Семейства, роды и виды плесневых грибов Acremonium Aspergillus Dematiaceae Fusarium Moniliaceae Onychocola canadensis Penicillium Scytalidium dimidiatum (Nattrassia magniferae).
Плесневые грибы появились на нашей планете около 200 миллионов лет назад. Плесень способна как лишить жизни, так и спасти от смерти. Плесень выглядит красиво, но при этом других чувств, кроме отвращения, не вызывает.
Плесневые грибы – это разнообразные грибы, формирующие ветвящиеся мицелии без крупных плодовых тел. Плесень относится к микромицетам.
Это грибы и грибообразные, имеющие микроскопические размеры. Плесневые грибы широко распространены в природе, они развиваются практически повсеместно.
Большие колонии растут на питательных средах при высокой температуре и повышенной влажности, причем рост плесени не ограничен при условии наличия пищи. Плесневые грибы отличаются неприхотливостью к среде обитания и пище.
В строении плесневых грибов различают ветвящиеся гифы, образующие грибницу, или мицелий. Грибы, относящиеся к плесневым, чрезвычайно разнообразны, но для них всех характерны типичные черты.
Мицелий (грибница) плесневых грибов является основой их вегетативного тела и выглядит как комплекс ветвящихся тонких нитей (гиф).
Гифы гриба расположены на поверхности или внутри субстрата, на котором поселился гриб. В большинстве случаев плесени образуют грибницы больших размеров, занимающие обширную поверхность. Низшие грибы имеют неклеточную грибницу, тогда как у большинства плесневых грибов грибница поделена на клетки.
Сыр стилтон содержит «благородную плесень»
Размножение плесневых грибов происходит половым путем, может быть бесполым или вегетативным. Размножение плесневых грибов осуществляется с огромной скоростью. При вегетативном размножении происходит отделение от основы мицелия его частей, которые способны самостоятельно существовать. Аналогично осуществляется почкование мицелия либо отдельных клеток у дрожжей. П
ри половом размножении половые клетки соединяются, образуя зиготу. В бесполом размножении основную роль играют споры. Споры содержатся внутри особых споровместилищ либо на краях специальных выростов грибницы – конидиеносцах. Бесполое размножение – главный способ размножения плесневых грибов.
Клетки плесневых грибов не имеют хлорофилла, в связи с чем, этим грибам требуются для питания готовые органические вещества. Плесневые грибы питаются путем всасывания органических веществ.
Плесень, покрывающая персик в процессе гниения в течение шести дней. 12 кадров были сделаны с интервалом в 12 часов
В природе встречаются множестов видов плесени, например, Penicillium spp, Mycorales, Aspergillus, Fusarium, Dematiaceae, Saccharomycetaceae, т.д. Большое значение для человека имеют грибы рода пенициллум.
Пеницилл представляет собой плесень зеленого цвета, развивающуюся на растительных субстратах, в том числе пищевых продуктах. Пеницилл продуцирует антибиотик пенициллин – первый открытый в мире антибактериальный препарат.
Также важно использование человеком в хозяйстве дрожжей, относящихся к сахаромицетовым грибам.
Дрожжи – это грибы, которые не формируют классический мицелий, а их вегетативные клетки размножаются почкованием или делением. Дрожжевые грибы могут жить как отдельные одиночные клетки в течение всего жизненного цикла.
С древних времен дрожжи широко используются человеком, так как эти грибы участвуют в процессе спиртового брожения. Это свойство дрожжей применяют в производстве спирта и спиртсодержащих продуктов, виноделии, хлебопечении, кондитерском деле, продукции кормового белка для питания скота.
Много видов плесневых грибов обладают патогенными свойствами, то есть могут спровоцировать заболевания человека, животных, растений. Другие виды плесени вредят хозяйству человека, потому что портят пищевые продукты, в том числе овощи и фрукты, при длительном хранении, вызывают повреждение лесоматериалов, тканей.
Распространение в природе
Плесневые грибы распространены повсеместно. В основном, обширные колонии вырастают в тёплых влажных местах, на питательных средах.
Применение
Плесневые грибы достаточно широко используются человеком.
Штаммы гриба Aspergillus niger применяются для производства лимонной кислоты из сахаристых веществ.
Штаммы Botrytis cinerea («благородная гниль») участвует в созревании некоторых вин (херес).
Другие виды плесеней (т. н. «благородная плесень») используются для выделки специальных сортов сыра (рокфор, камамбер). Часто плесень поражает плодовые тела съедобных грибов и делает их непригодными для сбора. Но иногда такие грибы становятся особыми объектами грибной охоты.
Вред от плесневых грибов
Опасность для человека
Микотоксины и антибиотики
Многие плесневые грибы вырабатывают вторичные метаболиты - антибиотики и микотоксины, угнетающе или токсично действующие на другие живые организмы.
Наиболее известны следующие вещества:
Микотоксины:
Афлатоксин,
Антибиотики:
Пенициллин,
Цефалоспорины,
Циклоспорин.
Многие антибиотики вынужденно используются в концентрациях, близких к токсическим. Так, антибиотики гентамицин, стрептомицин, дигидрострептомицин, канамицин и другие могут оказать нефро- и ототоксическое действие.
Патогены
Некоторые плесневые грибы могут вызывать заболевания животных и человека - аспергиллёзы, онихомикозы и другие.
Некоторые плесневые грибы в сельском хозяйстве существенно снижая урожай, могут оказывать неблагоприятное действие на здоровье сельскохозяйственных животных.
Грибы поражают запасы зерна, фураж, солому и сено. Иногда продукты становятся непригодными к использованию из-за токсичности метаболитов гриба.
Плесень. Документальный фильм
Некоторые плесневые грибы - вредители и патогены
Фузариум
Опасность для строительных и отделочных материалов
Развитие плесневых грибов на поверхности строительных и отделочных материалов приводит к физическому разрушению последних. Особенно вредоносное влияние оказывает плесень на деревянные конструкции. Является пороком древесины из группы грибных поражений.
