnie i tworzą skupiska merystematyczne zwane masami proembriogenicznymi. Po przeniesieniu na poŝywkę bez auksyny zaczynają się z nich rozwijać zarodki, które przechodzą kolejne stadia rozwojowe: globularne (kuliste), sercowate i torpedy (str. 178) Zarodki mogą powstawać bezpośrednio z tkanki eksplantatu (embriogeneza bezpośrednia), z kalusa lub komórek rosnących w zawiesinie (embriogeneza pośrednia). Eksplantatami mogą być siewki lub ich części, fragmenty łodyg, wierzchołki pędu, liście, ogonki liściowe, pąki kwiatowe, ziarna pyłku, niedojrzałe lub dojrzałe zarodki zygotyczne. W określonych warunkach, w zasadzie kaŝda komórka roślinna moŝe stać się embriogenną, posiada bowiem pełną informację genetyczną niezbędną do odtworzenia rośliny (totipotencja komórek roślinnych). JednakŜe poszczególne gatunki, odmiany, a nawet linie komórkowe róŝnią się zdolnością do embriogenezy. Na wytwarzanie zarodków somatycznych wpływa ponadto wiele innych czynników np. stan fizjologiczny rośliny donora, skład poŝywki, jej ph oraz warunki prowadzenia kultury. Bardzo waŝną rolę odgrywają regulatory wzrostu. Auksyna, najczęściej 2,4-D lub picloram, wykorzystywana jest w fazie indukcji embriogeniczności natomiast hamuje rozwój zarodków somatycznych. Embriogeneza we wszystkich fazach stymulowana jest przez cytokininy najsilniej działają one w stadium powstawania zarodków globularnych, któremu towarzyszą intensywne podziały komórkowe. Dojrzewaniu zarodków oraz poprawie ich jakości sprzyja dodatek kwasu abscysynowego (ABA). Istotnym czynnikiem jest ph poŝywki. Na przykładzie marchwi zwyczajnej (Daucus carota) wykazano, Ŝe obniŝenie ph poŝywki do 198

199 wartości 4 hamuje proces embriogenezy z proembriogenych mas. Natomiast podwyŝszenie ph do wartości 5-6 pobudza ten proces. Procedurę otrzymywania zarodków somatycznych z tkanki kalusowej marchwi (Daucus carota rodz. Apiaceae) przedstawia ryc Metoda somatycznej embriogenezy naleŝy do najbardziej wydajnych metod mikrorozmnaŝania. Badania przeprowadzone z kulturą zawiesinową cyklamena wykazały, Ŝe z 1 litra kultury moŝna otrzymać zarodków, z których rozwinęło się roślinek in vitro. W sumie, po okresie aklimatyzacji moŝna było otrzymać roślin po 38 tygodniach. Metoda embriogenezy somatycznej jest szczególnie przydatna do mnoŝenia roślin ozdobnych i drzewiastych. Zarodki somatyczne szczególnie łatwo powstają u roślin naleŝących do rodziny Apiaceae (Selerowate), Solanaceae (Psiankowate) i Brassicaceae (Kapustowate). Z drugiej strony dla niektórych roślin bardzo trudno uzyskać wysokiej jakości zarodki somatyczne. Wady wynikające z zastosowania somatycznej embriogenezy do mikrorozmnaŝania to nie zsynchronizowany rozwój zarodków oraz róŝnego typu zaburzenia wzrostu i rozwoju zarodków (wieloliścieniowość, brak lub niedostateczne wykształcenie korzonka lub pączuszka, wtórna embriogeneza czyli występowanie zarodków przybyszowych). Produkcja zarodków somatycznych odbywa się juŝ na duŝą skalę w specjalnych bioreaktorach. System jest zautomatyzowany i skomputeryzowany, co powinno doprowadzić do obniŝenia kosztów i uczynić tę metodę konkurencyjną w stosunku do rozmnaŝania roślin metodami