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.
Виды плесневых грибов
Сейчас известно около 300 видов микроскопических грибов, среди которых множество видов плесени таких как:
Penicillium - наиболее распространенный род среди плесневых грибов. Естественной средой обитания пеницилла является почва. Пеницилл часто можно увидеть в виде зелёного или голубого плесневого налета на разнообразных субстратах. Гриб пеницилл имеет сходное строение с аспергиллом. Вегетативный мицелий пеницилла ветвящийся, прозрачный и состоит из множества клеток. Гифы гриба пеницилла либо погружены в субстрат, либо расположены на его поверхности. Размножение пеницилла происходит с помощью спор.
Aspergillus - род высших плесневых грибов, аэробные микроорганизмы, хорошо растут на различных субстратах. Образуют плоские пушистые колонии. Аспергиллы распространяются спорами, образующимися бесполым путем. Очень устойчивы к воздействию факторов внешней среды. В редких случаях некоторые грибы рода Aspergillus могут быть причиной заболевания, называемомого аспергиллёзом.
Mycorales - гифы этого гриба одноклеточные, неокрашенные длиной от нескольких мм до нескольких см. Часто развиваются на различных пищевых продуктах, вызывая их порчу (плесневение). Многие из них могут вызывать микозы человека, домашних животных и птиц.
Fusarium - большой род филаментарних аскомикотовых грибов (Ascomycota), широко распространенных в почве и в ассоциации с растениями. Большинство видов являются безопасными сапрофитамы, относительно распространенными среди микрофлоры грунта. Некоторые виды производят микотоксины, способны вредно влиять на здоровье человека и других животных, вызывая фузариозы.
Dematiaceae - эти грибы отличаются черной окраской. Они обнаруживаются в почве, разлагающихся растениях, гниющей древесине и лесной подстилке. Три основных вида грибковых инфекций, вызываемых Dematiaceae, включают хромомикоз, феогипомикоз и некоторые формы мицетомы .
В настоящий момент потенциально патогенные грибы подразделяют на несколько групп, обозначаемых как номерные BSL (BioSafety Level, т.е. - грибы, относимые к определенному уровню безопасности), в зависимости от их опасности для человека.
Группа BSL1 - это в принципе безопасные для здоровых людей грибы. В организм здорового человека они преимущественно могут попадать при нарушении кожных покровов и вызывать локализованные микозы. Глубокие микозы эти грибы могут вызывать случайно, на фоне иммунодефицита или критического состояния пациента.
Грибы группы BSL2 - могут попадать в организм здорового человека, и сохраняться в нем, вызывая локализованные микозы. В случае попадания в организм ослабленного человека они могут распространяться более широко и таким образом проявлять свойства оппортунистов. В эту группу включены дерматофиты и другие облигатно патогенные возбудители поверхностных микозов.
Грибы BSL3 - небольшая группа системных патогенов, которая до сих пор включала преимущественно диморфные грибы, т.е. имеющих и мицелиальную и дрожжевую стадии, например, представителей родов Blastomyces, Coccidioides, Histoplasma и Paracoccidioides. Сейчас в эту группу включают, кроме того, Penicillium marneffei .
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.
В природе широко распространены плесневые грибы. Наиболее известными из них являются мукор и пеницилл. Мицелий плесневых грибов одноклеточный или многокле-точный. Они развиваются в теплых и влажных условиях на различ-ных субстратах — в почве, на увлажненных продуктах, пло-дах и овощах, на животных и растительных остатках, обра-зуя плесень (пушистые или паутинистые налеты) серого, зе-леного, сизого цвета. Плесневые грибы можно встретить на книгах, картинах, обоях, изделиях из кожи.
Мицелий мукора, или белой головчатой плесени, появляет-ся на кусках хлеба, сыра, на конском навозе в виде пуши-стого белого налета, который через некоторое время чернеет (рис. 48).
Строение мукора
Гифы мукора не разде-лены перегородками и представ-ляют собой сильно вытянутую разветвленную клетку с многими ядрами. Одни ответвления клет-ки проникают в субстрат и по-глотают питательные вещества , другие приподнимаются над суб-стратом. На концах этих ответвлений развиваются округлые спорангии в виде головок (от-сюда и название — головчатая плесень), в которых образуют-ся споры. При созревании спор оболочка спорангия разрывает-ся, и споры рассеиваются. Воз-духом они могут переноситься на большие расстояния. Попав в благоприятные условия, спо-ры прорастают в новый мицелий.
