Dołącz do czytelników
Brak wyników

Laboratorium

19 lipca 2018

NR 22 (Lipiec 2017)

Kasztanowiec – zwyczajny, ale niezwykły

425

Rośliny jako wielkie królestwo organizmów są nie mniej zróżnicowane niż zwierzęta. Możemy tutaj wskazać olbrzymią ilość bardzo interesujących z różnych powodów roślin. 

Wiele z nich zawdzięcza swoją sławę niezwykłym na tle innych roślin zachowaniom.  Myślę, że z tego właśnie powodu są znane rośliny mięsożerne, takie jak rosiczki Drosera, dzbaneczniki Nepenthes czy muchołówka Dionaea.

Interesujący jest też przypadek czułka wstydliwego Mimosa pudica, który mimo, że nie jest rośliną mięsożerną, to jest zdolny do wykonywania całkiem szybkich ruchów za pomocą swoich liści złożonych [1].

Inne rośliny mogą mieć szczególnie ciekawie zbudowane i efektowne kwiaty, odznaczać się nietypowym cyklem życiowym itp. Trzeba jednak przyznać, że znaczenie wielu roślin opiera się na występowaniu w nich określonych substancji chemicznych, które mogą być wykorzystywane na różne sposoby, np. jako środki lecznicze lub barwniki.

W dzisiejszym doświadczeniu chciałbym udowodnić, że nawet tak powszechnie spotykana roślina, jaką jest kasztanowiec (Fot. 1) może pomóc w uzyskaniu naprawdę ciekawego i pięknego efektu, który pozwala na zapoznanie się ze zjawiskami przemiany energii na poziomie wręcz molekularnym.


Fot. 1. Ulistniony pęd kasztanowca

Kilka informacji

Myślę, że dosyć trudno by było znaleźć osobę, która nie potrafiłaby rozpoznać kasztanowca – choćby z powodu charakterystycznych liści i owoców. Przydatne będzie jednak usystematyzowanie potrzebnej wiedzy.

Kasztanowiec (Aesculus) jest więc rodzajem drzew, a rzadziej także krzewów należących do rodziny mydleńcowatych (Sapindaceae). Do kasztanowców zalicza się ok. 25 gatunków europejskich, azjatyckich, a także pochodzących z Ameryki Północnej.

Warto zauważyć, że wszystkie występujące w Polsce gatunki kasztanowca  zostały introdukowane przez człowieka.

Wiele gatunków jest traktowanych jako rośliny ozdobne i są sadzone jako drzewa parkowe, alejowe oraz w przypadku nasadzeń przydrożnych. Mimo pewnej kłopotliwości, związanej z dosyć silnym zaśmiecaniem otoczenia liśćmi, torebkami nasiennymi, a także samymi nasionami kasztanowce są ciągle popularne.

Na terenie Polski spotkać można wiele gatunków  kasztanowca. Są to:

  • kasztanowiec czerwony (Aesculus carnea Hayne)
  • kasztanowiec drobnokwiatowy (Aescu­lus parviflora Walt.)
  • kasztanowiec francuski (Aesculus x plantierensis André)
  • kasztanowiec gładki (Aesculus glabra Willd.)
  • kasztanowiec japoński (Aesculus turbinata Blume)
  • kasztanowiec krwisty (Aesculus pavia L.)
  • kasztanowiec żółty (Aesculus flava Sol. ex Hope)
  • kasztanowiec zwyczajny (Aesculus hippocastanum L.) [2]

Jako zadomowiony antropofit najczęściej występuje kasztanowiec zwyczajny. Jego uprawę w Europie rozpoczęto w 1576 roku w ogrodach cesarza Maksymiliana II po sprowadzeniu ze Stambułu. Pod koniec XVI wieku pierwsze osobniki tej rośliny zostały przywiezione do Polski z Austrii. Za ciekawostkę należy uznać fakt, że aż do XIX wieku rozpowszechniona była niepoprawna opinia o pochodzeniu kasztanowca zwyczajnego z Indii.

Kasztanowiec zwyczajny dorasta do 25 metrów. Jego korona jest gęsta, kopulasta lub cylindryczna, a starsza kora łuszczy się płatami.

Charakterystyczne liście kasztanowca są dłoniastozłożone, zbudowane z 5–7 listków (odwrotnie jajowatych) o długości do 25 cm (Fot. 2). Charakterystyczne jest to, że dojrzałe pąki liściowe wydzielają stosunkowo dużo lepkiej wydzieliny.


Fot. 2. Liść złożony kasztanowca zwyczajnego

Kwiaty tej rośliny tworzą gęste, wiechowate i wzniesione kwiatostany (Fot. 3). Ich długość może dochodzić nawet do 30 cm. 


Fot. 3. Kwiatostan kasztanowca zwyczajnego

Płatki kwiatów są białe z żółtymi lub czerwonymi plamkami u nasady (Fot. 4). Kasztanowiec zwyczajny kwitnie w maju [3].


