Pyłki — utrapienie czy cud natury?

OD NASZEGO KORESPONDENTA Z AUSTRALII

Aaa... psik! Dla milionów ludzi nieustanne kichanie, uporczywe łzawienie i swędzenie oczu oraz podrażnienie błon śluzowych nosa i katar to oznaka nadejścia wiosny. Zazwyczaj są oni uczuleni na pyłki obficie pojawiające się wtedy w atmosferze. Czasopismo BMJ (dawniej British Medical Journal) podało, że co szósty mieszkaniec krajów uprzemysłowionych cierpi z powodu sezonowej alergii na pyłki. Dane te nie dziwią, jeśli się uwzględni ogromną ilość takich drobin uwalnianych przez rośliny do atmosfery.

Naukowcy oceniają, że lasy świerkowe na południu Szwecji, pokrywające jedną trzecią powierzchni kraju, rokrocznie produkują 75 000 ton pyłków. Pojedyncza roślina z gatunku Ambrosia, która u wielu mieszkańców Ameryki Północnej wywołuje alergię, może wytworzyć milion ziarenek dziennie. Ziarenka te, unoszone przez wiatr, znajdowano na wysokości 3 kilometrów nad powierzchnią ziemi i w wodach morskich oddalonych od brzegu nawet o 600 kilometrów.

Ale dlaczego u niektórych osób pyłki wywołują reakcję alergiczną? Zanim odpowiemy na to pytanie, przyjrzyjmy się bliżej ich zdumiewającej budowie.

Ziarenka życia

Jak podaje Encyclopædia Britannica, pyłek „powstaje w pylniku, czyli organie męskim roślin nasiennych, i przenoszony jest na różne sposoby (między innymi przez wiatr, wodę i owady) na słupek, czyli żeński organ rozmnażania, gdzie dochodzi do zapylenia”.

U roślin okrytozalążkowych ziarenka pyłku zbudowane są z trzech części — z jądra komórki i dwóch warstw tworzących ściankę lub zewnętrzną skorupkę. Ta wierzchnia warstwa jest twarda i niezwykle odporna na zniszczenie — potrafi oprzeć się działaniu silnych kwasów, zasad, a nawet wysokich temperatur. Poza nielicznymi wyjątkami sam pyłek może przetrwać zaledwie kilka dni bądź tygodni, natomiast jego twarda skorupka — tysiące lat. Z tego  też względu w glebie znajdują się niezliczone ilości takich ziarenek. Naukowcom badającym pyłki znalezione na różnych głębokościach pozwoliło to sporo się dowiedzieć o dziejach roślin na ziemi.

Dzieje te można dość dokładnie określić dzięki unikalnym wzorkom na zewnętrznej warstwie ziarenka pyłku. W zależności od gatunku jest ona gładka, pomarszczona, wzorzysta, kolczasta lub pofałdowana. „Pyłek każdego gatunku przypomina linie papilarne człowieka i dlatego łatwo go zidentyfikować” — oświadczył profesor antropologii Vaughn M. Bryant junior.

Zapylanie

Kiedy pyłek znajdzie się na znamieniu — części słupka roślin okrytozalążkowych — wskutek pewnej reakcji chemicznej pęcznieje i tworząc łagiewkę pyłkową, kieruje się ku zalążkowi. Komórki plemnikowe przesuwają się, aż dochodzi do zapłodnienia. Z czasem dojrzewa nasionko, które w odpowiednim środowisku kiełkuje.

Chociaż pewne rośliny nasienne produkują tylko pyłki albo tylko zalążki, to większość wytwarza zarówno jedne, jak i drugie. Niektóre gatunki są samopylne; inne ulegają zapyleniu krzyżowemu pyłkiem przeniesionym z rośliny tego samego lub zbliżonego gatunku. Jak informuje Encyclopædia Britannica, rośliny zapylane krzyżowo „często unikają samozapylenia, ponieważ uwalniają pyłki za wcześnie — zanim znamię jest gotowe je przyjąć — lub za późno”. Istnieją też rośliny, które potrafią odróżnić własny pyłek od pyłku innego przedstawiciela tego samego gatunku. Kiedy wykryją swój pyłek, sprawiają, że staje się nieaktywny, zwykle przez zahamowanie rozwoju łagiewki pyłkowej.