Плесень - один из основных участников процессов биокоррозии и биодеградации материалов.
Плесневые грибы образуют характерные налёты, или плесень, на поверхности почвы, растительных остатков, различных продуктов питания - хлеба, варёных овощей, фруктов. К плесневым грибам относятся белая плесень мукор (около \(60\) видов) и сизые плесени (\(250\) видов).
Гриб мукор
Если хлеб пролежит несколько дней в тёплом влажном месте, на нём появляется белый пушистый налёт, который через некоторое время темнеет. Это плесневый гриб-сапрофит мукор .
Размножается мукор обрывками грибницы или спорами . На концах нитей грибницы, выходящих на поверхность хлеба, развиваются круглые головки (спорангии ) со спорами . После созревания спор головки лопаются, и споры разносятся ветром. Попав в благоприятные условия, они прорастают и образуют новые грибницы мукора.
Некоторые виды мукора (мукор китайский) используют в азиатских странах в качестве закваски при изготовлении пищи, например, соевого сыра.
Используются мукоровые грибы и для борьбы с насекомыми-вредителями.
Часто мукор вырастает на кормах, пищевых продуктах, вызывая их порчу - плесневение . Иногда мукор вызывает болезни животных и человека.
Гриб пеницилл
На пищевых продуктах и на почве поселяются и другие плесневые грибы. Один из них - пеницилл .
Грибница пеницилла, в отличие от грибницы мукора, состоит из ветвящихся нитей, разделённых перегородками на клетки.
Споры пеницилла расположены не в головках, как у мукора, а на концах некоторых нитей грибницы в мелких кисточках .
Пеницилл оказал человечеству огромную помощь в развитии медицины. В начале \(XX\) в. учёные обнаружили, что болезнетворные бактерии погибают в присутствии зелёной плесени - пеницилла.
С тех пор вырабатываемое из этого гриба лекарство - пенициллин - стало самым важным антибиотиком, применение которого спасло миллионы человеческих жизней. Оно и сейчас помогает успешно бороться со многими инфекционными заболеваниями.
Особое значение одноклеточные и плесневые грибы имеют в почвообразовании , участвуя в минерализации органических веществ и в образовании гумуса. Они могут перерабатывать даже клетчатку (целлюлозную клеточную оболочку) растений. Количество таких грибов в почве огромно, поэтому их роль в природе велика. Они перерабатывают органические вещества, имеющиеся в почве, обеспечивая её плодородие.
Ей более 200000000 лет. Она стара, как мир. Она красива сказочно и омерзительна до ужаса. Она способна убивать и спасать от смерти. Все это - про плесень, или плесневые грибы.
Какое же значение имеет плесень в нашей с вами жизни? Для чего создала природа плесневые грибы? Ведь они действительно вызывают отвращение. Но именно благодаря им, вернее, пенициллину, были спасены сотни тысяч раненых во время Второй мировой войны, а после ее окончания чудодейственный антибиотик на долгие годы прочно вошел в медицину в качестве главного оружия в борьбе против инфекционных заболеваний.
Очень хорошо рассказано о достижении микробиологии в этом направлении в фильме "Плесень". Плесневые грибы - форма жизни, объединяющая организмы, которые сочетают в себе признаки растений и животных одновременно. Группа живых организмов насчитывает до 100000 видов, но ученые описали пока лишь 5% из них. Плесневые грибы присутствуют абсолютно везде: в воздухе, на суше, в воде.
Длительное время они считались растениями. Строение плесневых грибов, их способность к размножению и росту (причем неограниченному), наличие клеточных стенок, неспособность передвигаться - все это свойства растений. Однако в грибах отсутствует хлорофилл, а значит, они лишены способностей к фотосинтезу, что является отличительной характеристикой растений. у них гетеротрофный, основа стенки клетки - хитин, в обмене используется мочевина. Другими словами, плесневые и способ их питания имеют сходство с животными. Однако и здесь есть отличительная черта, которая не позволяет причислить грибы к животному миру: перфорации в межклеточной перегородке и дикарионные фазы. В результате долгих споров и размышлений грибы стали самостоятельным, отдельным видом.
Плесневые грибы, в свою очередь, делятся на множество видов: penicillium spp., aspergillus, moniliaceae, dematiaceae, fusarium, acremonium, onychocola canadensis.
Распространяются плесневые грибы по воздуху (микроскопические споры). Спора, попав в подходящую среду с определенной влажностью и температурой, прорастает и образует грифы, которые, в свою очередь, образуют мицелий. Именно это мы и называем плесенью. Внешне мы можем наблюдать ее в виде темных пятен на сырых стенах.
Вам приходилось видеть заплесневелый хлеб? Маленькие черные точечки являются спорганиями. В одной такой точке содержится около 50000 спор. За несколько дней одна спора воспроизводит миллионы себе подобных!
Как питается плесень? Выделяются ферменты, расщепляющие молекулы на простые соединения, которые впоследствии и усваиваются. Поскольку плесень передвигаться не может, она живет в пище, которую сама же и поглощает. Она может быть опасной для организма, если ее споры проглатываются, или вдыхаются. Однако ее свойства могут быть полезными.
Антибактериальные свойства плесени зеленой были открыты в 1928 г. микробиологом Александром Флемингом. Плесень, получившая название penicillium notatum, убивает бактерии, оставаясь безвредной для животных и человека. Именно это открытие и стало толчком для производства пенициллина. Плесень получила применение в производстве лекарств, используемых при лечении мигрени, тромбофлебитов, болезни Паркинсона.
Но на том применение ее не ограничилось. Известные сорта сыров (бри, датский голубой, камамбер, рокфор, горгондзола) обязаны своим характерным вкусом именно плесени, или съедобным плесневым грибам. Это можно сказать о соевых соусах, салями, пиве.