Fot. 4. Kwiaty kasztanowca zwyczajnego

Owoce kasztanowca często same bywają nazywane kasztanami. Z botanicznego punktu widzenia są to kolczaste torebki o średnicy do około 5 cm, zawierające od jednego do trzech nasion. Pojawiają się we wrześniu i październiku. Nasiona są bogate w skrobię i bywają zjadane przez zwierzęta łowne, np. jelenie, sarny i dziki [4].

Kasztanowiec jest także rośliną leczniczą. Roślina działa przeciwzapalnie, przeciwbakteryjnie, rozkurczająco, przeciwkrwotocznie, poprawia stan naczyń krwionośnych [5]. Przy wykorzystaniu w lecznictwie nie można pominąć jednak faktu, że owoce tej rośliny są trujące, ponieważ zawierają związki z grupy saponin powodujące hemolizę czerwonych krwinek.

Doświadczenie 
i obserwacje
Aby zaobserwować interesującą nas 
właściwość kasztanowca potrzeb­ny bę­dzie nam niewielki fragment zdrew­nia­łego pędu tej rośliny (Fot. 5).


Fot. 5. Fragment gałązki kasztanowca

Najlepiej wykorzystać odcinek żywej gałązki, którą należy oczyścić z liści. Zastosowanie suchej, martwej gałązki przynosi często dużo gorsze rezultaty.

Następnie gałązkę trzeba nieco zestrugać wraz z najbardziej powierzchniowymi warstwami, tak by uzyskać nieco wiórów (Fot. 6).


Fot. 6. Wióry

Osobno należy przygotować 50 cm3 alkalicznego roztworu poprzez rozpuszczenie kilku granulek wodorotlenku sodu NaOH w wodzie destylowanej. Należy przy tym zachować ostrożność, ponieważ sam wodorotlenek sodu, jak i jego roztwory są silnie żrące i mogą powodować np. niebezpieczne uszkodzenia skóry i oczu.

Do tak przygotowanego bezbarwnego roztworu należy wprowadzić uzyskane wcześniej wióry i zamieszać. Ciecz dosyć szybko nabiera przy tym barwy brunatnej, ciemniejącej z czasem (Fot. 7).


Fot. 7. Wyciąg z drewna kasztanowca

Powstały w ten sposób wyciąg trzeba dosyć szybko odsączyć od stałych pozostałości i przystąpić do dalszych obserwacji, ponieważ może być nietrwały. Substancję tę należy traktować ostrożnie jako potencjalnie niebezpieczny odczynnik chemiczny, ponieważ niektóre z substancji zawartych w drewnie kasztanowca są szkodliwe.

Po zaciemnieniu pomieszczenia i oświetleniu alkalicznego wyciągu z drewna kasztanowca światłem ultrafioletowym można dostrzec, że rozbłyskuje on pięknym, bardzo jasnym światłem o barwie niebieskiej!  Intensywność tak powstałego światła jest dosyć duża – Fot. 8 przedstawia efekt rozpuszczenia w 60 cm3 wody destylowanej zaledwie 1–2 kropli wyciągu.


Fot. 8. Efekt po oświetleniu roztworu światłem UV

Co ciekawe, zaobserwowane zjawisko nie jest jedyną zaskakującą właściwością uzyskanej substancji. Okazuje się, że intensywnością świecenia roztworu można tutaj manipulować poprzez zmianę odczynu środowiska. Przy już lekko zasadowym charakterze (pH>7) roztwór w czasie naświetlania światłem UV emituje bardzo jasne światło (Fot. 9A). Jeśli jednak zakwasimy go delikatnie np. niewielkim dodatkiem kwasu octowego CH3COOH (np. ocet spożywczy) lub innego to intensywność blasku drastycznie spada (Fot. 9B). 


Fot. 9. Wpływ pH roztworu na uzyskany efekt UV; A – roztwór zasadowy, B – roztwór kwaśny

Przedstawione tu obserwacje nie wyczerpują oczywiście całości zagadnienia i można zaprojektować wiele dalszych interesujących doświadczeń. Zachęcam przykładowo do sprawdzenia wpływu barwy światła wzbudzającego na występowanie świecenia wyciągu z kasztanowca i jego intensywność. Ciekawe może być też eksperymentowanie z materiałami i substancjami blokującymi promienie ultrafioletowe, np. filtrami ochronnymi.

Wyjaśnienie

Wiemy, że każde ciało o temperaturze wyższej od zera absolutnego wysyła tzw. promieniowanie termiczne [6]. W temperaturze pokojowej maksimum emisji promieniowania termicznego przypada w zakresie długości fal elektromagnetycznych odpowiadających podczerwieni.

Istnieją jednak także inne mechanizmy pozwalające na emisję promieniowania, a wywołane przyc...

Dalsza część jest dostępna dla użytkowników z wykupionym planem

Przypisy