Многоликая плесень

Содержание

Введение.........................................................................................................................................3

Основная часть

1. Что такое плесень ...................................................................................................................4
2. Вред и польза плесени ............................................................................................................5
3. Эксперимент по выращиванию плесени на различных питательных средах ...................8
4. Исследование плесневых грибов под микроскопом …………………………………….10

Заключение ................................................................................................................................11

Библиография.............................................................................................................................12

Приложения

Введение

Недавно на первом канале состоялась премьера документального фильма «Плесень». Меня этот фильм очень заинтересовал. Он показался мне ярким, увлекательным и познавательным. Но так как в школьном курсе биологии мы уже познакомились с Царством Грибы, к которому и относится плесень, то некоторые моменты фильма мне показались спорными. Например, рассказ об эпидемии чумы или о проказе – ведь ни чума, ни проказа не имеют отношения к плесени. С вопросами я обратился к учителю. Она посоветовала мне вместе разобраться в этой проблеме.  

Цель: выявление сущности природы плесневых грибов, условий их роста и развития, роли в жизни человека.

Задачи:

1. организовать поиск информации из различных источников по изучаемому вопросу;
2. обобщить полученный материал;
3. провести эксперимент по выращиванию плесени на различных питательных средах;
4. выявить какие условия способствуют более активному появлению и развитию плесени;
5. определить род выращенных плесеней;
6. сформулировать выводы.

Гипотеза: 

1) плесень на разных питательных средах (продуктах питания) может быть разных видов;

2) для развития плесени необходимы тепло и влага;

3) развитию плесени могут помешать некоторые растения.

Актуальность работы заключается в том, что несмотря на множество научных исследований, активное развитие микробиологии, плесень остается одной из загадок нашего мира, до конца не изучена и приносит человеку, как пользу, так и вред.

Основная часть

1.  Что такое плесень

«Она появилась на Земле 200 млн. лет назад. С тех пор она убивает и спасает от смерти. Её называют хлебом дьявола и плевком Бога. Она сказочно красива и вызывает отвращение. Она вездесуща и неистребима [№7].

Все эти слова о плесени. Так что же такое плесень?

В Толковом словаре Ожегова дается такое определение плесени: «Плесень – это образуемые особыми грибками налёты, скопляющиеся в виде расплывчатых пятен на чём-нибудь гниющем, сыром [№3].

Плесень – это простонародное название грибка. «Плесень или плесневые грибы относятся к микромицетам (от греч «mikros» - маленький и «mynes» - гриб) – это грибы и грибковые организмы микроскопических размеров [№4].

Микроскопические грибы составная часть практически любой экосистемы. Распространены микроскопические грибы повсеместно: в почве, в воздухе, морских и пресных водоемах, на поверхности и внутри тканей растений, на растительных и животных останках, а так же в жилище людей.

Грибы занимают особое положение в системе органического мира, представляя собой особое царство, наряду с животными и растениями.

У грибов есть сходства и различия и с растениями и с животными. Так же как и растения, грибы всасывают питательные вещества всей своей поверхностью, а не заглатывают, как животные. Однако, в отличие от растений грибы не могут использовать солнечную энергию, питаться углекислым газом из воздуха и синтезировать органические молекулы вещества из углекислого газа, но употребляют также как и животные готовые органические вещества в виде разнообразных растительных и животных останков. Грибам также присущи такие признаки растений как: неподвижность, верхушечный рост, наличие клеточных стенок; и такие признаки животных как: тип обмена, наличие хитина, образование мочевины. Однако в отличие от растений, производящих органическую материю из углекислого газа и минеральных веществ, плесень вместе с бактериями и некоторыми простейшими разрушает её, выделяя при этом в атмосферу углекислый газ, летучие вещества, эфирные масла и минеральные вещества.

Грибы разнообразны по внешнему виду, местам обитания и физиологическим функциям. Однако, у них есть и общие черты. Основой тела грибов является мицелий, или грибница, представляющая собой систему тонких ветвящихся нитей, или гиф, находящихся на поверхности субстрата, или внутри него.

Основной способ размножения плесневых грибов – при помощи спор. «Плесень размножается невероятно быстро. В обыкновенной хлебной плесени можно различить маленькие черные точки – спорангии, в которых образуются споры. В одном спорангии содержится до 50000 спор, каждая из которых способна воспроизвести сотни миллионов новых спор всего за несколько дней!» [№4].

Таким образом, плесень относится к особому царству – царству грибов.