С успехом применяется она в виноделии. Виноград, на котором образуется нужное количество плесени, используется для изготовления элитных вин. Она повышает концентрацию сахара и делает вино более насыщенным.
Но полезные свойства плесени не делают ее менее опасной. Ассирийцы еще в VI в до н.э. использовали спорынью в качестве биологического оружия, отравляя воду в колодцах. Плесень, появлявшаяся на колосках ржи, вызывала у людей судороги, зуд, галлюцинации, гангрену.
Плесневые грибы вездесущи и всеядны. Они содержатся даже в, казалось бы, чистом воздухе. При хорошем иммунитете мы способны противостоять губительным спорам. Иммунная недостаточность может дать толчок к размножению грибов внутри нашего организма, что может вызвать серьезные заболевания, вплоть до летального исхода.
Помните о серии загадочных смертей ученых, исследовавших гробницу Тутанхамона? Пресса взорвалась тогда заголовками "Проклятие Тутанхамона", преподнося читателям полную ужаса и мистики историю. Гораздо позже выяснилось, что виновниками трагедии стали плесневые грибы, опаснейший из видов -
"Проклятие Тутанхамона" можно встретить и в наше время. Этот опасный грибок селится в наших жилищах: в ванной, в туалете, в подвалах, на сырых стенах. и значительно уступают по опасности этому грибку. Для примера немного статистики. В Париже в 2004 г от этого грибка людей умерло в два раза больше, чем во всем мире от птичьего гриппа.
Плесневые грибы растут на любых поверхностях. Ученые умудрились найти их даже в Это единственный микроорганизм, размножающийся половым путем. В колонии живут особи обоих полов. Как утверждают ученые, плесневые грибы не погибнут даже в случае глобальной катастрофы.
Отношение человека к плесени практически всегда пренебрежительное. Некоторые могут срезать пораженный ею участок хлеба, или же снять ее с варенья и съесть оставшееся, не подозревая даже, как это опасно!.. Заплесневелый продукт нельзя употреблять в пищу. Срезание пораженного участка не решит проблему, поскольку заражен уже весь продукт. Нельзя жить там, где живет плесень.
Знания об опасных свойствах плесени не должны вводить вас в панику. Как ни странно, но главная причина бурного развития эпидемий кроется в страхе. Мозг посылает импульс страха организму, клетки начинают "бояться", вырабатывается кортизол, так называемый гормон смерти. Обезопасить его могут только бурные положительные эмоции. Без плесени мир не мог бы жить. В природе нет лишнего, каждый элемент является звеном в бесконечно длинной цепочке. И для того чтобы мы помнили о том, как хрупок этот мир, природа дала нам напоминание, как благословение и проклятие одновременно. И имя ему - плесень...
Шотландский ученый А. Флеминг (1881-1955) (ил. 53.1) исследовал культуры вредных бактерий стафилококков, разводил на агаре - питательной среде. Он заметил, что в некоторых местах, куда попали споры гриба пеницилла и образовалась зеленая плесень, бактерии погибли. Какой вывод сделал этот ученый?
Грибы, которые образуют характерные налеты (плесень) на поверхности продуктов питания, бумаги, кожи, то есть материалов, содержащих органические вещества, называют плесневыми. Большинство этих грибов питаются органическими веществами остатков организмов или продуктами их жизнедеятельности.
Среди плесневых грибов является плесневые грибы, к которым относят пеници, аспергил и многие другие. Эти грибы широко распространены по всему земному шару, поселяясь в почве, на поверхности плодов и т.д. (ил. 53.2). Плесневые грибы вызывают порчу продуктов (хлеба, овощей, ягод, фруктов), разрушают много различных промышленных материалов (ткани, кожу). Участвуют в почвообразовании, поскольку есть сапротрофных организмами. Некоторые из них могут вызывать болезни растений и животных, их используют для получения антибиотиков, ферментов, витаминов и т.п..
Водоросли образует мукор, который ошибочно некоторые относит к плесневым грибам (ил. 53.3). Мукор - это род низших грибов-сапротрофов, образующие налеты на поверхности почвы, органических отходах травоядных животных, пищевых продуктах и т.п.. Грибница в этих грибов - одноклеточная, разветвленная, без перегородок. Пушистый налет со временем меняется по цвету, так как от грибницы поднимаются вверх образования с шаровидными спорангиями, в которых образуется большое количество спор темной окраски. Первостепенное значение в их расселении и распространении имеет половое спорообразования. Эти грибы широко распространены по всему земному шару в верхних слоях грунта. Представителями рода являются мукор китайский, мукор китицеподибний т.п..
Какие общие признаки плесневых грибов?
Наиболее характерным признаком плесневых грибов является образование на питательных веществах плесени (ил. 53.4 и 53.5). Она может быть паутинной, пушистой или порошис-той и иметь разный цвет. С окраской этого налета часто связаны названия плесневых грибов: серая плесень, зеленая плесень, черная плесень, розовая плесень и т.п.. Форма, размещение и окраски плесени являются признаками, по которым определяют систематическую принадлежность грибов. Одним из необходимых условий образования плесени является достаточная влажность питательного субстрата и высокая относительная влажность окружающего воздуха. Большинство плесневых грибов - сапротрофы, но есть и необязательные подвергнуть растений, животных и человека. Они имеют очень много ферментов, благодаря которым могут жить на самых питательных веществах. Плесневые грибы способны выделять антибиотические вещества (антибиотики, яды, органические кислоты), которые защищают их от конкурентов и создают лучшие условия для жизнедеятельности. Итак, общими признаками плесневых грибов является сапротрофных способ питания и выделения защитных веществ-антибиотиков.
Какие особенности распространения плесневых грибов?
