Dołącz do czytelników
Brak wyników

Ze świata botaniki

22 listopada 2022

NR 53 (Listopad 2022)

Porosty – organizmy o wszechstronnych zastosowaniach

0 42

Porosty, będące tak niepozornymi i najczęściej w ogóle niezauważanymi przez współczesnych ludzi organizmami, przez wieki towarzyszyły człowiekowi w różnych aspektach jego życia; były pokarmem, środkiem leczniczym, substancją barwiącą odzież i tkaniny, a także miały zastosowanie w przemyśle perfumeryjnym i alkoholowym. Co zatem sprawia, że te niewielkich rozmiarów organizmy miały, ale jednocześnie nadal mają, tak ogromny wpływ na życie nie tylko ludzi, lecz także zwierząt?

Porosty odznaczają się interesującym składem chemicznym, jako jedyne na świecie organizmy wykształcają całą gamę tylko dla nich charakterystycznych związków, jakimi są kwasy porostowe. Każdy gatunek wytwarza inną mieszaninę tych związków. Związki te warunkują właściwości przeciwbakteryjne, ich obecność powoduje erozję skał, poddane określonym reakcjom dają odpowiednie efekty barwne, mają moc wzmacniania zapachu perfum. 

POLECAMY

 

Fot. 1. Porosty nadrzewne i naziemne wraz z drobnymi grzybami (Karkonosze)

Znaczenie porostów dla ludzi na przestrzeni dziejów

Etnolichenologia jest nauką zajmującą się badaniem relacji między porostami a ludźmi. Porosty były wykorzystywane od wieków na całym świecie przez różne kultury do wielu rożnych celów. Miały zastosowanie w medycynie oraz jako pożywienie, a także jako barwniki. Porosty były także stosowane w balsamowaniu zwłok. Fakt ten datowany jest na XVIII dynastię*, gdyż gatunek Pseudevernia furfuracea został znaleziony w egipskim wazonie. Ten gatunek porostu zawiera substancje o właściwościach konserwujących i aromatyzujących, ale również antybiotycznych oraz jest to wysoce chłonny i lekki materiał opakowaniowy, co pomagało zahamować bakteryjny rozkład mumii. Porosty od dawna były wykorzystywane do produkcji nalewek i alkoholi. Roccella tinctoria i Roccella fuciformis to najważniejsze porosty, które można znaleźć w Indiach Wschodnich, Ameryce Południowej i Środkowej, Wyspach Zielonego Przylądka, na Madagaskarze i w Europie. Barwniki gatunku porostów Pertusaria albescens Erichs z Francji oraz porostów Ochrolechia tartarea L. (gatunek charakterystyczny dla krajów skandynawskich i celtyckich – tak zwane cudbear) miały zastosowanie jako składnik, również obecnie stosowanego do balsamowania, płynu o nazwie Cudbear. Widzimy, jak przeszłe praktyki stają się działaniem tradycyjnym z zastosowaniem w teraźniejszości. 

 

Fot. 2. Różnorodność porostów

Co zawierają porosty i czym są kwasy porostowe? 

Porosty pod względem chemicznym zbudowane są głównie z węglowodanów: polisacharydów i bywa, że także z monosacharydów. W dużych ilościach zawierają licheninę i izolicheninę, związki spokrewnione z celulozą, łatwo rozpuszczalne w gorącej wodzie i ulegające hydrolizie z wydzieleniem glukozy. Zawierają też hemicelulozy. Ponadto w ich skład wchodzą pierwiastki, takie jak jod, krzem czy miedź w postaci soli mineralnych.

Na szczególną uwagę zasługują kwasy porostowe, wytwarzane wyłącznie przez porosty i stanowiące ich swoiste metabolity wtórne, a w zależności od gatunku będące ich różnorodną mieszaniną. Kwasy lichenowe (porostowe) są to między innymi: kwas usninowy, kwas fumaroprotocetrarowy, kwas lichesterynowy, kwas fulwowy, kwas protolichesterynowy, kwas fizodowy oraz wiele innych. 

 

Fot. 3. Różnorodność kształtu plechy porostów w strefie 5–6

To właśnie dzięki obecności kwasów porostowych i kwasu szczawiowego porosty stymulują chemiczne wietrzenie skał, gdyż te kwasy organiczne skutecznie rozpuszczają minerały i chelatują kationy metali. Porosty penetrują skały zarówno poprzez działanie chemiczne, jak i fizyczne − mechaniczne rozrywanie skał wywołane wnikaniem strzępek w skalne podłoże, ekspansją i kurczeniem się plechy porostów, pęcznieniem soli organicznych i nieorganicznych pochodzących z aktywności porostów.

