Pozostałe części cyklu
1. Kosmata roślina
3. Suplement: O szczecinie i Szczecinie

Różnorodność barszczy

Barszcz, z którego w dawnej Polsce przyrządzano kwas i zupę, to Heracleum sphondylium (barszcz zwyczajny) lub bardzo blisko z nim spokrewniony H. sibiricum (barszcz syberyjski), często traktowany jako podgatunek tego pierwszego. Naturalny zasięg H. sphondylium obejmuje Europę atlantycką i śródziemnomorską a także Afrykę Północno-Zachodnią i Azję Mniejszą, a H. sibiricum głównie Europę Wschodnią oraz przyległe regiony Azji. Jednak oba gatunki zostały zawleczone przez ludzi w wiele innych stron świata. W Polsce barszcz zwyczajny preferuje środowiska górskie na południu Polski, a syberyjski przeważa na pozostałym obszarze kraju.

W rodzaju Heracleum wyróżnia się ok. 90 gatunków¹, z których mniej więcej 80% występuje w stanie naturalnym w Azji oraz w rejonie Kaukazu (czyli na pograniczu Azji i Europy). Oprócz wspomnianych wyżej „barszczy na barszcz” kilka innych gatunków zasiedla górzyste regiony Europy i Afryki Wschodniej, a tylko jeden – H. maximum – skolonizował Amerykę Północną. Największą różnorodność gatunków barszczu spotykamy w dwóch miejscach na Ziemi: na Kaukazie i w Chinach (zwłaszcza w górach Hengduan w prowincji Syczuan). Oba te obszary stanowiły refugia (miejsca schronienia) dla licznych grup roślin podczas plejstoceńskich huśtawek klimatycznych, jest więc prawdopodobne, że główne linie rozwojowe współczesnych barszczy wyewoluowały jako rośliny górskie i tylko nieliczne gatunki „zstąpiły na niziny” strefy umiarkowanej wskutek radiacji przystosowawczych, których źródłem były góry i wyżyny.

Kaukaskie olbrzymy

Kaukaz może się poszczycić kilkoma gatunkami barszczu o niespotykanych gdzie indziej rozmiarach. Barszcz zwyczajny i syberyjski to rośliny okazałe, o wysokości do ok. półtora metra, ale przy kaukaskich barszczach Mantegazzy (H. mantegazzianum)² i Sosnowskiego (H. sosnowskyi)³, wyglądają jak karzełki. Europa poznała te olbrzymy w XIX w., kiedy zaczęto sprowadzać barszcz Mantegazzy z górskich łąk zachodniej części Wielkiego Kaukazu jako ciekawostkę botaniczną i roślinę ozdobną (osiągającą w sprzyjających warunkach wysokość nawet 5 m). Nie nosił on jeszcze obecnej nazwy, ale w 1817 r. Królewskie Ogrody Botaniczne w Kew otrzymały jego nasiona, a kilkanaście lat później szerzył się już w wiejskich okolicach Wielkiej Brytanii jako roślina inwazyjna. Do końca XIX w. barszcz Mantegazzy uciekł z ogrodów w kilkunastu krajach Europy. Nikt się szczególnie nie przejmował tym faktem aż do połowy XX w., kiedy zwrócono uwagę na jego działanie toksyczne. Historię tę opisuje piosenka „The Return of the Giant Hogweed” zespołu Genesis (z albumu Nursery Cryme, 1971) w sposób poetycki i nie do końca ścisły, ale w zasadzie oparty na faktach.⁴

W roku 1944 opisano kolejny gatunek wielkiego barszczu, H. sosnowskyi, szczególnie pospolity na Zakaukaziu (Gruzja, Armenia, Azerbejdżan). Krótko po wojnie sprowadzono nasiona tego gatunku do instytutów badawczych w północnej Rosji (w Kirowie i Leningradzie), aby sprawdzić jego przydatność jako rośliny pastewnej − surowca na kiszonkę, którą można by karmić bydło. Pierwsze eksperymenty wyglądały obiecująco: barszcz rósł szybko nawet na niezbyt żyznych glebach, osiągając 3 m wysokości i masę nieporównywalną z tym, co oferowały rodzime gatunki barszczu. Potężny system korzeniowy zapewniał mu odporność na suszę. Co prawda wkrótce zdano sobie sprawę, że barszcz Sosnowskiego sprawia (mówiąc eufemistycznie) pewne kłopoty, bo u ludzi, którzy się z nim stykają, pojawiają się wysypki, bąble i objawy przypominające oparzenia, ale cóż – nic nie jest doskonałe i nawet najdoskonalsza roślina musi przecież mieć jakieś wady.