К наиболее распространенным плесневых грибов относятся пеници и аспергил. Пеницил род, виды которого занимают первое место по распространению среди почвенных грибов. Они часто поселяются на продуктах питания, поверхности почвы, образуя на них голубоватую или зеленоватую плесень. Грибница многоклеточная, состоит из ветвящихся нитей, разделенных перегородками. Над грибницей поднимаются нити, разветвленные па концах в виде кисточек, на верхушке которых образуются споры. Грибы этого рода распространены по всему земному шару, но лучше приспособлены к почвам северных широт. Представителями рода являются пеници обозначен, пеници итальянский т.п.. Аспергиллы - это род, виды которого часто развиваются в почве и на растительных продуктах. Эти микроскопические грибы отличаются от предыдущих тем, что в них нити на верхушке имеют утолщения с палочковидными выростами, что в целом напоминает «лохматую голову». От этих выростов отшнуровываются цепочки спор. Эти грибы распространены по всему земному шару, но лучше приспособлены к почвам южных широт. Представителями рода являются аспергил черный, аспергил желтый т.д.. Итак, плесневые грибы распространены по всему земному шару и их естественной средой обитания являются верхние слои почвы.
Какое значение плесневых грибов в природе и в жизни человека?
В природе плесневые грибы разрушают органические остатки и минерализуются вещества, участвуя в почвообразовании.
Доктор биологических наук Ольга МАРФЕНИНА, кандидат биологических наук Анна ИВАНОВА.
Широко анонсированная премьера документального фильма «Плесень» состоялась на Первом канале телевидения в феврале. В июле его показали во второй раз. Фильм до сих пор вызывает споры и много вопросов. С одной стороны, яркие краски, увлекательный сюжет, масштабные съёмки и компьютерная анимация. С другой - некоторые моменты фильма вольно или невольно вводят зрителя в заблуждение, например, рассказ об эпидемии чумы, хотя ни чума, ни проказа, о которой в фильме тоже идёт речь, к плесени никакого отношения не имеют. А чего стоит история сумасшествия Европы из-за отравления зерна спорыньёй, что привело к Крестовым походам! За счёт монтажа, драматичного текста диктора - прекрасного актёра - зритель получил очередной «ужастик». Мы попросили рассказать о плесени ведущих специалистов МГУ. Они, кстати, участвовали в подготовке некоторых сюжетов этого фильма, но комментарии остаются на совести его создателей.
Наука и жизнь // Иллюстрации
Пенициллиум оранжево-серый (Penicillium aurantiogriseum) - типичный обитатель почв. Увеличение в 400 раз (справа).
Стахиботрис (Stachybotrys chartarum), развивающийся на бумаге, серовато-чёрная плесень; выделяемые ею токсины опасны для человека.
Триходерма чёрно-зелёная (Trichoderma atroviride). Из неё делают препарат триходермин для защиты растений от поражения другими грибами.
Ботритис пепельно-серый (Botrytis cinerea). Возбудитель серой гнили на винограде, томатах и других растениях. Увеличение в 100 раз.
Аспергиллус чёрный (Aspergillus niger). Широко применяется для производства лимонной кислоты. Используется для очистки сточных вод.
Каннигхамелла шиповатая (Cunninghamella echinulata) применяется для очистки воды от ионов металлов.
Аспергиллус склероциальный (Aspergillus sclerotiorum) применяется для выделки кож и в текстильной промышленности.
Грибы из воздуха квартиры (объём пробы - 250 л). Проблема развития плесеней в местах проживания человека существует во всех странах.
Угол ванны срочно требует антигрибковой пропитки и ремонта.
Плесень на подоконнике с плохо установленным стеклопакетом.
Паециломицес лиловый (Paecilomyces lilacinus) часто встречается и в природных условиях, и в антропогенно нарушенных местообитаниях.
Миротециум бородавчатый (Myrothecium verrucaria) поражает растения, размножается на бумаге, на тканях.
Фузариум мятликов (Fusarium poae) - грибы рода Фузариум. По данным Всемирной продовольственной организации, портят в мире до 25% сельскохозяйственной продукции.
Мукор зимний (Mucor hiemalis) - типичный почвенный сапротроф-сахаролитик. Развивается на легкодоступных сахарах, например на варенье, хлебе. Известны случаи микозов у человека. Увеличение в 100 раз.
Пенициллум золотистый (Penicillium chrysogenum) - родоночальник антибиотиков группы пенициллинов. Широко распространён в окружающей среде. Считается аллергенным для человека.
Если смотреть на плесневые грибы под микроскопом, удивляешься их разно-образию и тому, как они красивы. А какова «архитектура» плесневой колонии! Сложные разветвления и переплетения гиф, длинные цепочки или грозди различающихся по форме и размерам спор. А сами колонии - бархатные, пушистые, ворсистые, всевозможных цветов и оттенков, на поверхности блестят яркие жёлтые, оранжевые, малиновые капли экскретов (выделений)… Многократно задаёшься вопросом: почему же всю эту красоту до сих пор так и не догадались использовать в рисунках на тканях, дизайнерских разработках?
Однако слово «плесень» обычно ассоциируется у нас не с красотой природы, а с чем-то малоприятным. Заплесневелый батон или осклизлые пятна по углам подвала вызывают брезгливость. Ещё в недавние времена «плесенью» называли стиляг и тунеядцев, подразумевая, что это явление требует презрения и уничтожения.
Человечество недостаточно информировано о мире мельчайших существ, к которому принадлежит и плесень - микроскопические грибы. Сформировавшееся в быту мнение, что плесень - это всегда плохо, к сожалению, обусловлено непониманием роли грибов в мире природы и в нашей жизни. Что мы знаем о них? В учебнике биологии 6-го класса огромному царству грибов отведён только один краткий раздел, посвящённый преимущественно съедобным и ядовитым грибам. В итоге термин «грибы» привычно ассоциируется с плодовыми телами макроскопических грибов.
На сегодня описано 100 тысяч видов грибов (а по оценкам, на Земле их существует более 1,5 миллиона видов). Около двух третьих из известных относятся к плесневым микроскопическим грибам - мицелиальным (состоящим из ветвящихся нитей - гиф) и дрожжевым (округлым почкующимся клеткам). Макромицеты с привычными нам плодовыми телами составляют остальную треть.