Пеницилл обитает преимущественно в верхних слоях почвы или встречается в виде плесеней зеленого, сизого, го-лубого (реже другого) цвета на плодах , овощах, томатной па-сте, сыре, настое чая, обоях, изделиях из кожи и т. д.
Строение пеницилла
Мицелий у пеницилла состоит из разветвленных нитей, разделенных перегородками на клетки. При спороношении он напоминает кисточку — отсюда и его другое название кистевик. На концах разветвленных гиф образуются цепоч-ки спор (рис. 49).
Велика отрицательная роль плесневых грибов. Развива-ясь на продуктах питания, промышленных материалах и из-делиях из кожи, дерева, бумаги, пластмассы, произведени-ях искусства, грибы вызывают их порчу и наносят большой ущерб народному хозяйству. Грибы разрушают деревянные постройки и опоры, книги, краски, нитки, бумагу. Причем борьба с ними очень трудна. Материал с сайта
Поселяясь на продуктах питания, зерне, плесневые гри-бы не только вызывают их порчу, но и выделяют яды, кото-рые даже в небольших дозах могут вызвать отравления че-ловека и животных. Ученые обнаружили около 300 видов грибов, которые вырабатывают не менее 500 видов ядов. Вот почему нельзя употреблять в пищу и скармливать скоту продукты и зерно с плесенью.
Продукты питания и корма можно защищать от плесне-вых грибов, создавая в хранилищах не подходящие для гри-бов условия. Одним из способов является обезвоживание про-дуктов посредством сушки. Яблоки, сливы или зерно можно высушить, а рыбу, мясо и колбасу провялить на солнце. Дру-гой способ — понижение температуры хранения, например, в холодильниках или холодильных камерах.
На этой странице материал по темам:
Они могут жить в течение многих столетий, они в состоянии светиться в темноте, они убивают бактериальные инфекции. В царстве природы правят они. Грибы и грибки.
Факт 1: Грибы как продукт питания.
По мнению археологов, мы уже более 25000 лет питаемся продуктами, полученными благодаря дрожжевым и плесневым культурам. Например, квас, хлеб, пиво, вино и т.д. В настоящее время грибы входят во многие блюда национальных кухонь большинства народов мира. Они богаты белком, углеводами, а также минеральными веществами. Грибы шампиньоны особенно ценятся. В них есть ферменты, которые способствуют хорошему усвоению пищи .
Улитка ищет пищу на грибе Скутеллиния щитовидная.
Факт 2: Грибы – не растения.
Вы наверняка давно об этом знаете, что грибы не относятся к царству растений. Они не имеют хлорофилла и питаются органическими веществами, которые произвели другие организмы. Например, в зависимости от типа древесины грибным колониям требуется от 50 до 100 лет, чтобы превратить дерево в труху. Для человека самым вредоносным является . Он поражает срубленные деревья, поэтому он особенно опасен для деревянных построек. Через время они просто разрушаются. Идеальные условия для домового гриба – сырость, темнота и стоячий спёртый воздух.
Домовой гриб.
Факт 3: Открытие пенициллина – невероятная удача.
Первый антибиотик, пенициллин, был открыт по счастливой случайности. Во время первой мировой войны множество солдат погибли от стафилококка, бактериальной инфекции. Даже незначительные раны приводили к смерти. Врачам приходилось делать десятки тысяч ампутаций. Учёные в свою очередь ломали голову, как решить эту проблему. И вот однажды в 1928 году бактериолог Александр Флеминг , который работал над средством против стафилококка, заметил в одной из грязных чашек плесень. После её добавления к опытным образцам, неубиваемые колонии стафилококка просто растворились вокруг плесени.
Прошло 14 лет исследований, перед тем как было запущено массовое производство пенициллина в США. Через год СССР также запустило производство пенициллина, только своего. Таким образом, пенициллин спас миллионы жизней. А для морских свинок пенициллин смертельно ядовит.