Uprawę kontynuowano, próbując − bez wielkiego powodzenia − otrzymać odmiany hodowlane wytwarzające mniej substancji, które wydawały się odpowiedzialne za przykre objawy kontaktu z rośliną. Związek Radziecki nie tylko wprowadził uprawę barszczu Sosnowskiego na terenie republik bałtyckich czy Białorusi, ale także wspaniałomyślnie podzielił się cennymi nasionami z krajami bloku wschodniego takimi jak Polska i NRD. Entuzjazm dotyczący H. sosnowskyi podtrzymywano jeszcze w latach siedemdziesiątych (w Polsce z błogosławieństwem Biura Politycznego KC PZPR, zob. ryc. 2), ale w końcu optymizm się wyczerpał i zaniechano upraw z powodu zagrożeń zdrowotnych związanych z uprawą i zbiorem „zielonej nadziei”. Jednak i ten gatunek, podobnie jak barszcz Mantegazzy, znalazł w ZSRR i krajach Europy Wschodniej dogodne warunki do ucieczki poza teren upraw i rozsiania się po łąkach i ugorach. W latach osiemdziesiątych nie był już nadzieją producentów kiszonek, tylko coraz bardziej uciążliwą rośliną inwazyjną, znaną też jako „zemsta Stalina”. Ponadto znacznie więcej było wiadomo o mechanizmie działania zawartych w nim substancji na organizm ludzki.

Czym i jak trują barszcze

Niemal wszystkie selerowate (także takie jak pietruszka, seler, lubczyk czy dzięgiel) zawierają związki chemiczne z rodziny furanokumaryn. Zawierają je także swojskie barszcze: zwyczajny i syberyjski. To jednak, co wyróżnia barszcze Mantegazzy i Sosnowskiego to wyjątkowo duże stężenie tych związków w sokach rośliny. Furanokumaryny to pochodne kumaryny, dwupierścieniowego związku występującego np. w cynamonie i w turówce wonnej (Anthoxanthum nitens), lepiej znanej jako żubrówka lub żubrza trawka. Jeden z dwóch sześcioczłonowych pierścieni kumaryny to klasyczny pierścień benzenowy. Jeśli dołączyć do niego pięcioczłonowy pierścień furanu, powstają właśnie najprostsze fumarokumaryny (ryc. 3). Bardziej skomplikowane związki tego typu tworzone są dzięki dołączaniu do pierścieni różnych grup funkcyjnych.

Furanokumaryny, jak widać na ryc. 3, występują w dwóch odmianach izomerycznych: liniowej (typ psoralenu) i kątowej (typ angelicyny). Łatwo rozpuszczają się w tłuszczach, co umożliwia im przenikanie w głąb ciała, do wnętrza komórek skóry i do jądra komórkowego. Toksyczność psoralenu i jego pochodnych (nazwijmy je ogólnie psoralenami) polega na tym, że wiążą się one z zasadami azotowymi, z których składają się nici kwasów nukleinowych. Powstają przy tym wiązania krzyżowe między komplementarnymi nićmi, uniemożliwiające prawidłowe działanie enzymów odpowiedzialnych za replikację DNA i transkrypcję. Cząsteczka furanokumaryny początkowo „przykleja” się do DNA lub RNA za pomocą słabych oddziaływań międzycząsteczkowych, ale do scementowania tego związku potrzebna jest cykloaddycja – reakcja fotochemiczna, która wymaga wzbudzenia cząsteczki psoralenu fotonami promieniowania elektromagnetycznego w zakresie bliskiego nadfioletu (UV-A). Tak się dzieje, gdy mamy bezpośredni kontakt z furanokumarynami, a w 15−120 minut później wystawimy skórę na działanie światła słonecznego. Takie działanie, uzależnione od aktywacji za pomocą światła, nazywamy fototoksycznością.