Размножаются плесени обычно бесполым и вегетативным способом - спорами и фрагментами гиф мицелия, значительно реже - половым путём (слиянием клеток), когда происходит обмен генетической информацией.
РОЖДЕСТВО БЕЗ ИНДЮШКИ
Опасна ли плесень? К настоящему времени показано, что плесени могут быть ответственны за три группы неблагоприятных для человека эффектов: пищевые отравления - микотоксикозы, вызываемые грибами микогенные аллергии и непосредственно грибковые заболевания - микозы.
Всем известно, что нельзя употреблять в пищу несъедобные грибы. Но пищевые отравления могут вызвать и заплесневелые продукты, так как некоторые плесени образуют токсичные вещества. Крайне опасны для человека афлатоксины. Их производит микроскопический гриб зелёно-жёлтого цвета Aspergillus flavus, который может расти, особенно в тёплых условиях, на самых разных продуктах: джемах, сушёной рыбе, арахисе, бобовых и масличных культурах, зёрнах какао, кофе.
История обнаружения и исследования токсинов этих плесневых грибов драматична. Она началась в 60-х годах ХХ века. Сразу на нескольких птицефермах Англии произошла массовая гибель индюшат, да ещё прямо перед Рождеством, когда на праздничном столе обязательно должна быть индюшка! Изучив все обстоятельства дела, сотрудники экспертной лаборатории Скотленд-Ярда нашли причину отравления: завезённая из Индии заплесневелая арахисовая мука, которую добавляли в корм птице.
В настоящее время исследователи насчитывают от 200 до 400 видов микотоксинов, причём лишь у немногих из них изучена степень токсичности. Полагают, что безопасных уровней микотоксинов нет, даже самые малые их количества обладают нежелательным эффектом и способны со временем накапливаться в организме.
Но вот что важно: виды, способные вырабатывать токсины, образуют их далеко не всегда, а только в определённых условиях. И если в среде обитания человека выявлены токсинообразующие плесени, это признак не столько неизбежного отравления, сколько повышенного риска его возникновения.
Причиной отравления людей и животных может быть также заражение сельскохозяйственных продуктов плесневыми грибами. Согласно данным Международной организации продовольствия (ФАО), в настоящее время в мире до 25% урожая зерновых культур ежегодно загрязняются микотоксинами. Употребление в пищу «пьяного» хлеба, изготовленного из перезимовавшего под снегом зерна, на котором развиваются плесени фузарии, приводит к развитию алиментарно-токсической алейкии (снижению лейкоцитарной защиты организма). До 1944 года это заболевание называлось «септическая ангина». В СССР случаи отравлений регистрировались в Приморском крае, на Дальнем Востоке, в северных регионах страны.
На сегодня известно об аллергенных свойствах ряда чёрных плесеней. Пятна чёрной плесени можно увидеть в ванных, в подвальных помещениях, на сырых стенах и обоях, во влажных углах комнат, на потолках в местах протечек. Приходилось наблюдать несколько случаев развития чёрной плесени даже на лакированных или покрытых олифой деревянных поверхностях.
ГРИБНОЙ ОППОРТУНИЗМ
Кожные грибковые заболевания (на ногтях, коже ног), которым подвержена значительная часть населения, хорошо изучены. Для борьбы с этими инфекциями уже найдены достаточно эффективные методы.
Более сложная проблема - «глубокие» микозы, то есть поражения грибами внутренних органов. Среди грибов имеется небольшая группа видов, которые являются специализированными, первичными патогенами и могут вызывать заболевания у относительно здоровых людей. Эти патогенные грибы встречаются преимущественно в регионах с тёплым тропическим климатом - странах Латинской и Южной Америки, США, Центральной Африки, Малайзии, Индии, Индонезии. А вот в Европе описаны лишь единичные «завезённые» случаи.
Лет 20 тому назад учёные начали активно обсуждать проблему так называемых вторичных микозов, когда у людей, уже имеющих серьёзное первичное заболевание, могут развиваться грибковые поражения. Вызывающие их грибы широко распространены в окружающей среде и обычно ведут сапротрофный образ жизни (потребляют отмершее органическое вещество) и только в определённых условиях могут вызывать заболевания человека. Такую гибкость свойств называют оппортунистической. А потому эту группу плесеней часто именуют оппортунистическими или потенциально патогенными грибами.
Наиболее подвержены вторичным микозам люди, страдающие различными формами дефицита иммунитета (онкологические и заболевания системы крови, СПИД, радиационное облучение, ожоги). Уровень заражения потенциально патогенными грибами низок. У здоровых людей подавляющее большинство потенциально опасных плесеней, попав в организм, не находит подходящих для себя условий, не выдерживает защитных реакций организма и, как результат, инфекция не развивается.
Какие же грибы потенциально опасны для человека и сколько их? В настоящий момент общее число таких плесеней и дрожжей, по оценкам учёных, 300-400 видов. Вторичные микозы могут вызывать дрожжевые грибы, особенно принадлежащие к нескольким видам рода Candida, а также плесневые грибы с развитым мицелием. Наиболее известными из вызывающих вторичные микозы плесневых грибов являются виды рода Aspergillus (Aspergillus fumigatus, A.flavus, A.niger).
В США разные формы вызванных ими аспергиллёзов наблюдались у 5-20% людей, перенёсших трансплантацию органов, больных лейкемией, находящихся на интенсивной химиотерапии, больных туберкулёзом.
Заболевания аспергиллёзом чаще всего развиваются на фоне иммунодефицита и существуют нескольких видов: от аллергического бронхопульмонального, когда поражены только лёгкие, до инвазивного, когда поражены и другие органы.
Виды грибов, которые известны как возможные возбудители аспергиллёза, обычно присутствуют повсеместно. Но повторяем: они могут угрожать здоровью людей, страдающих выраженными иммунодефицитами.