2. Вред и польза плесени

Опасна ли плесень? К настоящему времени доказано, 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 вызывать и заплесневелые продукты, так как некоторые плесени образуют токсичные вещества. «Крайне опасны для человека афлатоксины. Их производит микроскопический гриб зелёно-жёлтого цвета Aspergillusflavus, который может расти, особенно в тёплых условиях, на самых разных продуктах: джемах, сушеной рыбе, арахисе, бобовых и масличных культурах, зёрнах какао, кофе» [№5].

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 мука, которую добавляли в корм птице» [№5].

В настоящее время исследователи насчитывают от 200 до 400 видов микотоксинов, причём у немногих из них изучена степень токсичности. Но вот что важно: виды, способные вырабатывать токсины, образуют их далеко не всегда, а только в определенных условиях. «И если в среде обитания человека выявлены токсинообразующие плесени, это признак не столько неизбежного отравления, сколько повышенного риска его возникновения» [№5].

На сегодня известно и 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.

Кожные грибковые заболевания (на ногах, коже ног), которым подвержена значительная часть населения, хорошо изучены. Для борьбы с этими инфекциями уже найдены достаточно эффективные средства. Более сложная проблема – «глубокие» микозы, то есть поражения грибами внутренних органов.

«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 определённые условиях могут вызвать заболевания человека. Такую гибкость свойств называют оппортунистической. А потому эту группу плесеней часто именуют оппортунистическими или потенциально патогенными грибами» [№5].

Наиболее подвержены вторичным микозам люди, страдающие различными формами дефицита иммунитета (онкологические и заболевания системы крови, СПИД, радиационное облучение, ожоги). Наиболее известными из вызывающих вторичные микозы плесневых грибов являются виды рода Aspergillus (Aspergillusfumigatus, Aspergillusflavus, Aspergillusniger).

Виды грибов, которые известны как возможные возбудители аспергиллёза, обычно присутствуют повсеместно. Но важно помнить, что они могут угрожать здоровью людей, страдающих выраженными иммунодефицитами.

Почему же плесень становится всё более опасной? Ученый считают, что мы сами во многом виноваты. Основная причина – формирование человеком своей среды обитания. Развитию плесеней способствует то, что люди тщательно создают в своих жилых помещениях наиболее комфортные условия для себя, которые существенно отличаются от внешней среды. Эти же условия хороши и для плесеней: температура в квартирах 20-25ᵒ С очень подходит для их роста. Побелка, обои, бумага, ковры – всё это подходящие субстраты для роста микроскопических грибов. И плюс герметичные пластиковые окна, создающие повышенную влажность.

Это были неприятности, связанные с грибами. А теперь расскажем, почему же жизнь на земле невозможна без грибов.

Развивающаяся на гниющем материале плесень делает великое дело. «Подавляющее большинство грибов ведёт сапротрфорный 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, белки. Разрушая мёртвое органическое вещество, грибы возвращают отдельные «кирпичики» углеродных соединений в почву, чтобы растения вновь могли их использовать для построения своей биомассы» [№5].

Таким образом, осуществляемая грибами постоянная работа по разложению органических соединений имеет огромное значение в масштабах биосферы, замыкая круговорот веществ в природе.

Для человека плесени тоже очень полезны. Много лет тому назад люди догадались использовать плесени для получения разных продуктов. При помощи дрожжей производят вина, пиво, хлеб, квасят капусту, солят огурцы. В Европе плесени используют для приготовления сыров – французского рокфора, камамбера, бри, голубого датского, итальянской горгонцолы. В странах Востока, в Японии плесени рода Aspergillus издавна применяют при производстве спиртных напитков, например рисовой водки саке, а также разнообразных соусов. А плесневый гриб Aspergillusniger – так пугающая всех чёрная плесень – начиная с 30-х годов ХХ века во всём мире до сих пор широко применяют в пищевой и фармацевтической промышленности для производства лимонной кислоты.

Человеку впору поклониться плесени за то, что из неё в середине ХХ века был получен первый антибиотик – пенициллин, использование которого в медицине спасло жизнь миллионам людей.

«Из пенициллинов был также получен антибиотик гризеофульфин с противогрибковым действием. Из Aspergillusfumigatusвыделили антибиотик фумагиллин, помогающий при амёбнойдизентирии. Сегодня одна из наиболее эффективных групп антибиотков – цефалоспорины. Впервые соединения этого класса выделили из плесневого гриба – Cephalosporium» [№5].

Наряду с антибиотиками другими важнейшими веществами, получаемыми из плесеней, стали статины. «Статины считают главной группой лекарственных препаратов, используемых для снижения содержания холестерина. По мнению известного кардиолога В. Робертса, станины для атеросклероза – то же, чем был пенициллин для инфекционных болезней. Первым статином, нашедшим клиническое применение, стал выделенный из плесневого микроскопического гриба Aspergilluster-reusловастатин, зарегестрированный в США в 1987 году» [№5].

Таким образом, плесени важны и для человека и для природы в целом. На сегодня из плесеней получают сотню разнообразных продуктов, без которых существование современного человечества невозможно. Плесени играют важнейшую роль в круговороте веществ в природе. Но плесень может быть не только другом, но и врагом. Она летает в воздухе и портит продукты питания. Употребление заплесневевших продуктов может вызвать серьёзные отравления и проблемы со здоровьем. Плесень может вызывать повышенную утомляемость, головные боли, дерматологические и лёгочные заболевания. А также плесень является серьёзным аллергеном.

3. Эксперименты по выращиванию плесени на различных питательных средах.

В практической части работы я решил выяснить влияние неживой и живой природы на рост и развитие плесневых грибов [№2].

Опыт №1

Цель: влияние температуры, влажности и повреждений на появление плесени.

Для проведения опыта я взял 4 кусочка черного хлеба и поместил их в четыре контейнера. В контейнере №1 и №2 хлеб сухой, первый оставил в тепле, а второй - на холоде.     В контейнере №3 и №4   хлеб смочен водой; №3 поместил в тепло, а №4 - в холод. В течение 10 дней наблюдал за изменениями и заносил результаты в таблицу 1 (Приложение I, Приложение VII).

        Опыт №2

Цель: влияние температуры, влажности и повреждений на появление плесени.

Для проведения опыта я взял 4 свежих помидора и поместил их в четыре контейнера. В контейнере №1 и №2 целые помидоры,  №1 оставил в тепле, а №2 - на холоде.     В контейнере №3 и №4   резаные помидоры; №3 поместил в тепло, а №4 - в холод. В течение 10 дней наблюдал за изменениями и заносил результаты в таблицу 2 (Приложение II, Приложение VII).

        Опыт №3

Цель: влияние температуры, влажности и повреждений на появление плесени.

Для проведения опыта я взял 4 свежих мандарина и поместил их в четыре контейнера. В контейнере №1 и №2 мандарины с целой кожурой,  №1 оставил в тепле, а №2 - на холоде.     В контейнере №3 и №4   резаные мандарины; №3 поместил в тепло, а №4 - в холод. В течение 10 дней наблюдал за изменениями и заносил результаты в таблицу 3 (Приложение III, Приложение VII).

Опыт №4

Цель: влияние температуры, влажности и повреждений на появление плесени.

Для проведения опыта я взял 4 свежих ягоды винограда и поместил их в четыре контейнера. В контейнере №1 и №2 целые виноградины,  №1 оставил в тепле, а №2 - на холоде.     В контейнере №3 и №4   резаные виноградины; №3 поместил в тепло, а №4 - в холод. В течение 10 дней наблюдал за изменениями и заносил результаты в таблицу 4 (Приложение IV, Приложение VII).

        Выводы: самыми благоприятными условиями для плесени стали тепло и увлажненность (для хлеба). Уже на третий день на черном хлебе появилась плесень. На неувлажненном куске хлеба плесень появилась на шестой день. Думаю, это связано с тем, что хлеб был свежим,  и в нем самом содержалось некоторое количество влаги, также влага содержится в самом воздухе, поэтому плесень появилась, но чуть позже. Хлеб в холодильнике не заплесневел даже на десятый день.

Для плодов помидора, мандарина и винограда – самыми благоприятными условиями роста плесени стали – тепло и повреждение плодов. На резаных винограде и помидоре плесень в тепле появилась уже на второй день, на мандарине – на третий. Думаю, что споры грибов, находящиеся в воздухе попали на поврежденные участки плодов и вызвали такое быстрое появление плесени. Целые  помидор и виноград  в тепле заплесневели на девятый день. Целый помидор и виноград в холоде не заплесневели вовсе. Мандарины (резаный и целый)  на  холоде тоже не заплесневели.

Не стоит покупать поврежденные фрукты и овощи в магазинах. Даже если плод не поврежден плесенью, споры грибов могут уже находится в нем и привести к быстрой порче продукта. Холод сдерживает появление плесени.

Опыт №5

Цель: влияние питательной среды на скорость  появления плесени.

Общеизвестно, что плесени, как и любым грибам, для жизнедеятельности необходима вода. Поэтому для следующего опыта я взял жидкости: кипячёную воду, сладкий чай, сок, компот, молоко. В течение 10 дней наблюдал за изменениями и заносил результаты в таблицу 5 (Приложение V, Приложение VII).

Вывод: благоприятным фактором появления и развития плесени является наличие питательных веществ, прежде всего сахара. Сначала плесень появилась на сладком соке, потом на компоте. На молоке (простокваше) плесень появилась на девятый день. Вещества, входящие в состав чая задержали появление плесени. В сладком чае плесень появилась только на десятый день. В кипяченой воде плесень не появилась вовсе, так как в воде отсутствовал сахар, а так же,  при кипячении погибли все микробы, бактерии,  их  споры и споры грибов.

Опыт №6

Цель: влияние фитонцидов на появление и развитие плесневых грибов.

Для этого опыта я взял чёрный хлеб и поместил его в контейнеры. В первый контейнер я положил к хлебу немного свежего лука. Во второй контейнер я положил к хлебу немного свежего чеснока. В третий контейнер к хлебу я положил свежие листья герани. В четвертый контейнер я положил только хлеб. В течение 10 дней наблюдал за изменениями и заносил результаты в таблицу 6 (Приложение VI, Приложение VII).

Вывод: некоторые растения выделяют особые биологически активные вещества – фитонциды. Они убивают или подавляют рост и развитие бактерий, микроскопических грибов. Такие вещества выделяются луком, чесноком, многими комнатными растениями. Лук и чеснок способны задержать появление плесени на несколько дней, но после появления плесень растет очень быстро. Лучше всего сдерживают появление и развитие  плесени листья герани. Они не только задержали появление плесени: плесень появилась на восьмой день, в контейнерах с чесноком – на шестой, с луком – на четвёртый, просто хлеб – на третий. Также там, где были листья герани, плесень практически не разрасталась, даже на десятый день наблюдался только небольшой кусок плесени и споры не образовывались.

5. Исследование плесневых грибов под микроскопом

Выращенные мною образцы плесени я решил исследовать под световым микроскопом. Это поможет мне определить род, выращенных плесневых грибов. Для этого я осторожно с помощью препаровальной иглы взял небольшой кусочек плесени от каждого образца и поместил его на предметное стекло, на которое предварительно добавил каплю воды. Затем накрыл всё предметным стеклом и поместил на предметный столик. Под микроскопом было видно, что грибница мукора состоит из тонких бесцветных нитей. Это одна сильно разросшаяся клетка с множеством ядер в цитоплазме. Некоторые нити грибницы поднимаются вверх и расширяются на концах. В этих расширениях, имеющих вид округлых чёрных головок, образуются споры. Мукор размножается спорами. В выращенных мною образцах плесени мукор был на хлебе.

При увеличении под микроскопом было видно, что грибница пеницилла состоит из ветвящихся нитей, разделенных на отдельные клетки. Этим она отличается от одноклеточной грибницы мукора». Споры пеницилла расположены не в головках, как у мукора, а на концах некоторых нитей грибницы. Гриб пеницилл вырос на помидоре, винограде и мандарине.

Таким образом, в выращенных образцах встречаются два рода плесневых грибов: пеницилл и мукор [№8].

Заключение

Плесень относится к особому царству – царству грибов. Грибы имеют сходства и с растениями и с животными, но не относятся, ни к тем, ни к другим, так как имеют серьёзные отличия и от растений и от животных. Плесень – это микроскопические грибы. Они распространены повсеместно: в почве, в воздухе, в водоемах, на поверхности и внутри тканей растений, на растительных и животных останках, в жилище людей.

Плесень может причинить человеку серьезный вред. Споры плесневых грибов летают в воздухе и приводят к порче продуктов питания. А если употреблять такие продукты в пищу, то это может привести к серьёзным отравлениям и проблемам со здоровьем. Но не надо бояться плесени, она приносит человеку много пользы. 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 некоторые другие продукты.

Проведённое мною исследование показало, что плесневые грибы развиваются в условиях комнатной температуры и повышенной влажности. Также повреждения на плодах приводит к быстрой их порче. Поэтому необходимо чаще проветривать помещения, продукты хранить в холодильнике и не приобретать поврежденные плоды. Можно использовать для долгого хранения продуктов питания фитонцидные свойства некоторых растений (герань, лук, чеснок).

Библиография

1. Биология. Современная иллюстрированная энциклопедия. Под ред. А.П. Горнина., М., Росмэн, 2006.
2. Боннет Б., Кин Д.  Увлекательные  опыты и развлечения, -  М.:АСТ, Астрель, 2008.
3. Ожегов С.И., Шведова Н.Ю. Толковый словарь русского языка. Российская академия наук. – 4-е изд., доп. – М.; ООО «ИМИ Технология», 2003.
4. Околитенко Н.И. Биология для увлеченных. Под ред. «Феникс», Ростов-на-Дону, 2008.
5. Марфенина О., Иванова А. Многоликая плесень // Наука и жизнь. 2009. №10
6. http://www.nkj.ru
7. www.1tv.ru
8. http://blgy.ru