tradycyjnymi. Somatyczne zarodki mogą być równieŝ kapsułkowane i przechowywane w postaci somatycznych nasion (str. 200). Ryc Przebieg somatycznej embriogenezy u marchwi (Daucus carota, rodz. Apiaceae). Dojrzała roślina (1) dostarcza nasion lub eksplantatów, którymi mogą być np. ogonki liściowe. Fragmenty ogonków liściowych z roślin (po sterylizacji) lub aseptycznie wykiełkowanych siewek (2) umieszcza się na agarowym podłoŝu zawierającym auksynę (2, 4-D) (3). Na powierzchni eksplantatów w ciągu 4 tygodni tworzy się kalus (4), Kalus moŝe być przeniesiony do płynnego podłoŝa (z 2,4-D) i wykorzystany do zapoczątkowania embriogennej kultury zawiesinowej (7). PasaŜowanie komórek do podłoŝa bez auksyny powoduje dalszy rozwój zarodków (8). Z zarodków powstałych z komórek hodowanych w zawiesinie (8) lub z komórek kalusa (5) moŝna otrzymać całe rośliny (6) (wg 12) 199

200 Zmienność w kulturze in vitro MikrorozmnaŜaniu moŝe towarzyszyć zmienność somaklonalna (otrzymane rośliny mogą róŝnić się genotypowo i/lub fenotypowo od rośliny macierzystej). Pojęcie zmienności somaklonalnej wprowadzili w roku 1981 Larkin i Scowcroft dla określenia zmienności genetycznej wśród roślin zregenerowanych in vitro. Zmienność w warunkach in vitro moŝe zachodzić spontanicznie lub być indukowana (stosowanie mutagenów chemicznych lub fizycznych). Najczęściej zmiany dotyczą liczby chromosomów, co prowadzi do powstania poliploidów i aneuploidów. Zmiany mogą dotyczyć równieŝ struktury chromosomów (translokacje, delecje). Stwierdzono takŝe zmiany w sekwencji DNA, w stopniu jego metylacji oraz mutacje punktowe. Zmienność moŝe przejawiać się równieŝ na poziomie cytoplazmy, czyli w DNA mitochondrialnym i chloroplastowym. Na częstość występowania zmienności somaklonalnej w kulturze in vitro wpływ mają: - genotyp rośliny, z której załoŝono kultury in vitro, jej stadium rozwojowe i wiek; - rodzaj i wiek eksplantatu, np. fragmenty łodyg łatwiej ulegają zmianom niŝ korzenie; - sposób regeneracji roślin; z wyŝszą częstością zmienność występuje wśród roślin zregenerowanych poprzez organogenezę lub somatyczną embriogenezę, szczególnie gdy powstawanie pędów poprzedzone jest fazą kalusa; metodą, która zapewnia najlepszą stabilność cech jest mikrorozmnaŝanie poprzez merystemy; - skład poŝywki, szczególnie regulatorów wzrostu; - wiek kultury; im starsza kultura tym większa częstość pojawiania się zmian, zarówno w komórkach niezróŝnicowanych (kalus, zawiesina) jak i wśród zregenerowanych roślin; - czynniki fizyczne, takie jak oświetlenie (rodzaj, intensywność światła, długość fotoperiodu), rodzaj naczyń, w których prowadzone są kultury, temperatura i wilgotność. Nie wszystkie czynniki warunkujące powstawanie zmienności zostały juŝ poznane. RównieŜ mechanizm zmienności somaklonalnej nie jest jeszcze w pełni wyjaśniony. W kulturach in vitro moŝe występować takŝe zmienność epigenetyczna (zmienność fizjologiczna). Zmienność tego typu nie ma charakteru zmian genetycznych i nie jest przekazywana potomstwu drogą generatywną. Jest typową reakcją fizjologiczną na warunki in vitro. Objawia się głownie zmianami kształtu, barwy, wielkości liści, nadmiernym lub ograniczonym kwitnieniem