В России исследование и лечение глубоких микозов проводятся в нескольких научных центрах, ведущим из которых является НИИ медицинской микологии имени П. Н. Кашкина в Санкт-Петербурге. В Москве ежегодно проводятся совещания по медицинской микологии, организованные Национальной академией микологии России.
ЧТО ДЕЛАЕТ ПЛЕСЕНЬ ОПАСНОЙ?
Интереснейший вопрос - какие плесени могут быть опасны? Какие свойства делают их таковыми?
По современным представлениям одним из факторов, определяющих потенциальную возможность плесени стать опасной для человека, может быть её диморфизм (два пути роста) - способность в одних условиях к мицелиальному росту (в виде активно растущих гиф), а в других - к росту в виде дрожжевых клеток.
Среди грибов пенициллов - одного из наиболее широко распространённых в природе родов - в последнее десятилетие способность вызывать глубокие микозы выявлена только у одного. И именно у него было установлено явление диморфизма. Случаи заболевания, вызванные этой плесенью, описаны в Юго-Восточной Азии.
Другое опасное свойство плесеней, вызывающих заболевания человека, - возможность развиваться при повышенных температурах. Предлагают даже считать плесени, способные расти при температуре 37 о С, имеющими «патогенный потенциал». Такими свойствами обладает большинство представителей рода Aspergillus, среди которых довольно много видов, опасных для человека, но до сих пор не выявлено случаев диморфизма.
А где потенциально болезнетворные плесени для человека распространены в природе? В лаборатории почвенной микологии факультета почвоведения МГУ уже более 15 лет проводятся исследования основных закономерностей распространения таких плесеней на европейской территории России. Разнообразие потенциально патогенных грибов в почвах растёт с севера на юг. Наименьшее их количество выявлено в северных хвойных лесах, лесотундре, а также в горной местности, например в зоне субальпийских лугов и выше. Пожалуй, самое важное то, что и на севере, и в горах основная масса оппортунистических грибов представлена видами, опасные свойства которых отмечаются крайне редко. В северных широтах исключение составляют песчаные морские берега - пляжи, где присутствие оппортунистических грибов, в том числе и возбудителей глубоких микозов, резко возрастает.
Логично предположить, что наибольшее количество вторичных микозов должно приходиться на районы тёплых широт, где потенциально опасных микроорганизмов значительно больше. Но в то же время можно предполагать наличие более стойкого иммунитета к своей «плесневой среде» у людей, поколениями в ней живущих.
ПЛАТА ЗА КОМФОРТ
В развитых странах северных широт проблема негативного влияния плесеней на человека может усугубляться по нескольким причинам.
Главная из них - формирование человеком своей среды обитания. Развитию плесеней способствует то, что люди тщательно создают в жилых и общественных помещениях наиболее комфортные для себя условия, которые существенно отличаются от внешней среды. Эти условия хороши и для плесеней: постоянно поддерживаемая в квартирах температура 18-25 о С оптимальна для их роста. Побелка, обои, бумага, ткани, ковры, кожа, деревянная обшивка - всё это подходящие субстраты для роста микроскопических грибов. И плюс к этому герметичные окна, создающие из жилых помещений термостаты с повышенной влажностью.
Использование кондиционеров не всегда помогает в решении проблемы. Многократно было показано, что в них, если не промывать и не менять регулярно фильтры, могут развиваться плесени, в результате чего споры грибов будут уже принудительно «нагоняться» в помещения.
НОВАЯ СРЕДА ОБИТАНИЯ
Современные города - это особые экосистемы, которые весьма существенно отличаются от природных, зональных биоценозов по климатическим, физико-химическим свойствам почв и атмосферы, структуре сообществ животных, растений, микроорганизмов, наличию большого числа сооружений из созданных человеком материалов, высокому уровню загрязнения внешней среды, в том числе бытовыми органическими отходами и т.д. В городах, как правило, теплее, чем в пригороде. Для почв городов в северных и умеренных широтах по сравнению с холодными кислыми зональными почвами характерны более высокие температуры, ослабление промерзания, нейтральная или слабощелочная реакция среды, то есть создаются как бы «более южные» условия. В наших многолетних исследованиях было показано, что в городских почвах в разных природных зонах (в Кандалакше, Лабытнанги, Москве, Серпухове, Нальчике) возрастает количество оппортунистических грибов. Если в зональных почвах доминируют плесени рода Penicillium, то в городах наблюдается увеличение разнообразия и обилия представителей родов Aspergillus, Paecilomyces, среди которых много потенциально патогенных грибов. Наибольшее накопление было выявлено в мегаполисе - в Москве.
Более того, во внешней среде города, как правило, происходит обогащение почв многочисленными органическими загрязнителями (пищевыми отходами, бытовым и строительным мусором, шерстью и перьями животных и птиц и т.д.). Это создаёт благоприятные условия для существования потенциально опасных грибов, в особенности на фоне уменьшения присутствия естественных природных группировок микроскопических грибов. По нашим данным, в городских почвах наблюдается деградация так называемых целлюлозолитических грибов, преобладающих в лесных подстилках, что может быть связано отчасти со скудностью городского растительного покрова, но в большей степени с осенним вывозом листьев за черту города. То есть мы сами уничтожаем условия для существования полезных грибов. В относительно экологически благополучном московском районе Тушино разнообразие и обилие потенциально опасных грибов, среди которых встречались и дерматофиты (разлагающие кератин, содержащийся в волосах и ногтях человека, шерсти и ногтях животных), было наибольшим в почвах дворов жилых микрорайонов.
Свой «вклад» в накопление потенциально опасных плесеней во внешней среде города дают городские сооружения, на поверхности которых они могут развиваться. Плесени в приземных слоях воздуха в городе легко могут распространяться как самими грибными спорами (из почв, с поверхности домов), так и с частицами почвенной пыли. Самое безопасное время с точки зрения «плесневого загрязнения» - зима.