Pochodne angelicyny również mogą się wiązać z DNA, ale nie tworzą wiązań krzyżowych, więc wyrządzane przez nie szkody są ograniczone. Za to po aktywacji fotonami UV-A oddziałują także z białkami, a w szczególności hamują działanie cytochromów P450, które między innymi katalizują unieszkodliwianie furanokumaryn liniowych. Wielkie barszcze, w porównaniu z innymi gatunkami Heracleum, zawierają wyjątkowo dużo angelicyn w stosunku do psoralenów. Jest to prawdopodobnie ich odpowiedź ewolucyjna w wyścigu zbrojeń z roślinożernymi owadami, które nauczyły się neutralizować psoraleny, metabolizując je przy udziale cytochromów P450. Jednak inne zwierzęta, w tym człowiek, przy okazji obrywają rykoszetem.

Konsekwencją uszkodzeń DNA jest śmierć i rozpad komórek w miejscach kontaktu skóry z fototoksycznymi furanokumarynami. Po upływie od jednego do dwóch dni pojawiają się objawy dermatozy: wysypki i bolesne zaczerwienienia, a następnie reakcje zapalne, obrzęki i pęcherze, a w skrajnych przypadkach rozległa martwica skóry, wymagająca leczenia chirurgicznego. Po około tygodniu skóra ciemnieje wskutek nadmiernego wydzielania melaniny. Blizny i przebarwienia mogą utrzymywać się miesiącami, a nawet latami. Na paradoks zakrawa fakt, że psoraleny wykorzystywane są w medycynie do leczenia chorób skórnych takich jak łuszczyca czy bielactwo, ponieważ lokalnie zwiększają wrażliwość skóry na naświetlanie nadfioletem i pobudzają jej repigmentację, czyli działają jako fotouczulacze. Co innego jednak kontrolowane użycie odpowiedniej dawki w odpowiednim miejscu w solariach, a co innego – końska dawka furanokumaryn, jaką może nas poczęstować bez żadnej kontroli barszcz Mantegazzy lub Sosnowskiego, jeśli nie zachowamy ostrożności. Zresztą z furanokumarynami zawsze trzeba uważać, bo jako fototoksyny o działaniu mutagennym zwiększają prawdopodobieństwo rozwoju nowotworów skóry.

Uwagi końcowe

Do zatrucia furanokumarynami potrzebny jest zwykle kontakt z sokiem wydzielanym przez uszkodzone części rośliny, ale w upalne dni olejki eteryczne zawierające te związki mogą parować z powierzchni liści, unosić się w powietrzu i osiadać na skórze kogoś, kto po prostu nadmiernie zbliżył się do kępy barszczu. Mogą także powodować dolegliwości oddechowe i podrażnienia oczu. Ogólnie rzecz biorąc, barszcze olbrzymie najlepiej omijać z daleka, a walkę z nimi zostawić odpowiednio wyposażonym specjalistom.

W przypadku podejrzenia kontaktu z sokiem toksycznego barszczu należy jak najszybciej starannie zmyć skórę zimną wodą i mydłem oraz przez co najmniej dwa dni unikać ekspozycji na światło słoneczne.

Gdyby zaś rozwinęły się objawy poparzenia, powinien się nimi zająć dermatolog. Właściwą diagnozę może utrudnić fakt, że objawy występują z opóźnieniem, a nie każdy poszkodowany ma świadomość, z jakimi roślinami miał kontakt np. w czasie letniego spaceru po łące.

