https://amber.com.pl/bursztyn/bursztyn-baltycki/1661-sosnicowate-nowi-pretendenci-do-drzew-macierzystych-bursztynu-baltyckiego#sigProId8f2e5b73a5
Badania paleobotaniczne i fizykochemiczne nie wyjaśniły wielu wątpliwości, a nawet przyniosły kolejne pytania. Przegląd zagadnień związanych z „tajemnicą pochodzenia bursztynu bałtyckiego” przedstawiony został w monografii żywic roślinnych przez LANGENHEIMA (2003).
Badania spektroskopowe w podczerwieni wskazały, że bursztyn bałtycki ma widmo odmienne od znanych żywic produkowanych przez drzewa z rodziny sosnowatych Pinaceae. Charakterystyczną cechą bursztynu bałtyckiego jest fragment krzywej widma w zakresie 1250-1175 cm-1, określanej jako „ramię bursztynu bałtyckiego”. Ramię to nie występuje wśród żywic drzew współczesnych, za wyjątkiem sosny z Ameryki Północnej Pinus lambertiana (DOUGLAS). Widmo bursztynu bałtyckiego wykazuje natomiast podobieństwo do żywicy soplicy australijskiej Agathis australis (LAMBERT) z rodziny Araucariaceae.
Inne metody analityczne, m.in. pirolityczna spektroskopia masowa, potwierdziły rezultaty otrzymane dzięki analizie spektralnej (POINAR & HAVERKAMP, 1985). Bursztyn bałtycki nie zawiera kwasu abietowego, który chemicznie charakteryzuje żywice pochodzące od sosnowatych (Pinaceae). Większość rodzajów bursztynu bałtyckiego zawiera jednak kwas bursztynowy, który z kolei nie występuje w żywicach pochodzących od Araucariaceae, a jest uznawany za wyróżniający składnik chemiczny bursztynu bałtyckiego. Jednak ta wyjątkowa cecha chemiczna bursztynu bałtyckiego została podważona przez fakt odnalezienia kwasu bursztynowego w innych żywicach kredowych i paleogeńskich (ANDERSON & LEPAGE 1995, NGUYEN TU et al. 2000, OTTO & SIMONEIT 2001, WOLFE A.P. et al. 2009). Również żywice współczesnych sosnowatych z rodzajów Keteleeria (CARRIÉRE) oraz Pseudolarix (GORDON) zawierają kwas bursztynowy (GRIMALDI 1996). Szczególnie interesujące są modrzewniki Pseudolarix, bowiem w skamieniałych eoceńskich szyszkach Pseudolarix wehri (GOOCH) z wyspy Axel Heiberg w Arktyce kanadyjskiej zachowała się żywica zawierająca kwas bursztynowy (ANDERSON & LEPAGE 1995). Bursztyn ten został odnaleziony na złożu pierwotnym wraz z fosylnymi szczątkami drewna. Obecnie drzewa z tego rodzaju są reprezentowane przez jedyny gatunek Pseudolarix amabilis (NELSON, REHDER) ograniczony w naturalnym zasięgu wyłącznie do niektórych obszarów górskich w południowo-wschodnich Chinach. Taki obraz rozmieszczenia reprezentantów Pseudolarix dawniej i współcześnie może sugerować, że rodzaj ten sięgał dawniej daleko na północ, włączając obszar Fennosarmacji w eocenie, i że mógł być jednym ze składników lasów bursztynowych.
Sugeruje się, że kwas bursztynowy powstaje na skutek fermentacji celulozy, polisacharydów żywic, rozkładu lignin i biodegradacji substancji organicznych z udziałem mikroorganizmów oraz procesów redoks z udziałem jonów żelaza (stąd prawdopodobnie obecność wtrętów pirytowych w bursztynie). Kwas bursztynowy zatem jest prawdopodobnie produktem diagenetycznym i nie powinien być traktowany jako chemotaksonomiczny indykator bursztynu bałtyckiego.
Ostatnio opublikowano hipotezę sugerującą, iż to wymarłe drzewa z rodziny sośnicowatych (Sciadopityaceae), bliskie współczesnemu rodzajowi Sciadopitys (SIEBOLD et ZUCCARINI), były roślinami macierzystymi żywicy bursztynu bałtyckiego (WOLFE P.A. et al. 2009). Hipoteza ta została potwierdzona analizami spektroskopowymi w podczerwieni z użyciem transformacji Fouriera [Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR)], a także badaniami z użyciem chromatografii gazowej i spektroskopii masowej. Widmo żywicy sośnicy japońskiej Sciadopitys verticillata (THUNBERG, SIEBOLD et ZUCCARINI) jest bardzo zbliżone do widma w podczerwieni bursztynu bałtyckiego (WOLFE P.A. et al. 2009). Na naturalnych stanowiskach roślina ta występuje obecnie wyłącznie w Japonii, gdzie dorasta do 40 m wysokości. W innych częściach świata spotkać ją można jedynie w parkach i ogrodach. W Polsce występuje tylko w części zachodniej.
Sośnica japońska jest zaliczana do samodzielnej rodziny Sciadoptyaceae (STEFANOVIAC et al. 1998) spokrewnionej najbliżej z cypryśnikowatymi Cupressaceae. W osadach wczesnego paleocenu pyłki typu Sciadopitys stanowią do 60% wszystkich pyłków w próbkach (KRUTZSCH 1971, GOTHAN &WEYLAND 1973), wskazując, że zasięg geograficzny tych drzew sięgał do średnich szerokości geograficznych, w owym czasie będących w strefie subtropikalnej. Lasy zdominowane przez sośnicę Sciadopitys zlokalizowane zostały również w osadach mioceńskich węgla brunatnego doliny Renu (MOSBRUGGER et al. 1994). Dane z analiz pyłkowych sugerują, iż szczątkowe populacje tych drzew mogły przetrwać w Europie aż do pliocenu (VAN DER HAMMEN et al. 1971).