Есть ещё ряд факторов, влияющих на формирование «плесневой среды» города. Здесь чаще встречаются организмы с более тёмной окраской, обусловленной накоплением чёрных пигментов - меланинов. Впервые этот эффект «индустриального меланизма» наблюдали во второй половине XIX века в Англии на бабочках берёзовой пяденицы. За последние 30-40 лет практически незаметно сформировался меланизм городского сизого голубя - во многих городах мира он чаще чёрный, чем сизый. И среди плесени в городах выявляется повсеместно больше тёмноокрашенных видов, особенно в непосредственной близости (до 5 м) от автомагистралей. Вероятно, это можно объяснить повышенной устойчивостью меланинсодержащих плесневых грибов к тяжёлым металлам, аккумулирующимся вдоль автодорог. Важно отметить, что среди тёмноокрашенных плесеней многие виды известны как способные вызывать аллергии человека. И ведь именно вблизи шоссейных дорог расположены пешеходные тротуары и остановки транспорта.
Миллионы людей ежедневно посещают метро. Стоя на платформе, вы часто ощущаете, как вместе с потоком воздуха несётся пыль впереди приходящего поезда. Трудно предположить, что, вдыхая эту пыль, вам удаётся избежать «дозы» микробов, плесеней, поскольку в систему вентиляции метро воздух (вместе с содержащимися в нём микроорганизмами) попадает с городских улиц.
ЧИСТИЛЬЩИКИ И ПИОНЕРЫ
Ну вот, о неприятностях, связанных с грибами, мы рассказали немало. А теперь о главном - о невозможности жизни без грибов.
Развивающаяся на гниющем материале плесень делает великое дело. Подавляющее большинство грибов ведёт сапротрофный образ жизни: питается органическим веществом отмерших организмов и растительными остатками, гниющими корнями и травой, опавшими ветками и листьями, экскрементами животных, мёртвыми насекомыми и прочим, то есть являются деструкторами - разрушителями. Список органических веществ, поглощаемых плесенями, может быть очень широк - сахара, целлюлоза, органические кислоты, циклические соединения, белки. Разрушая мёртвое органическое вещество, грибы возвращают отдельные «кирпичики» углеродных соединений в почву, чтобы растения вновь могли их использовать для построения своей биомассы. Осуществляемая макроскопическими и плесневыми грибами постоянная гигантская работа по разложению и минерализации разнообразных органических соединений имеет глобальное значение в масштабах биосферы, замыкая круговорот углерода в природе.
Грибам в природе отведена также важнейшая роль в освоении новых территорий. Плесневые грибы обладают высоким потенциалом выживания в различных, нередко экстремальных условиях существования: в присутствии малых количеств органических веществ и влаги, при воздействии ионизирующего радиоактивного и ультрафиолетового излучения. Они обитают повсеместно в почве, воде, присутствуют в воздухе, сохраняют жизнеспособность в условиях вечной мерзлоты.
По сравнению со многими другими организмами мицелиальные микроскопические грибы проявляют большую устойчивость к усиливающейся в последние десятилетия, иногда экстремальной, техногенной и антропогенной нагрузке на окружающую среду. Таким ярким примером может быть самая крупная техногенная катастрофа XX столетия. С первых дней после аварии на Чернобыльской АЭС изучением механизмов выживаемости и приспособительных стратегий грибов в условиях высокого радиоактивного загрязнения вплотную занимается профессор Н. Н. Жданова с коллегами из Института микробиологии и вирусологии им. Д. К. Заболотного НАН Украины. За эти годы из 30-километровой зоны отчуждения Чернобыльской АЭС с различных субстратов, загрязнённых радионуклидами, было выделено более 200 видов плесеней. А непосредственно на стенах помещений 4-го энергоблока и объекта «Укрытие» было обнаружено около 50 видов. Это ли не иллюстрация того, что грибы могут быть одними из самых живучих из живых организмов. Возможно, такие их свойства мы сможем со временем применить.
ПЛЕСЕНЬ - РАБОТНИЦА
Если рассуждать о плесенях с точки зрения человека, то они имеют массу полезных для него свойств. Столетия тому назад люди придумали использовать плесени для приготовления разных пищевых продуктов. При помощи дрожжей (микроскопических грибов, которые имеют не развитый мицелий, а растут в виде отдельных или сцепленных вздутых клеток) производят вина, пиво, хлеб, квасят капусту, солят огурцы, делают колбасы. В Европе истинные плесени, имеющие развитый мицелий, - микроскопические грибы рода Penicillium, - используют при изготовлении сыров - французских рокфора, камамбера, бри, голубого датского, итальянской горгонцолы, английского стилтона. В странах Востока, в Японии плесени рода Aspergillus издавна применяют при производстве спиртных напитков, например рисовой водки саке, при приготовлении продуктов питания из сои, а также разнообразных соусов. А плесневый гриб Aspergillus niger - так пугающая всех чёрная плесень - начиная с 30-х годов XX века во всём мире до сих пор широко применяют в пищевой и фармацевтической промышленности как основной продуцент для производства лимонной кислоты.
Многие плесени используют в пищевой и других отраслях промышленности для получения ряда ферментов, органических кислот, витаминов. Например, способность представителей многих родов плесневых грибов продуцировать целлюлозолитические ферменты применяют в целлюлозно-бумажной промышленности для переработки сырья и получения определённых сортов бумаги и картона из древесных и бумажных отходов. В пищевой промышленности фермент пектиназу (продукт плесени Penicillium glabrum) используют для улучшения качества, осветления фруктовых соков. Амилазу применяют для гидролиза крахмала, белков сои и риса. Набор протеолитических ферментов нескольких видов рода Aspergillus необходим для очистки от волос и размягчения кож в кожевенной, текстильной промышленности.
