Sinice Arthrospira są sprzedawane jako suplement diety. Sinice Arthrospira są sprzedawane jako suplement diety. Paweł Jedynak
Strona główna

Czy sinice są sine?

Woda wypłukuje z wysuszonych sinic niebieski barwnik, który fluoryzuje na czerwono po oświetleniu latarką.Paweł Jedynak Woda wypłukuje z wysuszonych sinic niebieski barwnik, który fluoryzuje na czerwono po oświetleniu latarką.
Chlorofil rozpuści się w benzynie (A), a fikocyjanobilina nie (C). Woda wypłukuje ze spiruliny białka (B).Shutterstock Chlorofil rozpuści się w benzynie (A), a fikocyjanobilina nie (C). Woda wypłukuje ze spiruliny białka (B).
Te bakterie zmieniły świat. I codziennie robią to od nowa.

Doświadczenie 1

Rozgnieć na proszek lub wysyp zawartość żelowej kapsułki spiruliny (suplementu diety z apteki) do pojemnika na mocz. Zalej 50 ml wody i intensywnie mieszaj łyżeczką przez 30 s. Nałóż papierowy ręcznik na lejek kuchenny i przesączaj zawiesinę spiruliny do szklanki. Nie ruszaj przez 10 godz. Gdy resztki zielonego osadu opadną na dno, czysty barwnik pobierz strzykawką do nowej szklanki. Jaki kolor mają osad na papierowym ręczniku i przesączony płyn?

Wyjaśnienie: Sinice potrzebują znacznie mniej światła niż glony czy rośliny, gdyż posiadają dodatkowe anteny do jego wyłapywania – fikobilisomy – zbudowane z mniejszych jednostek zwanych fikocyjaniną, stanowiącą aż 15% suchej masy sinic. Zarówno fikocyjanina, jak i zawarty w niej barwnik fikocyjanobilina dobrze rozpuszczają się w wodzie – łatwo je wypłukać z wysuszonego osadu komórek sinicy, który pozostaje zielony, gdyż chlorofil nie rozpuszcza się w wodzie. Intensywnie niebieską barwę roztworu najlepiej widać, gdy przesącz pozostawimy na kilka godzin, aby opadł na dno zielonkawy pył komórek sinic. Po tym czasie można też zauważyć niebieskie zabarwienie papierowego ręcznika, który nasiąka przesączem. To właśnie ten barwnik sprawia, że zakwity sinicowe nie są żywo zielone, lecz niebieskawe, sine. Fikocyjaninę pod nazwą ekstrakt ze spiruliny stosuje się do barwienia żywności na niebiesko. Ma też działanie przeciwzapalne.

Doświadczenie 2

Szklankę z niebieskim ekstraktem z doświadczenia 1 (minimum 5 cm wysokości słupa cieczy) podstaw bezpośrednio pod źródło sztucznego światła – jak najbliżej żarówki lub latarki telefonu. Pod różnymi kątami oceń barwę ekstraktu.

Wyjaśnienie: Fikocyjanina, a właściwie zawarta w niej fikocyjanobilina, pochłania światło żółte, zielone i czerwone, a zdobytą w ten sposób energię przekazuje chlorofilowi, wspomagając fotosyntezę. W ekstrakcie nie ma jednak chlorofilu i białek koniecznych do fotosyntezy – zakumulowana energia jest więc emitowana do otoczenia w postaci światła o barwie czerwonej (fluorescencja) – roztwór połyskuje czerwonawo, a ustawiony pod źródłem światła przybiera intensywnie wiśniową barwę.

Doświadczenie 3

Proszek z kapsułki spiruliny przesyp po równo do dwóch pojemników na mocz. Do pierwszego wlej 20 ml spirytusu (A), do drugiego – 10 ml spirytusu i 10 ml wody (B). Weź trzeci pojemnik i wlej do niego 20 ml niebieskiego ekstraktu z doświadczenia 1 (C). Do wszystkich trzech pojemników dodaj po 20 ml benzyny ekstrakcyjnej (ze sklepu z materiałami budowlanymi). Zakręć i poczekaj 3 godz. Do pojemników A i B dodaj 10–20 ml wody, po czym ostrożnie wstrząśnij zawartość.

Uważaj – nawet zakręcone pojemniki nie są szczelne!

Wyjaśnienie: Chlorofil jest łatwo wymywany rozpuszczalnikami organicznymi, np. etanolem, stanowiącym 96% składu spirytusu. Ze względu na resztę fitolu jeszcze chętniej rozpuszcza się w benzynie, szczególnie po dodaniu wody, w której chlorofil się nie rozpuszcza. W efekcie benzyna zabarwia się na zielono (A). Fikocyjanobilina może rozpuszczać się w wodzie i etanolu, ale nie rozpuszcza się w benzynie, która nie barwi się na niebiesko (C). Zwróć uwagę na zmętnienie tworzące się na granicy rozcieńczonego spirytusu i benzyny w pojemniku B. Są to wytrącające się z roztworu białka, uwięzione na granicy obu cieczy. Tak duża ilość białka może działać jak emulgator – po zabełtaniu tej mieszaniny powstaje mlecznozielona emulsja – benzyna i rozcieńczony alkohol nie rozdzielają się tak łatwo, bo ich kropelki są otoczone białkami zapobiegającymi ponownemu zlepianiu się warstwy.