itp. Przykładem moŝe być szklistość pędów wysoka wilgotność i stęŝenie cytokininy moŝe prowadzić do nadmiernego uwodnienia tkanki oraz zmian morfologicznych i anatomicznych w budowie liści. W zaleŝności od celu prowadzenia kultury in vitro występowanie zmienności moŝe być korzystne (jeŝeli chodzi o otrzymanie nowych odmian roślin lub selekcję lini komórkowych z wysoką produkcją poŝądanych metabolitów) lub niekorzystne (np. przy mikrorozmnaŝaniu). Selekcja pozytywnych somaklonów jest jednak trudna i pracochłonna, co spowodowane jest niestabilnością i przypadkowością zmienności w warunkach in vitro. Somatyczne nasiona Dojrzałe zarodki somatyczne lub inny zdolny do regeneracji roślin materiał wyhodowany in vitro (pąki wierzchołkowe lub boczne, fragmenty pędów z węzłem, fragmenty korzeni przybyszowych lub włośnikowatych), umieszczony w specjalnej osłonce określa się jako nasiona somatyczne (sztuczne lub syntetyczne). Otoczka spełnia funkcje ochronne (nadaje nasionom odpowiedni kształt, zabezpiecza przed uszkodzeniami i wysychaniem) oraz odŝywcze (dostarcza eksplantatom składników niezbędnych dla ich rozwoju); określana jest często mianem sztucznego bielma. Nasiona somatyczne mogą być wykorzystane do rozmnaŝania roślin; duŝa odporność mechaniczna ułatwia transport i pozwala na automatyzację wysiewania. UmoŜliwiają równieŝ przechowywanie materiału z kultur in vitro w niezmienionym stanie, zachowanie cennych zasobów genowych roślin. śywotność somatycznych nasion ocenia się określając ich zdolność do kiełkowania (tj. formowania korzonka zarodkowego) i konwersji w roślinę (równoczesny rozwój korzonka i merystemu pędu i otrzymanie całej rośliny, niezmienionej w stosunku do rośliny macierzystej). Do wytwarzania somatycznych nasion moŝe słuŝyć odwodniony (dojrzałe zarodki somatyczne poddaje się suszeniu) lub nie odwodniony materiał roślinny, który kapsułkuje się w hydroŝelach. Najczęściej wykorzystywanym środkiem Ŝelującym jest alginian sodu (0,5 5%). Alginian sodu jest 200

201 polimerem kwasu D- mannurowego i L- glukuronowego; jest nietoksyczny, biodegradowalny i ma zdolność formowania hydroŝeli w obecności dwu- lub trójwartościowych kationów. Najczęściej wykorzystuje się 3% alginian sodu przygotowany na bazie wody lub roztworu soli mineralnych wchodzących w skład poŝywki np. Murashige i Skooga (poŝywka MS). Oprócz substancji odŝywczych otoczka moŝe zawierać sacharozę oraz regulatory wzrostu. Często do otoczek somatycznych nasion dodaje się preparaty grzybo- i/lub bakteriobójcze. Pozwala to uniknąć zakaŝeń i ułatwia wzrost i rozwój roślin w warunkach nie sterylnych (szklarnia, uprawy polowe). Otoczki alginianowe uzyskuje się najczęściej metodą Ŝelowania, poprzez wymianę jonową. Zarodki somatyczne lub inne eksplantaty otacza się alginianem sodu i wkrapla do roztworu zawierającego dwuwartościowe jony, zwykle jest to roztwór CaCl 2 ( µm) (ryc. 142). W tych warunkach sód z alginianu sodu zostaje wyparty przez wapń z roztworu chlorku wapnia. Aby uniknąć sklejania się kapsułek i nadać im odpowiedni kształt, roztwór, w którym są utwardzane kapsułki jest stale mieszany. Po utwardzeniu kapsułki są kilkakrotnie przemywane