Основное свойство грибов - разлагать разнообразные органические субстраты - используют при очистке сточных вод: плесневые сапротрофные грибы в комплексе с простейшими и бактериями составляют «биоплёнку», которой покрывают камни «загрузки фильтра» в очистных сооружениях (см. «Наука и жизнь» № ). Без этого жизнь в больших городах была бы крайне затруднена. Даже в авиастроении нашлось место плесневым грибам - при их участии изготавливают смеси, защищающие крылья самолётов от обледенения при взлёте и посадке.
ДОКТОР ПЛЕСЕНЬ
Человеку впору поклониться плесени за то, что именно из неё в середине ХХ века был получен первый антибиотик - пенициллин (продуценты плесени Penicillium notatum или Penicillium chrysogenum), использование которого в медицине спасло жизнь миллионам людей. Последний вид до сих пор служит источником промышленного производства этого антибиотика.
Из пенициллов был также получен антибиотик гризеофульвин с противогрибковым действием (продуцент Penicillium griseofulvum). Из Aspergillus fumigatus выделили антибиотик фумагиллин, помогающий при амёбной дизентерии. Сегодня одна из наиболее эффективных групп антибиотиков - цефалоспорины. Впервые соединение этого класса выделили из плесневого гриба Cephalosporium.
Наряду с антибиотиками другими важнейшими веществами, получаемыми из плесеней, стали статины. Их считают главной группой лекарственных препаратов, используемых для снижения содержания холестерина. По мнению известного кардиолога В. Робертса, статины для атеросклероза - то же, чем был пенициллин для инфекционных болезней. Первым статином, нашедшим клиническое применение, стал выделенный из плесневого микроскопического гриба Aspergillus ter-reus ловастатин, зарегистрированный в США в 1987 году.
Данный перечень полезных для человека веществ, создаваемых плесенями, конечно, не полный. Более того - это minimum minimorum. На самом деле, сегодня из плесеней и при их помощи получают сотни разнообразных продуктов, без которых существование современного человечества невозможно!
ОПЯТЬ ГЛОБАЛИЗАЦИЯ
Любые организмы в мире природы примитивно расценивать только как что-то плохое или хорошее. Взаимоотношения человека с живой природой намного сложнее и интереснее. Люди лучше представляют себе мир животных и растений, которые каждый день можно видеть, слышать, обонять, трогать, наслаждаться видом и общением. Нас не удивляет великое разнообразие форм окружающих растений и животных. И в голову не приходит относиться с предубеждением ко всем растениям из-за отдельных опасных представителей, например ядовитых борщевика и белены, населяющих придорожные насыпи и мусорные отвалы, пустыри и окраины полей. Мы воспринимаем царство животных как данность и с уважением относимся к ним, будь то крокодил, гремучая змея, скорпион или белый медведь, но держимся от них на расстоянии и соблюдаем специальные меры безопасности. Почему бы также не относиться к царству грибов?
Если оглядеться вокруг, то мы все постоянно контактируем с плесенью, только никогда об этом не задумываемся. Мы помним, что вокруг нас постоянно присутствуют бактерии и вирусы, но ровно так же везде вокруг нас находятся и микроскопические грибы. Плесени есть везде - в поверхностных слоях пресной и морской воды, на поверхности растений, в воздухе. Больше всего их содержится в почвах. По разным подсчётам, численность грибов в одном грамме почвы может составлять десятки и сотни тысяч спор и сотни метров и даже километры мицелия!
Содержание спор плесневых грибов в воздухе во внешней среде обычно составляет тысячи, реже (в результате человеческой деятельности) десятки тысяч единиц в 1 м3. Внутри помещений, в зависимости от состояния и характера их использования (жилые, общественные, производственные), эти значения могут существенно варьировать от десятков и сотен спор в 1 м 3 до нескольких десятков тысяч. Любая заплесневелая стена - прекрасный источник поступления грибных спор в воздух помещений. Важно и что находится внутри помещения.
Анализ данных последних лет в разных странах о присутствии спор плесневых грибов и в воздухе различных помещений выявил, что наиболее чистыми по этому показателю оказываются больницы, офисы, то есть помещения, где проводят каждодневную тщательную уборку: хотя посещаемость их высока, содержание плесневых грибов в среднем составляет сотни спор в 1 м 3 . В квартирах, как правило, содержание грибных спор в воздухе больше и может достигать нескольких тысяч. А вот наибольшее количество плесени (до сотен тысяч и миллионов спор) обнаруживается в воздухе предприятий по переработке сельскохозяйственной продукции.
Изменение окружающей среды не может не сказаться на развитии плесеней. Этому будут способствовать потепление, увеличение влажности климата в отдельных регионах. Представьте себе, современная глобализация также влияет на распространение плесеней. Это перенос спор воздушным путём и с транспортом, с продуктами питания, произведёнными в самых разных регионах мира. В последние годы отмечаются случаи заболевания глубокими микозами (возбудитель Penicillium marnefii, типичный для тропических широт) не только у европейцев, посетивших тёплые страны, но и у людей, никогда в них не бывавших.
В совместной эволюции человека и плесени нет ничего удивительного. Подобные тенденции известны и для других организмов. В самой тесной связи с человеком и его бытом существует и развивается множество видов животных, растений. Вот и в плесенях в среде, создаваемой человеком, преобладают вездесущие виды с высоким потенциалом выживания. Насколько это плохо как для человека, так и для природы в целом, однозначно сказать сложно. Однако нельзя не обращать внимания на рост случаев выявления вторичных заболеваний микозами в последние годы. Тем более, современный ритм и стрессовые условия жизни часто способствуют снижению иммунного статуса человека.
Не надо бояться плесени, она приносит человеку много пользы. Но надо учиться налаживать свой быт так, чтобы поддержать здоровье и экологическое благополучие. Плесень многолика. Да, она может причинить вред, став причиной болезни, но она несёт и благо - формирует почву, даёт нам вино, сыр и хлеб.
Загрузка...