Na terenach o różnorodnej florze w powietrzu może się unosić mieszanina wielu pyłków. Jak rośliny wyszukują te, które są im potrzebne? Niektóre wykorzystują skomplikowane zasady aerodynamiki. Weźmy na przykład pod uwagę sosnę.

Niesione wiatrem

Kwiaty męskie sosny rosną w skupiskach i po osiągnięciu dojrzałości uwalniają chmurę pyłków, które unosi wiatr. Uczeni zauważyli, że zebrane w typowe szyszki kwiaty żeńskie oraz okalające je igły w określony sposób wpływają na prądy powietrza, dzięki czemu pyłek wiruje i opada prosto na organy rozmnażania kwiatu żeńskiego. Jego łuski delikatnie się rozchylają i umożliwiają zapłodnienie.

 Naukowiec Karl J. Niklas przeprowadził rozległe badania niezwykłych aeronautycznych możliwości szyszek. Na łamach czasopisma Scientific American napisał: „Z naszych obserwacji wynika, że kształt szyszki, charakterystyczny dla poszczególnych gatunków roślin, w ściśle określony sposób modyfikuje przepływ powietrza (...) Podobnie każdy rodzaj pyłku różni się od innych rozmiarem, kształtem i gęstością, więc w ściśle określony sposób reaguje na turbulencje”. Z jakim skutkiem? Wspomniany uczony zauważył: „Większość zbadanych przez nas szyszek wychwytywała z powietrza ‚własny’ pyłek, a nie pyłek roślin innego gatunku”.

Na szczęście dla alergików nie wszystkie gatunki są wiatropylne. Sporo z nich korzysta z pomocy zwierząt.

Zwabione nektarem

Rośliny zapylane za pośrednictwem ptaków, małych ssaków i owadów zazwyczaj są wyposażone w haczyki, kolce albo lepkie nici, którymi przyczepiają pyłek do ciała żerującego stworzenia. Na przykład włochaty trzmiel może za jednym razem przenieść 15 000 ziarenek pyłku!

Rośliny okrytonasienne są zapylane głównie przez pszczoły. W zamian owady te mają zapewniony słodki nektar oraz pyłki, będące źródłem białka, witamin, składników mineralnych i tłuszczów. W ramach takiej zdumiewającej współpracy pszczoła może jednorazowo odwiedzić przeszło 100 kwiatów. Ale pyłki lub nektar, bądź oba te produkty, zbiera tylko z jednego gatunku do chwili, gdy zgromadzi już wystarczającą ilość lub gdy wyczerpie się ich źródło. Takie zadziwiające, instynktowne  zachowanie umożliwia wydajne zapylanie roślin.

Zwiedziony przez kwiaty

Aby nakłonić owady do zapylenia, niektóre rośliny zamiast oferować słodkie przekąski, uciekają się do misternego podstępu. Przyjrzyjmy się pewnemu zachodnioaustralijskiemu storczykowi (Drakaea elastica). Jego warga dolna (jedna z dwóch części korony kwiatu, oddzielona od drugiej głębokim wcięciem) do złudzenia przypomina pulchną, bezskrzydłą samicę pewnego gatunku osy. Wspomniany kwiat wydziela nawet chemiczną namiastkę jej feromonów wabiących! Na końcu łodygi tuż ponad ową kuszącą przynętą znajdują się lepkie woreczki wypełnione pyłkiem.