wodą destylowaną (usuwa nadmiar CaCl 2 ). Doświadczenia przeprowadzone z nasionami somatycznymi róŝnych gatunków roślin wykazały, Ŝe dla większości z nich optymalne stęŝenie CaCl 2 wynosi 50 µm, a czas utwardzania 30 min. Proces otrzymywania somatycznych nasion przedstawia ryc Rozwój somatycznych nasion moŝe odbywać się w warunkach in vitro na sztucznym podłoŝu lub ex vitro w szklarni lub w warunkach polowych. Na sztucznych podłoŝach konwersja jest wyŝsza, ale technika ta wymaga prowadzenia aklimatyzacji roślin po ich przeniesieniu do gleby. Natomiast ex vitro, na takich podłoŝach, jak wermikulit, perlit czy torf, konwersja sztucznych nasion w rośliny jest znacznie niŝsza, ale w tej procedurze proces aklimatyzacji moŝe być ominięty. Somatyczne nasiona pozwalają na długotrwałe przechowywanie materiału roślinnego z kultur in vitro (moŝna je przechowywać w temp. 4-8 C przez kilka miesięcy), zapewniają pozyskiwanie materiału siewnego wolnego od patogenów, łatwego do transportu. Wykorzystując nasiona somatyczne moŝna rozmnaŝać rośliny mieszańcowe, którym grozi wyginięcie, nie wytwarzające nasion lub nie przekazujące korzystnych cech generatywnych potomstwu (rośliny transgeniczne, odmiany segregacyjne), gatunki tropikalne i subtropikalne, których nasiona są wraŝliwe na wysychanie. W latach 80. XX wieku opracowano technologię wytwarzania nasion somatycznych w bioreaktorach. Do tej pory produkuje się w ten sposób sztuczne nasiona selera, lucerny, papryki, winorośli, kawy i kukurydzy. Jako bariery utrudniające wykorzystanie sztucznych nasion uwaŝa się: trudności związane z otrzymywaniem wysokiej jakości zarodków somatycznych, zmienność somaklonalną, brak jednolitości stadiów rozwojowych zarodka w kulturze i wysokie koszty produkcji. 201

202 Ryc Otrzymywanie nasion somatycznych: A B umieszczanie eksplantatu w 3% alginianie sodu C utwardzanie kapsułek w roztworze CaCl 2 D nasiona somatyczne. Skała 1 cm (oryg. aut.) A B C D Przechowywanie materiału z kultur in vitro Przechowywanie materiału roślinnego w postaci kultur in vitro wymaga ciągłego pasaŝowania na świeŝe podłoŝe. Częste pasaŝowanie, zwiększa ryzyko zakaŝeń, podnosi koszty prowadzenia kultury i moŝe prowadzić, w starszych kulturach do wystąpienia zmienności somaklonalnej. Dlatego opracowano techniki pozwalające na zachowanie stabilności genetycznej podczas długotrwałego przechowywania hodowanych in vitro komórek, tkanek i organów roślinnych. Do tego celu moŝna stosować metodę ograniczonego wzrostu. Spowolnienie wzrostu kultury moŝna osiągnąć poprzez zastosowanie tzw. minimalnego podłoŝa (z obniŝoną zawartością składników mineralnych),obniŝenie temperatury (4 8 o C), intensywności oświetlenia, dodatek do poŝywki inhibitorów wzrostu (np. kwasu abscysynowego), pokrycie komórek warstwą oleju mineralnego. W tych warunkach kultury rosną bardzo wolno i wymagają pasaŝowania co miesięcy. Metodą najczęściej obecnie wykorzystywaną do przechowywania materiału roślinnego i tworzenia banków tkanek jest krioprezerwacja. W metodzie tej wykorzystywany jest ciekły azot ( C). W tych warunkach zatrzymaniu ulegają podziały komórkowe i wszelkie procesy metaboliczne; materiał 202