Porosty jako pokarm dla zwierząt

Porosty stanowią pokarm dla różnorodnych zwierząt, takich jak bezkręgowce, np. ślimaki, skoczogonki, termity, korniki, motyle i ćmy, a także koniki polne, oraz kręgowców: świstaków, wiewiórek, lemingów, norek, salamander, jeleni, wielbłądów, a przede wszystkim piżmowołów i karibu, a w okresie zimowym stanowią aż 80–90% diety reniferów. Plechy porostów stanowią budulec ptasich gniazd (np. zięb zwyczajnych), a także są schronieniem dla małych organizmów – wielu gatunków bezkręgowców, takich jak owady i pajęczaki. 

Porosty jako pożywienie dla człowieka

Porosty były i nadal są źródłem pokarmu dla ludzi. Były stałym składnikiem diety Indian kanadyjskich, którzy spożywali przede wszystkim porosty z rodzaju kruszownica Umbilicaria. W czasach wojen czy okresach głodu w różnych rejonach świata porosty były źródłem pożywienia dla ludzi jako mąka porostowa. Porosty stanowiły częsty dodatek do wypieku chleba, przykładowo w Egipcie w tym celu wykorzystywano plechy mąkli tarninowej Evernia prunastri, nadając wypiekom swoisty aromat. W Szwecji i Norwegii, kiedy panował głód, jako pożywienie wykorzystywano zmielone plechy płucnicy islandzkiej Cetraria islandica. Nazywano ją też mchem islandzkim, porostem islandzkim czy mchem chlebowym. Była stosowana do wypieku chleba, przetwarzany na kaszę oraz kleiki. Zmieloną plechę tego porostu mieszano też z ziemniakami i zbożem. Istotny był fakt, że po dodaniu zmielonej płucnicy do mąki chleb był mniej kruchy oraz niejadalny dla wołków zbożowych. To sprawiło, że zaczęto dodawać zmieloną płucnicę również do wypieku sucharów stanowiących racje żywnościowe dla marynarzy. W 1829 roku podczas wojny turecko-rosyjskiej część Teheranu została pokryta przez plechę porostu tego gatunku (jest przenoszony przez silny wiatr z rejonów górskich na niziny), który zaczął być zjadany przez tamtejsze owce, stając się dla nich dodatkowym źródłem pokarmu. Co więcej, sprawiło to, że ówcześni głodujący mieszkańcy tych rejonów zastosowali go do wypieku chleba. Rozgotowane plechy płucnicy wykazują właściwości żelujące, więc wykorzystywano je do otrzymywania lekkostrawnych galaretek. Podczas II wojny światowej Rosjanie wykorzystywali płucnicę islandzką do produkcji glukozy, gdyż wówczas brakowało tego cukru nawet do produkcji alkoholu na potrzeby militarne. Fabryka przetwarzała 30–35 ton tych wysuszonych porostów rocznie produkując nawet 100 kg cukru dziennie. Porosty te spożywali także głodujący więźniowie przebywający w rosyjskich łagrach. Stanowiły składnik diety podróżników pierwszych ekspedycji na daleką północ Kanady. Gatunek porostu Aspicilia esculenta rosnącego w górach na Bliskim Wschodzie kruszy się na fragmenty o średnicy około 10 mm i grubości 6 mm. Jest spożywany i stosowany do produkcji chleba, stanowiąc trzy czwarte jego suchej masy. W różnych krajach Azji Wschodniej, takich jak Chiny, Korea, Japonia spożywany jest gatunek Umbilicaria esculenta (Miyoshi) Minks nazywany „flaczkami skalnymi”, który jest uznawany za przysmak w rejonach górskich.

Właściwości barwiące porostów

Porosty, a dokładniej kwasy porostowe, były przez setki lat wykorzystywane jako źródło naturalnych barwników na wszystkich kontynentach: w Europie, Afryce Północnej, obu Amerykach i w Azji. Jedne z najbardziej znanych porostów określane jako porosty storczykowe (np. z gatunku Roccella spp.) były dla starożytnych Greków i Rzymian źródłem między innymi barwnika fioletowego i były one historycznie ważne w Europie od XV do XVII wieku. Kwasy porostowe były źródłem ważnych barwników bawełny i wełny w średniowiecznej Europie. Ponadto kwasy porostowe znajdujące się na przykład w orselce barwierskiej są wykorzystywane od wieków przez ludzi do barwienia tkanin takich jak jedwab, wełna tweed, gdyż odznaczają się dużą trwałością, a ponadto substancje w nich zawarte dodatkowo działają odstraszająco na owady. 

