KRZYSZTOF BRZOST, MARIA PIELICHOWSKA (autorzy zdjęć)
MAŁGORZATA WIERZBICKA (kierownik projektu)

Uniwersytet Warszawski, Wydział Biologii,
Instytut Biologii Eksperymentalnej Roślin, Zakład Ekotoksykologii;
ul. Miecznikowa 1, 02-096 Warszawa
e-mail: kszysztofbrzos@biol.uw.edu.pl

Opis popularnonaukowy projektu

W dużym uproszczeniu wegetację rośliny można sprowadzić do zanurzenia jej korzenia w wodzie mineralnej, upewniwszy się uprzednio, czy podane na etykiecie wartości stężeń jonów z grubsza jej odpowiadają. Do tego z resztą sprowadza się uprawa hydroponiczna. Gleba także jest, w dużym uproszczeniu, wodą mineralną wymieszaną z piaskiem.
Wegetacja roślin na hałdzie polega na moczeniu korzeni w wodzie mineralnej, do której ktoś podstępnie dosypał perfidną kompozycję trucizn, z których najbardziej zjadliwe są metale ciężkie - ołów i kadm. Korzenie roślin hałdowych więc, od wykiełkowania do obumarcia, moczą się w roztworach metali. Nikt o zdrowych zmysłach nie zdecydowałby się zjeść marchewki, która spędziłaby choćby jedną noc w naczyniu z wodą wzbogaconą ołowiem w obawie przed ciężkimi powikłaniami. Nawet jabłko, symbol zdrowia, wyrosłe na jabłonce z wysypiska żużlu hutniczego, kojarzyłoby się z owocem podanym Królewnie Śnieżce. Nie bez powodu zaleca się śląskim działkowcom hodować raczej rośliny ozdobne niż przeznaczone do konsumpcji. Wraz z cennymi pierwiastkami do tkanek roślinnych wnikają także te, które zagrażają i konsumentom, i samej roślinie. Roślina, niestety, nie jest w stanie zamknąć im dostępu do swojego wnętrza. Stara się jednak zminimalizować straty i zagrożenie dla własnego metabolizmu. Trujące pierwiastki, wniknąwszy do korzeni, tam też w dużym stopniu pozostają. Tam też można je dostrzec. Pod dużym powiększeniem ujawniają się jako gęste, ciemne plamy o fantazyjnych kształtach. Roślina zamyka je w tych miejscach komórki, gdzie ich obecność jest najmniej szkodliwa. Krystalizują one w wakuolach, ścianach komórkowych i pomiędzy nimi i nie wędrują już dalej, w głąb rośliny, odcedzone jak na sicie z gęstym oczkiem. Aż chciałoby się przytoczyć stare botaniczne przysłowie: czym komórka nasiąknie, to się w niej wytrąci.

Streszczenie naukowe

Pomimo znacznej poprawy stanu naszego środowiska w ciągu ostatnich 20 lat nadal wiele rejonów Polski, w tym także Śląsk, jest narażonych na negatywne oddziaływanie, nagromadzonych przez lata, odpadów poprzemysłowych, zawierających m. in. jony metali ciężkich, do których zaliczany jest m. in. ołów i kadm. Zarówno dla organizmów zwierzęcych jak i roślinnych są to pierwiastki bardzo toksyczne, a mimo to na terenach skażonych tymi pierwiastkami często obserwuje się występowanie gatunków roślin, które musiały wykształcić szereg przystosowań umożliwiających im wegetację w tak trudnych warunkach siedliskowych.
Celem prowadzonych w naszym Zakładzie badań było określenie poziomu pobierania, dróg wnikania i transportowania jonów metali ciężkich przez rośliny oraz zidentyfikowanie miejsc gromadzenia tych pierwiastków w tkankach i komórkach roślin.
Wcześniejsze badania wykazały, że organami szczególnie narażonymi na działanie jonów metali ciężkich są korzenie. To w nich zostaje zatrzymana największa pula pobranego pierwiastka i to właśnie tkanki korzenia są odpowiedzialne za unieszkodliwienie pobranej puli jonów metalu. Ultrastrukturalna lokalizacja ołowiu w komórkach wierzchołków korzeni siewek roślin gatunków: pleszczotka górska (Biscutella laevigata) i zawciąg pospolity (Armeria maritima) przy użyciu technik mikroskopii elektronowej pozwoliła stwierdzić obecność licznych złogów tego pierwiastka w komórkach badanych roślin. Najwięcej ołowiu rośliny gromadziły w ścianach komórkowych, wakuolach oraz przestworach międzykomórkowych, w których jony tego pierwiastka były lokalizowane w szczególnie dużych ilościach i gdzie często tworzyły struktury krystaliczne o bardzo różnych kształtach.
Powyższe badania były finansowane z dwóch grantów Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego oraz Funduszy Statutowych Wydziału Biologii UW. Badania te wchodzą w zakres pracy magisterskiej mgr Krzysztofa Brzosta, mgr Joanny Żyłkowskiej oraz pracy doktorskiej mgr Marii Pielichowskiej i mgr Agnieszki Abratowskiej.
Promotorem tych prac jest prof. UW dr hab. Małgorzata Wierzbicka.