Samiec osy zwiedziony zapachem przypominającym feromony samicy chwyta wabik i usiłuje odlecieć. Ale gdy tylko próbuje uprowadzić swoją niedoszłą partnerkę, z impetem spada na kleiste woreczki z pyłkiem. Kiedy uświadamia sobie swój błąd, uwalnia przynętę — która wraca na pierwotne miejsce — a sam odfruwa, by za chwilę dać się oszukać innemu storczykowi. Tym razem jednak oblepiony pyłkiem zapyla ów kwiat.

Jeśli jednak w pobliżu są dojrzałe samiczki osy, samce zawsze wybierają jedną z nich, a nie kolorowego oszusta. Co ciekawe, storczyki kwitną w dogodnym czasie — kilka tygodni przed wykluciem się samic — dzięki czemu mogą zostać zapylone.

Skąd te alergie?

Dlaczego niektórzy są uczuleni na pyłki? Kiedy takie ziarenka dostaną się do nosa, łączą się z lepkim śluzem. Następnie przesuwają się do gardła, gdzie są albo połykane, albo wydalane podczas kaszlu, zazwyczaj bez negatywnych skutków ubocznych. Ale czasami pyłki pobudzają układ odpornościowy.

Problem w tym, że pyłki zawierają białka. Z jakiejś przyczyny układ odpornościowy alergika broni się przed białkami pyłków niektórych roślin. W organizmie chorego następuje reakcja łańcuchowa — komórki tkanki łącznej zaczynają w nadmiernych ilościach wydzielać histaminę. Ta z kolei powoduje rozszerzenie i większą przepuszczalność naczyń krwionośnych, przez które przedostają się płyny z mnóstwem komórek odpornościowych. W normalnych warunkach komórki te przemieszczają się w kierunku rany lub zakażenia, gdzie pomagają usunąć z organizmu szkodliwych „intruzów”. Jednak w przypadku alergików obecność pyłków wywołuje fałszywy alarm, którego następstwami są podrażnienie i obrzęk błon śluzowych, katar oraz łzawienie oczu.

Zdaniem naukowców alergie są dziedziczne, choć członkowie jednej rodziny nie zawsze są uczuleni na te same substancje. Do rozwoju wrażliwości na alergeny może się też przyczyniać zanieczyszczenie środowiska. Jak podaje czasopismo BMJ, „w Japonii ustalono ścisły związek między uczuleniem na pyłki a bliskością terenów, których atmosferę cechuje wysokie stężenie spalin pochodzących z silników Diesla. Badania przeprowadzone na zwierzętach wykazały, że tego rodzaju zanieczyszczenia zwiększają wrażliwość na alergeny”.

Na szczęście istnieją leki antyhistaminowe, które łagodzą objawy alergii. * Jak sama nazwa wskazuje, lekarstwa te hamują działanie histaminy. Chociaż więc niejeden z nas cierpi z powodu pyłków, trudno nie podziwiać pomysłowości widocznej zarówno w zaprojektowaniu, jak i rozprzestrzenianiu się tych drobinek życia. Przecież bez nich nasza planeta byłaby jałowym pustkowiem.

[Przypis]

[Ilustracja na stronach 24, 25]

[Patrz publikacja]

słupek

zalążek

zalążnia

łagiewka pyłkowa

znamię

ziarnko pyłku

pręcik

pylnik

płatek

[Prawa własności]

NED SEIDLER/NGS Image Collection

[Ilustracje na stronie 25]

Różne rodzaje pyłków oglądane pod mikroskopem

[Prawa własności]

Ziarenka pyłków: © PSU Entomology/PHOTO RESEARCHERS, INC.

[Ilustracje na stronie 26]

Część kwiatu storczyka przypomina samicę osy

[Prawa własności]

Zdjęcia storczyków: © BERT & BABS WELLS/OSF

[Prawa własności do ilustracji, strona 24]

Ziarenka pyłków: © PSU Entomology/PHOTO RESEARCHERS, INC.

[Prawa własności do ilustracji, strona 26]

Pyłki: © PSU Entomology/PHOTO RESEARCHERS, INC.