Oba barszcze, o których wspomniałem, szerzą się w wielu krajach − także w Polsce − często na tym samym obszarze. Ich inwazyjność wynika między innymi z faktu, że dojrzała roślina produkuje ok. 20 tysięcy łatwo rozprzestrzeniających się nasion. Badania molekularne potwierdzają odrębność barszczu Mantegazzy i Sosnowskiego, ale różnice morfologiczne nie są wielkie; ponadto oba gatunki odznaczają się znaczną zmiennością (np. jeśli chodzi o pokrój liści), co dodatkowo utrudnia ich identyfikację bez szczegółowych badań. Tu i ówdzie, szczególnie w Skandynawii, występuje też trzeci olbrzymi gatunek, barszcz perski (H. persicum), niepodawany oficjalnie z terenu Polski. Jego ojczyzną jest pogranicze Turcji, Iranu i Iraku. On także dostał się do Europy przez Królewskie Ogrody Botaniczne w Kew na początku XIX w. i wymknął się na wolność wskutek nieostrożności hodowców, którzy sprowadzili jego nasiona do Norwegii. Różnice między wymienionymi gatunkami są interesujące dla botaników, ale z punktu widzenia laika jest to kwestia akademicka. Wszystkie barszcze olbrzymie mają podobny zestaw furanokumaryn i wszystkie są niebezpieczne dla ludzi i zwierząt domowych.

Przypisy

1. Różne źródła podają różne liczby, od ok. 65 do ponad stu. Wątpliwości są tu zrozumiałe, bo dotyczą grupy młodej i dynamicznie ewoluującej. Ponadto wiele gatunków barszczu może tworzyć mieszańce. Więcej o problemach z wyodrębnianiem gatunków można przeczytać tutaj. Badania genetyczne wskazują zresztą, że rodzaj Heracleum nie jest monofiletyczny i prędzej czy później trzeba go będzie „naprawić” albo przez przeniesienie niektórych gatunków do osobnych rodzajów, albo przez włączenie do Heracleum kilku pokrewnych selerowatych. ↩︎
2. Używana powszechnie w literaturze polskiej nazwa „barszcz Mantegazziego” jest niepoprawna, bo włoski uczony, którego upamiętnia epitet gatunkowy, nazywał się Paolo Mantegazza, a nie „Mantegazzi”. ↩︎
3. Mimo polskiego brzmienia nazwiska patronem tego gatunku jest z kolei rosyjski botanik Dmitrij Iwanowicz Sosnowski (1886−1953), wybitny badacz flory Kaukazu. ↩︎
4. Według Genesis barszcz olbrzymi został sprowadzony do Wielkiej Brytanii przez pewnego wiktoriańskiego badacza, jednak wiadomo, że ogrody w Kew posiadały jego nasiona przed narodzinami Wiktorii. ↩︎

Opisy ilustracji

Ryc. 1. Barszcz Sosnowskiego rosnący dziko na łące nad strumykiem w Czerwonaku (Wielkopolska). Foto: Piotr Gąsiorowski 2024 (licencja CC BY-SA 4.0).
Ryc. 2. Nagłówek długiego wywiadu opublikowanego w tygodniku Perspektywy 13 sierpnia 1976 r., gdy zalety barszczu Sosnowskiego jako rośliny pastewnej wciąż budziły w Polsce nadzieję i planowano jego uprawę na dużą skalę w PGR-ach. Wywiad z Reginą Lutyńską przeprowadził Jan Czuła. Za udostępnienie artykułu dziękuję Marcinowi Czerwińskiemu.
Ryc. 3. Struktura najprostszych furanokumaryn (izomery kątowy i liniowy). Adaptowane z Mahendra et al. 2020 (domena publiczna).
Ryc. 4. Liście barszczu Sosnowskiego. Czerwonak, Wielkopolska. Foto: Piotr Gąsiorowski 2024 (licencja CC BY-SA 4.0).

Lektura dodatkowa

Generalna Dyrekcja Ochrony Środowiska − inwazyjne gatunki obce:

• barszcz Sosnowskiego (H. sosnowskyi);
• barszcz Mantegazzy (H. mantegazzianum);
• barszcz perski (H. persicum).

Obszernie o furanokumarynach: Bruni et al. 2019.

Ilustracja muzyczna: Genesis