 

Słowniczek

  • Areolki – kuliste lub nieregularne fragmenty plechy porostów skorupiastych 
  • Cefalodium – niewielka struktura znajdująca się na powierzchni porostów zawierająca sinice
  • Chwytniki – nitkowate wyrostki znajdujące się na dolnej powierzchni plechy, z ich pomocą porost przymocowuje się do podłoża
  • Izydium/izydia – niewielkie wyrostki na górnej powierzchni plechy, łatwo się odłamujące, które służą do rozmnażania wegetatywnego porostu
  • Odcinki – to pojedyncze elementy składowe plechy krzaczkowatej i listkowatej
  • Owocnik – struktura na plesze porostu, gdzie powstają zarodniki grzyba
  • Podecjum/podecja – to pionowe struktury o różnych kształtach (kieliszkowate, pałeczkowate, szydłowate, drzewkowate itp.), które są plechą wtórną u chrobotków Cladonia i wyrastają z łuseczkowatej lub skorupiastej plechy pierwotnej
  • Porost – organizm zbudowany z sinic lub zielenic oraz grzybów żyjących w symbiozie
  • Przedplesze – jest pierwszym etapem kolonizacji podłoża, zbudowane jest ono wyłącznie ze strzępek grzyba, obwódka tworząca się wokół plechy niektórych porostów skorupiastych 
  • Rozmnóżki – to formy/sposoby rozmnażania porostów 
  • Soredium/soredia – są drobnymi ziarenkami złożonymi z kilku komórek glonu oplecionych strzępkami grzyba i służą do rozmnażania wegetatywnego porostu
  • Symbioza – współżycie dwóch organizmów, np. grzyba i glonu, oparte na obustronnych korzyściach
  • Uczep – to pojedyncze i szerokie pasmo grzybni znajdujące się na dolnej stronie plechy, za pomocą którego niektóre porosty przymocowują się do podłoża
  • Urwistek – rozmnóżka porostów będąca glonem otoczonym strzępkami grzybni
  • Wyrostki – rozmnóżki porostów, łatwo odrywające się strzępki plechy

 

W Ameryce Północnej najważniejszym żółtym barwnikiem jest ten pozyskiwany z porostów gatunku Letharia vulpina i jest ekstrahowany we wrzącej wodzie. Wiele tradycyjnych barwników Scottish Highlands zostało wykonanych z porostów, np. pomarańczowe i czerwone barwniki z porostów Lecanora tartarea. W przeszłości cennym barwnikiem był orchil (Szkocja) produkowany z porostów Ochrolechia spp. i z kilku innych gatunków. Barwnik orchil w Brytanii został nazwany cudbear. Zdjęcia (fot. 4) przedstawiają powolne uwalnianie się zielonego barwnika z porostów, pod wpływem wodnego roztworu wodorotlenku potasu.

Tartany były intensywnie produkowane z czerwonych, brązowych i żółtych barwników porostów z Parmelia saxatilis. Brązowawy barwnik z liściastego porostu Parmelia omphalodes jest tradycyjnie także współcześnie stosowany do ręcznie tkanych tweedów Harris z Hebrydów Zewnętrznych. Gatunki Roccella i Ochrolechia są źródłem czerwonych i purpurowych barwników. Barwniki te kiedyś były rozpuszczane w ludzkim moczu, gdyż związki amoniowe z moczu były dla nich swoistą zaprawą utrwalającą kolor i w takiej mieszaninie zanurzano przędzę i tkaniny. W Europie Północnej, Szkocji i Skandynawii żółtawe, brązowawe i czerwonobrązowe kolory były uzyskiwane prostszą metodą barwienia, w której porosty gotowano w wodzie wraz z wełną zabejcowaną lub niezaprawioną. Podobne metody barwienia stosowali Indianie. Stwierdzono, że Indianie amerykańscy uzyskiwali czerwony barwnik z Echinodontium tinctorium. Porosty należące do Polyporales były używane do farbowania wełny we Włoszech i Francji. Z porostów Letharia vulpina rosnących na korze sosen i jodeł w górach Pacyfiku w Stanach Zjednoczonych otrzymywano żółty barwnik nazywany kwasem vulpinic. 

Poza barwiarstwem porosty z gatunków rodzaju Roccella współcześnie są stosowane do pozyskiwania lakmusu, czyli barwnika będącego wskażnikiem zmian pH roztworu.

 

Fot. 4. Stopniowe uwalnianie barwnika z porostów pod wpływem wodorotlenku potasu

Zastosowania lecznicze porostów 

Wiele porostów od dawna ma zastosowanie lecznicze, gdyż posiadają właściwości przeciwdrobnoustrojowe. Porosty islandzkie (płucnica islandzka Cetraria islandica, płucnica kędzierzawa Cetraria ericetorum i tarczownica islandzka) są stosowane w farmakoterapii na całym świecie już od epoki renesansu. Przede wszystkim ich działanie przynosi skuteczne efekty w leczeniu schorzeń górnych dróg oddechowych – płucnica, a jako źródło antybiotyków – brodaczka i tarczownica. Wyciągi z porostów zawierają substancje śluzowe, dzięki którym są bardzo pomocne w leczeniu schorzeń charakteryzujących się nadmierną suchością i podrażnieniem błony śluzowej krtani i gardła, wywołanymi zarówno przebywaniem w klimatyzowanych pomieszczeniach jak i w trakcie przeziębień. Płucnica islandzka zawiera około 50% śl...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 6 wydań czasopisma "Biologia w Szkole"
  • Dostęp do wszystkich archiwalnych artykułów w wersji online
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy