EWA PRZEDPEŁSKA, SYLWIA TRĄBKA, KRZYSZTOF BRZOST (autorzy zdjęć)
MAŁGORZATA WIERZBICKA (kierownik projektu)

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

Opis popularnonaukowy projektu

Szarotka ma włoski, brzoskwinia ma włoski, pokrzywa i rosiczka też mają włoski. Gęste lub mniej futerko na liściach i pędach potrzebne jest roślinie do wielu życiowych przeznaczeń. Ewolucja wyposażyła liczne gatunki w nieprzyjemną broń zawierającą substancje drażniące, w narzędzie łowieckie zakończone lepkimi kropelkami, w warstwę ochronną, w barierę przed suszą, upałem, nadmiernym parowaniem lub zimnem. Miliony lat trwały procesy adaptacyjne, które w efekcie pokryły delikatnym kutnerem wszystkie lub tylko niektóre części roślin. Kilkaset zaledwie pokoleń trzeba było, aby niektóre typy włosków zyskały nową funkcję - składowisko metali ciężkich.
Metale ciężkie to, wiadomo, toksyny. Kadm czy cynk w nadmiernych ilościach zaburzają procesy życiowe roślin, w pełnym zakresie zjawisk i poziomów organizacyjnych: od genów poczynając, na liściach, kwiatach i owocach kończąc. Niewielkie ma szanse gatunek opuścić nieprzyjazne miejsce lub uniknąć kontaktu z toksyną. Wnikając w głąb rośliny pierwiastki, często wysoce reaktywne, skłonne do interakcji z, jak na złość, najistotniejszymi cząsteczkami, jak kwasy nukleinowe i białka enzymatyczne, muszą być jak najszybciej odsunięte od metabolizmu. Dla wielu gatunków to właśnie włoski na powierzchni liści stały się miejscem deponowania kadmu i cynku. Gdy jest ich za mało - wyrastają nowe, przybywa ich, aż srebrzysty meszek staje się wyraźnie gęściejszy.
Tak jest na Śląsku. Przesiąknięte metalami hałdy i zwałowiska, porośnięte są zadziwiająco bujną roślinnością. Część z gatunków szczyci się dorodniejszym futerkiem niż ich krewni z, na przykład, Mazur.
W ewolucyjnej perspektywie okres przemysłowej działalności człowieka to zaledwie mgnienie. Roślinom wystarczył jednak ten czas na wykorzystanie posiadanych struktur do unieszkodliwiania metali. Gołym, choć wprawnym, okiem widać, jak włoski tych roślin urosły i zgęstniały. Uzbrojonym w solidny mikroskop - widać zgromadzone w nich metale. Pleszczotka ma włoski i rzeżusznik ma włoski. Te typowe rośliny hałd i zwałów odpadów w imponujący sposób pogodziły elegancję z walką o życie.

Streszczenie naukowe

Obszar Województwa Śląskiego jest doskonałym poligonem badawczym dla biologów ze względu na intensywnie prowadzoną na tym terenie działalność górniczą i przemysłową. Konsekwencją tej działalności są rozległe, uformowane przez człowieka wysypiska skały płonnej oraz odpadów pogórniczych, pohutniczych i poprzemysłowych. Tereny te charakteryzują się szkieletowym podłożem, brakiem gleby, bardzo niską wilgotnością lub wręcz suszą, silnym nasłonecznieniem, niską zawartością składników odżywczych oraz bardzo silnym skażeniem metalami ciężkimi. Pomimo tak ekstremalnych warunków obszary te porastają liczne rośliny.
Celem od lat prowadzonych na tych obszarach badań, jest zbadanie przystosowań roślin do życia w warunkach silnego skażenia metalami ciężkimi. Prezentowane badania dotyczą problemu pobierania, translokacji i gromadzenia metali ciężkich w roślinach i stanowią część większego projektu dotyczącego morfologicznych, fizjologicznych i genetycznych przystosowań roślin do życia na hałdach poprzemysłowych. Badania prowadzone są na 6 gatunkach roślin powszechnie występujących na tych obszarach. Metodyka badawcza oparta jest na mikroskopii świetlnej (światło przechodzące, ciemne pole, kontrast fazowy).
Przeprowadzone badania wykazały przemieszczanie niektórych metali ciężkich (takich jak cynk czy kadm) do części nadziemnych i gromadzenie ich we włoskach pokrywających blaszki liściowe. W dużych komórkach włosków (często znacznie większych od pozostałych komórek liścia) roślina może gromadzić znaczne ilości toksycznych metali bez negatywnego wpływu na metabolizm. Z tego tez powodu rośliny z populacji występujących na terenach poprzemysłowych mają więcej włosków niż te z populacji z terenów nieskażonych. Cecha ta jest przykładem przystosowania się roślin do warunków panujących na terenach zanieczyszczonych.