Najnowsza hipoteza, iż to Sciadopityacae były roślinami macierzystymi żywicy bursztynu bałtyckiego jest dobrze udokumentowana przez wyniki analiz fizykochemicznych (widmo w podczerwieni, chromatografia gazowa i spektroskopia masowa). Także analizy morfologiczne odcisków drewna i kory o charakterystycznym „cypryśnikowatym” wyglądzie odmiennym od „sosnowatego”, obecność szpilek i szyszek wśród inkluzji w bursztynie bałtyckim, a również silne właściwości immunologiczne i allelopatyczne współczesnej sośnicy (WOLFE P.A et al. 2009) są silnymi przesłankami potwierdzającymi tę hipotezę.
Nawiązując do właściwości antybiotycznych sośnicy warto podkreślić, że żywice drzew z rodziny sosnowatych są zupełnie nieodporne na szybką degradację pod wpływem czynników biologicznych (bakterie, grzyby) i chemicznych, w związku z czym nie mogły dłużej zalegać w środowisku zewnętrznym. Odporne na biodegradację żywice produkują rośliny araukariowate (np. żywica kauri). Problem w tym, że na Półkuli Północnej rośliny te występowały tylko do końca ery mezozoicznej, zatem w czasie powstawania bursztynu bałtyckiego nie mogły współtworzyć lasów bursztynowych.
Wciąż otwartym pozostaje pytanie, czy niebrane dotąd pod uwagę drzewa sośnicowate mogły wyprodukować tak olbrzymie ilości żywicy przekształconej następnie w bursztyn bałtycki?
Literatura:
ANDERSON, K.B., LEPAGE, B.A. (1995). Analysis of fossil resins from Axel Heiberg Island, Canadian Arctic. In: Anderson, K.B., Crelling, J.C.(Eds.) Amber, resinite and fossil resins: 170–192. Washington, DC: American Chemical Society.
GOTHAN, W., WEYLAND, H. (1973). Lehrbuch der Paläobotanik. Berlin, Germany: Akademie Verlag.
GRIMALDI, D.A. (1996). Amber – window to the past. Harry M. Abrams Inc., Washington D.C.
KRUTZSCH, W. (1971). Atlas der Mittel- und Jungtertiären dispersen Sporen und Pollen sowie der Mikroplanktonformen des Nördlichen Mitteleuropas. Jena, Germany: Gustav Fischer Verlag.
LANGENHEIM, J.H. (2003). Plant Resins: Chemistry, Evolution, Ecology, and Ethnobotany. Timber Press, Portland, Oregon.
MOSBRUGGER, V., GEE, C.T., BELZ, G., ASHRAF, A.R. (1994). Three-dimensional reconstruction of an in-situ Miocene peat forest from the Lower Rhine Embayment, northwestern Germany – new methods in palaeovegetation analysis. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 110: 295–317. doi:10.1016/0031-0182(94)90089-2
NGUYEN TU, T.T., DERENNE, S., LARGEAU, C., MARIOTTIA, A., BOCHERENS, H., PONS, D. (2000). Effects of fungal infection on lipid extract composition of higher plant remains: comparison of shoots of a Cenomanian conifer, uninfected and infected by extinct fungi. Organic Geochemistry 31: 1743–1754. doi:10.1016/S0146-6380(00)00077-2
OTTO, A., SIMONEIT, B.R.T., WILDE, V., KUNZMANN, L., PÜTTMANN, W. (2002). Terpenoid composition of three fossil resins from Cretaceous and Tertiary conifers. Review of Palaeobotany and Palynology 120: 203−215. doi:10.1016/S0034-6667(02)00072-6
POINAR, JR. G.O., HAVERKAMP, J. (1985). Use of pyrolysis mass spectrometry in the identification of amber samples. Journal of Baltic Studies 16: 210–221.
STEFANOVIAC, S., JAGER, M., DEUTSCH, J. BROUTIN, J., MASSELOT, M. (1998). Phylogenetic relationships of conifers inferred from partial 28S rRNA gene sequences. American Journal of Botany 85: 688-697.
VAN DER HAMMEN, T., WIJMSTRA, T. A., ZAGWIJN,W. H. (1971). The floral record of the Late Cenozoic of Europe. 391–424. In: TUREKIAN. K.K. (Ed.), Late Cenozoic glacial ages. New Haven, Connecticut, Yale University Press.
WOLFE, A.P., TAPPERT, R., MUEHLENBACHS, K., BOUDREAU, M., MCKELLAR, R.C., BASINGER, J.F., GARRETT, A. (2009). A new proposal concerning the botanical origin of Baltic amber. Proceedings of the Royal Society, B, 276: 3403–3412. doi:10.1098/rspb.2009.0806
Autorzy:
Jacek Szwedo: Muzeum i Instytut Zoologii PAN, Wilcza 64, 00-679 Warszawa; e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
Ryszard Szadziewski: Katedra Zoologii Bezkręgowców, Uniwersytet Gdański, Al. Piłsudskiego 46, 81-376 Gdynia; e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
