ВВЕДЕНИЕ
Плесень или плесневые грибы – это удивительный вид грибов или грибообразных микроскопических размеров. Они формируются с помощью мицелия, без крупных плодовых тел. При повышенной влажности, высокой температуре и достаточном количестве питательных веществ плесень произрастает большими колониями. Ее наличие на продуктах питания, растениях, мебели, и даже стенах, приводит к их разрушению. Известно, что лишь около 100 видов грибов опасны для людей и животных. Другие играют важную роль в экологической цепи: они участвуют в разложении органических веществ и их переработке, что служит удобрением для новых растений. Другие виды грибов сосуществуют с растениями в симбиозе, помогая им впитывать полезные вещества из почвы.
Цель работы: Влияние среды на рост и развитие плесневых грибов.
Задачи:
1. Выявить факторы среды, влияющие на рост и развитее плесневых грибов.
2. Влияние плесневых грибов на строительные материалы, т.е. древесину.
3. Выявить видовой состав плесневых грибов.
Материал исследования: плесневые грибы
Гипотеза: Влияет ли среда на рост и развитие плесени.
Предмет исследования: Влияние среды на рост и развитие плесневых грибов.
Методы исследования:
-эксперимент
-наблюдение
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
ПЛЕСЕНЬ ВОКРУГ НАС
Понятие «плесень». Плесень появилась на нашей планете примерно 200 миллионов лет назад.[2]
Плесень- это гриб, который имеет микроскопическое строение. Ее можно увидеть невооруженным глазом - известно, как выглядят испорченные продукты. Но если рассмотреть плесень под микроскопом, то окажется, что это ниточки с кучей шариков вокруг - спорами, которыми она размножается.
Как и все грибы и грибообразные, плесень является гетеротрофом, т.е. для поддержания своей жизнедеятельности ей нужны уже готовые питательные вещества. Она поглощает их всей своей поверхностью. Ее пищеварительные ферменты расщепляют молекулы на более простые соединения.
1.1 Плесень яд и лекарство. Все прекрасно знают, что некоторые антибиотики создаются из определенных видов плесневелых грибов. Самым известным можно считать пенициллин синтезированный из грибов рода Penicillium. Он был открыт Александром Флемингом в 1928 году.
В 1928 г. британский ученый Александр Флеминг проводил рядовой эксперимент в ходе исследования сопротивляемости человеческого организма бактериальным инфекциям. Он обнаружил, что некоторые колонии стафилококковых культур, оставленные им в лабораторных чашках, заражены штаммом плесени Penicillium Notatum. Вокруг пятен плесневых грибов Флеминг заметил область, в которой бактерий не было. Это позволило ему сделать вывод о том, что плесень вырабатывает вещества , которые влияют на бактерии и ученый назвал "пенициллином".
Но и до Флеминга ученые замечали и изучали подобную особенность плесени Penicillium. В начале 1870-х годов исследованием плесени одновременно занимались медики Алексей Герасимович Полотебнов и Вячеслав Авксентьевич Манассеин, который изучив грибок Penicillium glaucum, подробно описал основные, в частности бактериостатические, свойства зелёной плесени. Полотебнов, выяснив лечебное действие плесени на гнойные раны и язвы, рекомендовал использовать плесень для лечения кожных заболеваний. Его работа «Патологическое значение зелёной плесени» вышла в 1873 году. Но идея на тот момент не получила дальнейшего практического применения. Пенициллин был обнаружен в 1897 году французским военным врачом Эрнестом Дюшеном. Он заметил, что арабские конюхи использовали плесень с сёдел, чтобы обработать раны на спинах лошадей. Работая с грибами рода Penicillium, он опробовал плесень на морских свинках и обнаружил её разрушающее действие на палочку брюшного тифа. Но его работа не привлекла внимания научного сообщества [1]. Открытие и первое удачное применение антибиотиков стало началом новой эры в медицине и фармацевтике.
Также плесневые грибы применяются в разных промышленностях. К примеру: в сыроваренной, винной или в производстве лимонной кислоты. Не смотря на полезные свойства плесени, все таки вреда от нее больше. Она может накапливаться в организме, оседать в легких или желудочно-кишечном тракте, вызвать сильнейшие аллергические реакции или заболевания опорно-двигательного аппарата.Также плесень опасна даже если она просто растет на стенах или продуктах. В результате своей жизнедеятельности плесень выделяет микотоксины, которые могут воздействовать на наши дыхательные пути. Самой ядовитой считается желтая плесень, выделяющая афлатоксины [3].
Плесень разрушающе действует на все, на чем растет, будь то мебель, растения, продукты или стены. Мебель, на которых она появилась, очень скоро придет в негодность. Растения быстро начнут болеть и чахнуть. А стены, несмотря на всю свою прочность, разрушаться. Самой опасной можно считать Aspergillus fumigatus. Это выяснили ученые Висконсинского университета в Мадисоне, США. Aspergillus fumigatus, иначе “чёрная гниль” — род плесневых грибов, распространённых по всему миру в различных климатических условиях. [1].
Еще одной опасностью можно считать микотоксины, образующиеся в зерне, которое используется в производстве продуктов и корма для животных.
1.2 Виды плесневелых грибов. Существует множество видов плесени. Все виды можно разбить на несколько групп, как правило по цветам, материалу и месту произрастания:
-Черная плесень;
-Белая плесень;
-Грибы синевы;
-Высолы.
Черная плесень - одна из самых опасных и въедливых видов плесени. Появляется данный вид плесени в основном в теплых и влажных местах (ванная, кухня, оконные рамы). Черный цвет имеют только эти штампы: Ulocladium, Cladosporium, Penicillium,Alternaria, Aspergillus, Chaetomium, Phoma,Wallemia. Все штампы, кроме последнего, опасны для человеческого здоровья и имеют 3 или 4 группу патогенности.
Белая плесень – более безопасна, хотя в редких случаях тоже вызывает аллергию, и может быть причиной «сенной лихорадки». В природе она в основном растет на деревьях, растениях, земле. В доме ее можно встретить на продуктах питания (хлеб, сыр) или в цеточных горшках. Избавиться от нее проще, чем от черной плесени. Но прежде чем контактировать с ней стоит надеть перчатки, а помещение проветрить.
Грибы синевы поражают клетчатку дерева и окрашивает его в серо-синий цвет. Этот вид способен разрушать лакокрасочную пленку, из-за чего дерево впитывает влагу.
Высолы - белый, реже цветной, соляной или щелочной налет, возникающий на стенах, в основе которого лежат нерастворимые сульфаты, карбонаты и силикаты.Обычно поражаются фасады из бетона и кирпича, а также отделанные штукатуркой или облицованные мрамором.Та же кристаллизация происходит и внутри материала. Вырастающие в порах материала кристаллы начинают расклинивать стенки пор. В результате появляются трещины, и материал разрушается [6].
ГЛАВА 2. ВЛИЯНИЕ ПЛЕСНЕВЫХ ГРИБОВ
НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ И В ТОМ ЧИСЛЕ
НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
2.1 Влияние среды для развития плесневелых грибов. Избавиться от плесени сложно, практически невозможно, ведь ее споры всегда витают в воздухе, а ее грибница прорастает глубоко в поверхность. Для их развития нужны определенные условия: температура плюс 20 0С и относительная влажность воздуха выше 95%. Не вентилируемое помещение поддерживает рост плесневых грибков. Различные небольшие остатки пищи, грязь, пыль поддерживают питание грибов [4].
Плесень способна расти практически на любых материалах, но в основном она укореняется на поверхностях, имеющих структуру, в которую можно прорасти, поэтому чаще всего её можно обнаружить на: обоях, затирке между плиткой, кафелем и сантехникой, деревянных поверхностях, гипсокартоне, кирпиче, бетоне, ткани и продуктах питания.
2.2 Плесневые грибы на продуктах питания. Для проведения эксперимента, нами было взято шесть кусочков хлеба и яблока. Разложив их по контейнерам создав им изолированную среду, содержимое трех из них опрыскали водой, для повышения влажности. Далее все контейнеры были помещены в разные условия (при комнатной температуре ~+20°C, при повышенной температуре(примерно +30°C), при пониженной температуре(~0°C)). Эксперимент длится на протяжение 10 дней.
День 1. Начало эксперимента.
Таблица №1.