Поклонники медицины и любители всего необычного, у которых смартфоны iPhone, могут радоваться. Видимо, специально для них выпустили чехлы с изображением Александра Флеминга и плесени.
Факт 4: Грибы как биологические пестициды.
Энтомопатогенные грибы используются как биопестициды для борьбы с вредителями. Они поражают насекомых и убивают их. Правда, у них есть и обратная сторона медали. С VIII до середины XIX века в Европе успешно развивалось шелководство, пока в одной из провинций Франции грибок Beauveria bassiana не поразил тутовых шелкопрядов.
Болезнь очень скоро распространилась по всей стране, а через время проникла в Италию, Испанию, Сирию и другие страны. Чтобы исправить ситуацию на юг Франции специально пригласили французского химика и микробиолога Луи Пастера . Он изучил причины болезни тутовых шелкопрядов и своими способами борьбы с грибком спас шелководство во Франции и во многих других странах.
Факт 5: Ведьмины круги.
Ведьмины круги (эльфовы кольца, ведьмины кольца, круги фей) – это круги на земле, образованные грибами. Их диаметр от 1 до 50 метров. Но в особенно хороших условиях круги фей достигают 200 метров. Как правило, это круги из . Их никто не срезает, в отличие от съедобных грибов, поэтому их легче заметить.
Все тело грибов называется грибницей или мицелием , который находится под землёй. И эта грибница растёт с одинаковой скоростью от центра и образует круги. Из-за нехватки питания центральная часть мицелия отмирает, зато крайняя продолжает плодоносить. Ежегодно ведьмин круг увеличивается на 10-15 сантиметров. Ведьмины кольца упоминаются в легендах и мифологии, чаще всего у шведов, шотландцев и ирландцев. Согласно историям о «эльфовых кольцах», в этих местах по ночам водят хороводы лесные духи и эльфы.
Факт 6: Вопрос сотрудничества между грибами и другими организмами.
На фотографии обыкновенная жаба сидит на красном мухоморе и ждёт свой обед. Ещё с XIII века известно, что токсические свойства мухомора усыпляют мух. Кстати, отсюда и название гриба. В вогнутой шляпке мухомора собирается дождевая вода, в которой растворяются алкалоиды. Мухи напиваются этой воды и засыпают. Затем они либо же тонут, либо же их съедают такие умные жабы.
Факт 7: Светящиеся грибы.
Рядом с некоторыми видами, которые очень ярко светят, можно даже книгу почитать.
Panellus stipticus. У этих грибов часто возникают мутанты без способности к биолюминесценции.
Факт 8: Грибы как очистители окружающей среды.
Один из способов очистки токсичных сточных вод – использование грибов, которые уменьшают уровень загрязнения воды. Так медиа-художник Ян Мун предложила очистить устье Newtown Creek в Нью-Йорке, используя обычные вешенки .
Они известны своей способностью нейтрализовывать углеводороды, источниками которых являются нефтепродукты. Также вешенки поглощают некоторые химические токсины и тяжёлые металлы.
Факт 9: Живучая плесень. Остаться в живых.
Плесневелые грибы – очень живучий организм. Там где другие погибают, они процветают. Они повсюду. Плесень обнаружили на месте взрыва ядерного реактора в Чернобыле, её нашли во льдах Антарктиды. В 2006 году учёные даже провели эксперимент и поместили 3 капсулы с разными видами плесени на обшивку орбитальной станции в открытом космосе. Они находились там 1,5 года. И плесень выжила. Более того она мутировала . Она стала устойчивей и агрессивней.
Факт 10: Грибы-долгожители.
В лесных почвах Соединённых Штатов Америки проводились исследования обычного маленького опёнка ростом 3 сантиметра. Оказалось, что его грибница простиралась на несколько гектаров, вместе с тем вес этой грибницы составил 10 тонн. А возраст 1500 лет. Это говорит о том, что исследуемый опёнок – один из самых старых и больших организмов на Земле!
На этой впечатляющей ноте мы и заканчиваем. Это были 10 интересных фактов про грибы и грибки . На самом деле, грибы – малоизученная тема. Так что учёным предстоят годы работы, чтобы узнать какую загадку они в себе хранят.
Загрузка...