Doświadczenie 4

Połowę proszku z kapsułki spiruliny wsyp do szklanej zakręcanej butelki po soku owocowym i wlej 20 ml spirytusu oraz wrzuć kilkanaście granulek środka do udrożniania rur zawierającego NaOH. Dodaj 20 ml benzyny. Zakręć i poczekaj 3 godz. Dodaj 20 ml wody, zakręć i wstrząśnij.

Wyjaśnienie: W środowisku zasadowym chlorofil ulega reakcji zmydlania i rozpada się na niemal bezbarwny fitol i zielony chlorofilid. Zielony barwnik pozostaje w warstwie etanolowej, dzięki czemu można zaobserwować, że do benzyny przedostają się także inne barwniki – żółtawe karotenoidy, które podobnie jak w komórkach roślin również są produkowane przez sinice.

***

Uwaga!

Redakcja nie ponosi odpowiedzialności za ewentualne szkody powstałe wskutek doświadczeń.

***

Zestaw przyrządów i materiałów

4 pojemniki na mocz, saszetka środka do udrożniania rur, benzyna ekstrakcyjna, spirytus, strzykawka, spirulina w kapsułkach, butelka soku owocowego

Niewliczone w cenę: 2 szklanki, lejek, papierowy ręcznik, latarka, rękawiczki

Czas przygotowania: 10 godz.

Koszt: 70 zł

***

Uwaga! NaOH jest żrący! Unikaj kontaktu ze skórą i oczami.

Wywietrz pomieszczenia po pracy z benzyną.

***

Wiedza w pigułce

Sinice zaliczamy do bakterii, przeprowadzają jednak fotosyntezę, więc często mówi się na nie glony, choć zwykle mianem tym określa się komórki z jądrem i organellami (eukariotyczne). Ale sinice i glony mają coś wspólnego – uważa się, że pierwsze eukariotyczne glony powstały w wyniku endosymbiozy: pradawne sinice wniknęły do komórek innego organizmu i osiedliły się w nim, zawiązując współpracę z gospodarzem – sinice stały się chloroplastami. Potomkami takich glonów są także współcześnie żyjące rośliny.

Dziś glony i sinice produkują ok. 50% tlenu, który każdego dnia ulatuje do atmosfery. Uznajemy to za pożądane zjawisko, tymczasem 2–2,4 mld lat temu takie sinicowe wyziewy były czymś zupełnie nowym i toksycznym dla innych żyjących dotychczas w beztlenowej atmosferze organizmów. Uwolnienie tlenu wywołało szereg przemian geochemicznych oraz masowe wymieranie gatunków nieprzystosowanych do unieszkodliwiania tego toksycznego gazu, zwane katastrofą tlenową.

Sinice kojarzymy też z zakwitami jezior i mórz. Bywają one niebezpieczne ze względu na liczne toksyny, za pomocą których bronią się przed apetytem planktonożerców. Wiele z tych toksyn blokuje enzymy, niczym wykałaczka włożona do zamka drzwi. Toksyny te mogą uszkadzać wątrobę, nerki czy mózg (powodując symptomy alzheimera czy parkinsona).

Zakwity sinicowe bywają też pożądane – mogą przetwarzać i usuwać nadmiar związków mineralnych ze ścieków lub odchodów zwierząt gospodarskich. Namnożonymi sinicami z rodzaju Arthrospira żywili się Aztekowie, mieszkańcy okolic jeziora Czad zbierają i przesączają jego wody przez piasek, a powstały osad składający się z tych sinic suszą i formują w bloki zwane dihé (choć narażają się przy tym na toksyny współwystępujących gatunków sinic). Sinice z rodzaju Arthrospira są bogatym źródłem białka (ok. 60%), dlatego – pod nazwą spirulina – wykorzystuje się je jako pasze, a NASA widzi w nich łatwą w produkcji żywność podczas podróży kosmicznych. Spirulina jest też suplementem diety, niestety często przecenianym i niesłusznie reklamowanym jako dobry na wszystko. Wbrew internetowym poradom hodowanie jej na własną rękę może być niebezpieczne, gdyż nigdy nie wiadomo, czy w hodowli występuje tylko ten nietoksyczny gatunek. W dodatku sinice śmierdzą – wiele produkuje 2-metyloizoborneol i geosminę, nadającą im „ziemisty” aromat. Tak naprawdę to bagno pachnie nie tyle bagnem, ile sinicami właśnie. Związki te nie są groźne, ale ich zapach jest tak odpychający, że są usuwane podczas uzdatniania wody pitnej. Żywiące się glonami ryby też nasycają się tymi związkami – stąd mulisty posmak np. suma czy karpia – jednak spontanicznie rozkładają się one w kwaśnym środowisku, dlatego kawałek cytryny to dobry dodatek do ryb.

Wiedza i Życie 11/2022 (1055) z dnia 01.11.2022; Laboratorium; s. 74

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną