Weird Science

Kameleon z probówki

English ver­sion is here

Poniższy arty­kuł został opu­bli­ko­wany pier­wot­nie w cza­so­pi­śmie dla nau­czy­cieli Bio­lo­gia w Szkole (5/2022):

Ilustracja

Ples M., Kame­leon z pro­bówki, Bio­lo­gia w Szkole, 5 (2022), Forum Media Pol­ska Sp. z o.o., str. 53-56

Może być z pro­bówki lub innego naczy­nia labo­ra­to­ryj­nego – zależy to wyłącz­nie od naszych zaso­bów i wyo­braźni. Zanim jed­nak wyko­namy doświad­cze­nie, zapo­znajmy się naj­pierw ze zwie­rzętami, które uży­czyły swego imie­nia opi­sy­wa­nemu eks­pe­ry­men­towi.

Kame­le­ony Cha­ma­e­le­o­ni­dae nale­żące do rzędu łusko­no­śnych Squ­a­mata to rodzina gadów sły­nąca ze zdol­no­ści do zmiany ubar­wie­nia, metody polo­wa­nia z wyko­rzy­sta­niem dłu­giego języka i ory­gi­nal­nych ksz­tałtów ciała. Ich nazwa wywo­dzi się z grec­kiego χαμαιλέων (kha­ma­i­léōn), będącego zło­że­niem słów χαμαί (kha­maí) "na ziemi" i  λέων (léōn) "lew" - kame­leon zna­czy więc tyle, co "ziemny lew", co wiąże się zapewne z wojow­ni­czym zacho­wa­niem tego zwie­rzęcia w momen­tach zagro­że­nia.

Kame­le­ony są w więk­szo­ści zwie­rzętami dosyć mocno wyspe­cja­li­zo­wa­nymi w kie­runku nadrzew­nego trybu życia. Ich ciało jest wyraźnie spłasz­czone bocz­nie - jest to szcze­gól­nie zau­wa­żalne zwłasz­cza w czę­ści grz­bie­to­wej, na której skóra two­rzy pła­skie wznie­sie­nie o ostrej kra­wędzi. Kończyny kame­le­o­nów są sto­sun­kowo cien­kie i o rów­nej dłu­go­ści. Cie­ka­wie są zbu­do­wane ich końc­owe odcinki, ponie­waż wszyst­kie palce są sobie prze­ciw­stawne i zro­śnięte po dwa lub trzy. Dzięki temu two­rząc rodzaj szczy­piec. Rolę dodat­ko­wej kończyny spełnia długi i chwytny ogon. Głowa jasz­czurki jest kan­cia­sta, często skle­piona, bywa też pokryta rogo­wymi naro­ślami [1].

Nie­sa­mo­wite wra­że­nie spra­wiają oczy kame­le­o­nów. Poru­szają się nie­za­leżnie od sie­bie, tak że każde może patrzeć w inną stronę. Powieki z kolei są zro­śnięte na tyle, że zostaje tylko nie­wielki otwór źre­niczny. Pole widze­nia kame­le­o­nów jest więc olbrzy­mie, a jed­no­cze­śnie taki apa­rat wzroku umożl­i­wia także widze­nie ste­re­o­sko­powe przy jed­no­cze­snym skie­ro­wa­niu obu oczu na ten sam obiekt. Chwytny język jest bar­dzo długi, na końcu sze­roki i pokryty lep­kim ślu­zem umożl­i­wia­jąc chwy­ta­nie owa­dów sta­no­wiących pokarm.

Kame­le­ony są chęt­nie hodo­wane w domo­wych ter­ra­riach i ogro­dach zoo­lo­gicz­nych. Jed­nym z czę­ściej spo­ty­ka­nych gatun­ków jest kame­leon jemeński Cha­ma­e­leo calyp­tra­tus – nale­żący do naj­więk­szych jasz­czu­rek z całej rodziny (Fot.1).

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Fot.1 – Kame­leon jemeński

Bar­dzo znana jest szcze­gólna zdol­ność zmiany barwy kame­le­o­nów. Należy jed­nak zau­wa­żyć, że wbrew popu­lar­nemu prze­ko­na­niu gady te nie dosto­so­wują swo­jej barwy do barwy oto­cze­nia. W rze­czy­wi­sto­ści ich barwa zmie­nia się wraz ze zmianą stanu fizycz­nego oraz emo­cjo­nal­nego, praw­do­po­dob­nie jest także formą komu­ni­ka­cji z innymi osob­ni­kami. Z dru­giej strony kame­le­ony sto­sują w pew­nym stop­niu mimi­krę, ponie­waż ich barwa jest często zbli­żona do barwy oto­cze­nia.

W naszej pra­cowni możemy prze­pro­wa­dzić doświad­cze­nie bio­rące swoją nazwę od opi­sa­nego cie­ka­wego zwie­rzęcia – będzie to che­miczny kame­leon w for­mie roz­tworu zmie­nia­jącego swoją barwę [2].

Doświad­cze­nie

Musimy zgro­ma­dzić sub­stan­cje z poniższej listy:

W tym doświad­cze­niu wyko­rzy­sty­wany jest NaOH, który jest mocną zasadą i ma silne dzia­ła­nie żrące. Man­ga­nian(VII) potasu jest szko­dliwy oraz bar­dzo sil­nie barwi tka­niny i skórę. Konieczne jest sto­so­wa­nie odpo­wied­nich środ­ków och­rony oso­bi­stej.

Man­ga­nian(VII) potasu jest często w han­dlu nazy­wany nad­man­ga­nia­nem potasu i znaj­duje bar­dzo sze­ro­kie zasto­so­wa­nie w prze­my­śle, syn­te­zie i ana­li­zie che­micz­nej. Jest wyko­rzy­sty­wany także w lecz­nic­twie jako śro­dek dezyn­fek­cyjny [3] [4]. Można go z łatwo­ścią kupić w apte­kach – z racji swo­jej barwy bywa nazy­wany fio­le­tem (tym samym popu­lar­nym mia­nem nazywa się też często inne sub­stan­cje). W warun­kach nor­mal­nych związek ten ma postać ciem­no­fio­le­to­wych krysz­tałków (Fot.2).

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Fot.2 – Krysz­tały man­ga­nianu(VII) potasu

Man­ga­nian(VII) dosko­nale roz­pusz­cza się w wodzie, a jego roz­twór ma wła­ści­wo­ści anty­sep­tyczne (Fot.3).

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Fot.3 – Krysz­tały man­ga­nianu(VII) roz­pusz­cza­jące się w wodzie

Glu­koza jest orga­nicz­nym związ­kiem che­micz­nym, nale­żącym do cukrów pro­stych z grupy aldo­hek­soz. Jest bia­łym, drob­no­kry­sta­licz­nym cia­łem sta­łym (Fot.4), z roz­two­rów wod­nych łatwo kry­sta­li­zuje jako mono­hy­drat. Smak wod­nych roz­two­rów tego cukru jest słodki, jed­nak nieco mniej niż w przy­padku sacha­rozy.

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Fot.4 – Glu­koza

Glu­koza sta­nowi pod­sta­wowy związek ener­ge­tyczny dla więk­szo­ści orga­ni­zmów, prze­cho­wy­wany pod posta­cią swo­ich poli­me­rów: głów­nie skrobi i gli­ko­genu. Jest naj­ła­twiej przy­swa­jal­nym dla czło­wieka cukrem. W han­dlu spo­żyw­czym często bywa nazy­wana cukrem gro­no­wym.

Wodo­ro­tle­nek sodu można zasto­so­wać czy­sty che­micz­nie lub w for­mie udrażn­ia­cza do rur (należy jed­nak wcze­śniej spraw­dzić jego skład).

Zao­pa­trzyw­szy się w potrzebne sub­stan­cje możemy przy­stąpić do doświad­cze­nia.

Naj­pierw musimy przy­go­to­wać odpo­wiedni roz­twór. W 20cm3 wody desty­lo­wa­nej roz­pusz­czamy około 0,3g NaOH oraz kilka nie­wiel­kich krysz­tałków man­ga­nianu(VII) potasu. Tak przy­go­to­wany roz­twór ma barwę fio­le­towo-różową (Fot.5).

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Fot.5 – Alka­liczny roz­twór man­ga­nianu(VII) potasu

Osobno przy­go­to­wu­jemy roz­twór nie­wiel­kiej ilo­ści glu­kozy w wodzie. Po zmie­sza­niu obu roz­two­rów obser­wu­jemy stop­niową zmianę barwy. Kolor zmie­nia się stop­niowo od fio­le­to­wego (vide Fot.5), przez gra­na­towy, zie­lony, a osta­tecz­nie ciecz staje się żółt­awa (Fot.6).

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Fot.6 – Kolejne zmiany barwy roz­tworu, opis w tek­ście

Jak widać, przy­go­to­wany roz­twór rze­czy­wi­ście zmie­nia barwy rów­nie łatwo jak kame­leon!

Wyja­śnie­nie

Glu­koza jest cukrem redu­ku­jącym, o czym prze­ko­nuje nas choćby wynik próby Feh­linga [5].

Man­gan na siód­mym stop­niu utle­nia­nia daje w roz­two­rze piękną, cha­rak­te­ry­styczną dla nad­man­ga­nia­nów fio­le­towo-różową barwę. W śro­do­wi­sku zasa­do­wym glu­koza redu­kuje man­gan z siód­mego stop­nia utle­nia­nia na szósty; roz­twór staje się wtedy zie­lony. Kolor gra­na­towy jest pośredni i nie wynika z obec­no­ści cha­rak­te­ry­stycz­nych jonów. Man­gan jest jed­nak dalej redu­ko­wany do czwar­tego stop­nia stop­nia [6]. Pow­staje wtedy nie­roz­pusz­czalny osad MnO2, który zawie­szony w roz­two­rze daje barwę słom­kowo-żółtą. Związek ten występuje w natu­rze jako mine­rał braunsz­tyn, będący naj­ważn­iej­szą rudą man­ganu.


Lite­ra­tura:

Auto­rem foto­gra­fii i rysun­ków jest Marek Ples.

W powyższym tek­ście doko­nano nie­wiel­kich zmian edy­tor­skich w sto­sunku do wer­sji opu­bli­ko­wa­nej w  cza­so­pi­śmie, w celu uzu­pełn­ie­nia i lep­szego przy­sto­so­wa­nia do pre­zen­ta­cji na stro­nie inter­ne­to­wej.

Uzu­pełn­ie­nie autora

Jako doda­tek do powyższego arty­kułu chciałbym zapre­zen­to­wać Czy­tel­ni­kowi krótki film:

Marek Ples

Aa