№ образца
День 1
№ 1
Начало эксперимента
№ 2
Начало эксперимента
№ 3
Начало эксперимента
№ 4
Начало эксперимента
№ 5
Начало эксперимента
№ 6
Начало эксперимента
День 2
№ 1
Никаких визуальных изменений нет
№ 2
Никаких визуальных изменений нет
№ 3
Никаких визуальных изменений нет
№ 4
Никаких визуальных изменений нет
№ 5
Никаких визуальных изменений нет
№ 6
Никаких визуальных изменений нет
День 3
№ 1
Никаких визуальных изменений нет
№ 2
Никаких визуальных изменений нет
№ 3
Никаких визуальных изменений нет
№ 4
Никаких визуальных изменений нет
№ 5
Никаких визуальных изменений нет
№ 6
Появились темные пятна
День 4
№ 1
Никаких визуальных изменений нет
№ 2
Пятна плесени увеличиваются в количестве и размере
№ 3
Никаких визуальных изменений нет
№ 4
Никаких визуальных изменений нет
№ 5
Никаких визуальных изменений нет
№ 6
Пятна плесени увеличиваются в количестве и размере
День 5
№ 1
Пятна плесени увеличиваются в количестве и размере
№ 2
Пятна плесени увеличиваются в количестве и размере
№ 3
Никаких визуальных изменений нет
№ 4
Никаких визуальных изменений нет
№ 5
Никаких визуальных изменений нет
№ 6
Пятна плесени увеличиваются в количестве и размере
День 6
№ 1
Появились разные виды плесени (черная, зеленая, белая)
№ 2
Пятна плесени увеличиваются в количестве и размере
№ 3
Никаких визуальных изменений нет
№ 4
Никаких визуальных изменений нет
№ 5
Плесень постепенно покрывает весь хлеб
№ 6
Появились разные виды плесени (черная, зеленая, белая)
День 7
№ 1
На яблоке появились первые участки с плесенью
№ 2
На яблоке появились первые участки с плесенью
№ 3
Никаких визуальных изменений нет
№ 4
Никаких визуальных изменений нет
№ 5
Плесень постепенно покрывает весь хлеб
№ 6
Плесень постепенно покрывает весь хлеб
День 8
№ 1
Плесень постепенно покрывает весь хлеб
№ 2
Плесень постепенно покрывает весь хлеб
№ 3
Никаких визуальных изменений нет
№ 4
Никаких визуальных изменений нет
№ 5
Плесень постепенно покрывает весь хлеб
№ 6
Плесень постепенно покрывает весь хлеб
День 9
№ 1
На стенках контейнера можно увидеть споры плесени
№ 2
На стенках контейнера можно увидеть споры плесени
№ 3
Никаких визуальных изменений нет
№ 4
Никаких визуальных изменений нет
№ 5
На стенках контейнера можно увидеть споры плесени
№ 6
На стенках контейнера можно увидеть споры плесени
День 10
№ 1
Плесень покрыла всю площадь хлеба
№ 2
Плесень покрыла всю площадь хлеба
№ 3
Никаких визуальных изменений нет
№ 4
Никаких визуальных изменений нет
№ 5
Плесень покрыла всю площадь хлеба
№ 6
Плесень покрыла всю площадь хлеба
День 4. На 4 день эксперимента видим первые изменения.
День 6.
День 10.
Как мы видим из экспериментов первые изменения произошли на 4 день (Рис.4.) произошли явные изменения в контейнерах с повышенной влажностью на хлебе, а в контейнере №6 на яблоке.
На 6 день процессы роста и развития грибов продолжаются, но есть отличия. При повышенной температуре и разной влажности виден активный рост грибов. (Рис.6.)
На 10 день процесс роста активного роста грибов продолжается, но есть различия. С нормальной влажностью рост и развитие шли медленнее, но равномерно, с обхватом всей площади хлеба. А с повышенной влажностью рост и развитие по периметру хлеба, т.к. повышенная влажность в центре вероятно мешает жизнедеятельности грибов.
С повышением температуры и влажности произошло изменение среды, которое повлияло на быстрое развитие, спороношение гриба.
В дальнейшем все процессы жизнедеятельности грибов продолжались в течение 10 дней.
Заражение хлеба грибами (споры и мицелий).
Таблица №2.
День 1
Начало эксперимента
День 2
Никаких визуальных изменений
День3
Появились первые пятна плесени
День4
Плесень постепенно разрастается
День5
Плесень покрыла всю площадь хлеба
День 1.
День 5.
Как мы видим на рис.9. процесс распространения плесневых грибов в изолированной среде длилось 5 дней, т.к. хлеб находился в контакте с поселенной колонией грибов.
Питательная среда (хлеб) истощается это ведет к быстрому созреванию спор и возможно к дальнейшему заражению в новой среде.
2.3. Влияние плесневых грибов на строительные материалы, т.е. древесину.
Рост и развитие плесневых грибов на строительных материалах.
Таблица №3
День 1
Начало эксперимента
День 3
Появились первые ниточки плесени
День 5
Плесень покрыла один край дерева
День 7
Плесень постепенно покрывает площадь дерева
День 10
На плесени появились споры, серо-коричневого цвета
День 3.
День 5.
День 7.
День 10.
Таким образом, рост и развитие плесневелых грибов на строительных материалах будет продолжаться пока есть оптимальных условиях и питательная среда.
2.4. Видовой состав плесневелых грибов. В ходе наших исследований нами было выявлено 2 вида плесени, мукор и аспергилл желтый.
Царство
Грибы
Грибы
Отдел
Мукоромицеты
Аксомицеты
Порядок
Мукоровые
Эуроциевые
Семейство
Мукоровые
Aspergillaceae
Род
Мукор
Аспергилл
Вид
Мукор
Аспергилл жёлтый
Плесневый гриб мукор часто появляется в виде белого пушка на хлебе, если он находится в тёплой и влажной среде. Через некоторое время налёт темнеет. Мукор развивается также в почве, на растительных остатках, овощах и фруктах. Его грибница состоит из одной разросшейся и разветвлённой клетки со множеством ядер. Грибница сильно разрастается и поглощает питательные вещества из того, на чём она поселилась.
Размножение мукора происходит кусочками грибницы или с помощью спор. Споры образуются в шарообразных спорангиях, которые развиваются на концах нитей плесени. Споры мелкие и лёгкие, разносятся они потоками воздуха. В благоприятных условиях из них появляются новые нити плесени.
Часто мукор вырастает на кормах, пищевых продуктах, вызывая их порчу - плесневение. Иногда мукор вызывает болезни животных и человека.
Асперги́лл, также асперги́ллюс (лат. Aspergillus), - род высших аэробных плесневых грибов, включающий в себя несколько сотен видов, распространённых по всему миру в различных климатических условиях. Аспергиллы хорошо растут на различных субстратах, образуя плоские пушистые колонии, вначале белого цвета, а затем, в зависимости от вида, они принимают разную окраску, связанную с метаболитами гриба и спороношением. Мицелий гриба очень сильный, с характерными для высших грибов перегородками. Аспергиллы распространяются спорами, образующимися бесполым путём, что характерно для всего класса вообще. [1]
Асперги́лл жёлтый (лат. Aspergíllusflávus) - вид гетероталличных грибов-аскомицетов, относящийся к роду Аспергилл (Aspergillus). Ранее это название применялось только к анаморфной стадии гриба.
Рис.14. Гриб-аспергилл желтый.
Продуцент опасных микотоксинов - афлатоксинов. [1]
ВЫВОД
1. Влияние среды на развитие плесневых грибов имеет большое значение. Оптимальные условия для роста и развития это повышенная температура, влажность и питательная среда. О чем свидетельствуют результаты нашего эксперимента.
2. Рост и развитие плесневых грибов на строительных материалах, в частности на древесине, будет продолжаться пока есть оптимальные условия и питательная среда.
3. В нашем исследование нами было выявлено 2 вида плесени, мукор и аспергилл желтый. Аспергилл желтый опасен для здоровья, из-за токсина- афлатоксинов.
Заключение
Таким образом, плесневые грибы в процессе своей жизнедеятельности выделяют токсины и споры, которые опасны для здоровья человека, вызывая разные болезни, а также ведет к ухудшению физико-механических показателей строительных изделий и конструкций. А некоторые виды применяется человеком для производства лекарств и активно используются в пищевой промышленности (сыроваренной, винной).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
2. Леонид Витальевич Рудницкий, «Плесень-лекарство или яд?»
