Значение плесневых грибов в природе и в жизни

МОУ Воткинский лицей

 

Значение плесневых грибов в природе и в жизни

 

Работа ученицы 9”Б” класса:

Кузьминых Н.Д.

Руководитель:

Лопатина Надежда Вильгельмовна

Воткинск 2009 г.

Содержание

I. Раздел “Введение

II. Раздел “Характеристика грибов

III. Раздел”Выводы, результаты исследования

IV. Раздел”Список литературы

V. Раздел”Приложения

I. Раздел “Введение”

Она появилась на Земле 200 миллионов лет назад. Она убивает и спасает от смерти. Ее называют "хлебом дьявола" и "плевком Бога". Она сказочно красива, но вызывает отвращение - это всё про плесень. Именно про неё я расскажу в своём реферате, а точнее про плесневые грибы.

Я выбрала именно эту тему, потому что мне интересно понять, какое значение имеет в нашей жизни плесень и насколько она важна в природе. На мой взгляд, плесень недооценивают хотя бы по её внешнему виду. Ведь на первый взгляд она вызывает отвращение. Но, однако, именно благодаря ей, а точнее пенициллину, который изготавливается на основе плесени. Во вторую мировую войну 95% военнослужащих с инфицированными ранами вылечились, а после окончания войны в 1945 году этот чудо антибиотик стал главным оружием медицины.

Я считаю, что проблема плесневых грибов становится актуальной после того, как тот или иной человек столкнётся с плесенью сам, а не из любопытства решит что-то про неё узнать. Относясь к плесени пренебрежительно и порой несерьезно, мы даже не подозреваем, насколько опасной она может быть. Фильм «Плесень» недавно вышедший на первом канале позволил не только рассказать о достижениях микробиологов в области изучения плесени, но и открыл неизвестные факты ее воздействии на человека. Я думаю, что многие узнали много нового о плесневых грибах именно из этого фильма.

Надеюсь, что все кто прочитает мой реферат, поймут, что главное не как выглядит плесень, а какое значение она играет в нашей жизни, и в жизни природы.

II. Раздел “Характеристика грибов”

Грибы́ (от лат. Fungi или Mycota) — особая форма жизни, царство живой природы, объединяющее эукариотические организмы, сочетающие в себе некоторые признаки как растений, так и животных.

Одна из наибольших и разнообразнейших групп живых организмов, появившаяся более миллиарда лет назад и постепенно ставшая неотъемлемой частью всех водных и наземных экосистем. Насчитывается около 100 тысяч видов. В соответствии с современными прогнозами, на Земле существует более чем 1 500 000 видов грибов, однако описаны учеными лишь 5% от этого числа видов. Весьма велико биологическое и экологическое разнообразие грибов. Они присутствуют во всех биологических нишах — в воде, на суше и в воздухе. Они играют важную роль в биосфере, разлагая всевозможные органические материалы. Многие виды грибов активно используются человеком в пищевых, хозяйственных и медицинских целях.

Долгое время грибы относили к растениям, с которыми их сближает способность к неограниченному росту, наличие клеточной стенки, адсорбтивное питание, для чего у них имеется очень большая внешняя поверхность (а не фагоцитоз и пиноцитоз), и неспособность к передвижению. Но из-за отсутствия хлорофилла грибы лишены присущей растениям способности к фотосинтезу и обладают характерным для животных гетеротрофным типом питания, откладывают гликоген, а не крахмал в качестве запасающего вещества, основой клеточной стенки является хитин, а не целлюлоза (кроме оомицетов), используют в обмене мочевину - всё это сближает их с животными. И от животных, и от растений их отличает наличие у многих групп дикарионной фазы и перфораций в межклеточной перегородке.

В результате грибы были признаны отдельным самостоятельным царством, хотя они имеют полифилетическое происхождение от различных жгутиковых и безжгутиковых одноклеточных организмов. Последние дали зигомицетов, от которых выводят высшие грибы. Оомицеты произошли, возможно, от разножгутиковых водорослей. Формы, близкие современным появились уже очень давно, споры, похожие на споры сапролегниевых имеют возраст 185 млн. лет. В результате грибы были признаны отдельным самостоятельным.

Плесневые грибы, или плесень - различные грибы, относящиеся к микромицетам ((от греч. mikros - маленький и mykes - гриб) - грибы и грибообразные организмы микроскопических размеров.).

Различают множество видов плесени вот некоторые из них:

1.  Penicillium spp.- Содержание этих грибов в помещениях может превышать содержание Aspergillus spp. Обитают на сырах, испорченных продуктах, в почве, в компосте, в винных погребах и органических отходах. Аллергия к этим грибам не всегда сопровождается аллергией к пенициллинам.

2.  Aspergillus - род высших плесневых грибов, которые могут вызывать заболевания человека и животных (аспергиллёзы). Аэробные микроорганизмы, хорошо растут на различных субстратах. Образуют плоские пушистые колонии, вначале белого цвета, а затем, в зависимости от вида, они принимают разную окраску, связанную с метаболитами гриба и спороношением. Аспергиллы распространяются спорами, образующимися бесполым путем, что характерно для всего класса вообще. В то же время Aspergillus fumigatus можетразмножаться половым путём. Широко распространены в природе, очень устойчивы к воздействиям внешней среды. Чёрная «плесень» на стенах сырых помещений — это, преимущественно, Aspergillus niger в фазе плодоношения. Некоторые виды грибов этого рода используются человеком. Например, штаммы Aspergillus niger широко применяются для биосинтеза лимонной кислоты. В редких случаях некоторые грибы рода Aspergillus могут быть причиной заболевания, называемомого аспергиллёзом. Аспергиллёз характерен в основном для лиц с различными иммунодефицитами. Чаще он развивается при проникновении возбудителей в дыхательные пути со слизистой оболочки, полости рта, миндалин, главным образом у людей, ослабленных заболеваниями или страдающих туберкулезом, раком легких. Изредка заболевание может развиваться профессионально – при вдыхании пыли зараженной спорами гриба, например у рабочих, работающих на погрузке, сортировке зерна, муки (если они заплесневели). Грибок проникает внутрь через дыхательные пути и рот и может поражать дыхательную систему, центральную нервную систему, пищеварительный тракт, кожу, органы чувств и половую систему. В случае поражения дыхательной системы может иметь место легочный аспергиллёз. Аспергиллёзный менингит или энцефалит в большинстве случаев заканчивается летальным исходом. Встречаются также грибковые поражения селезенки, почек и костей аспергиллами, однако большей частью они вызваны вторичной инфекцией. Аспергиллы могут быть причиной тяжелых заболеваний дыхательного горла, воздушного мешка, легких у диких и домашних птиц, и их гибели. В Англии 1960 год произошла массовая гибель индюшат на фермах: около 100.000 птиц погибло в результате скармливания им арахисовой муки зараженной желтым аспергиллом.

3.  Moniliaceae- род несовершенных грибов с белыми или ярко цветными гифами и спорами, которые производятся непосредственно на мицелий не соединены в плодоношении тел. Является возбудителем паракокцидиоидоза обнаруживаемый в гное, в соскобах слизистой оболочки рта в виде крупных (до 60 мкм) клеток, от которых отпочковываются многочисленные мелкие клетки.

4.  Dematiaceae- Эти грибы отличаются черной окраской. Такие медленно растущие грибы обнаруживаются в почве, разлагающихся растениях, гниющей древесине и лесной подстилке. Три основных вида грибковых инфекций, вызываемых Dematiaceae , включают хромомикоз (хромобластомикоз), феогипомикоз и некоторые формы мицетомы (мадурская стопа).

5.  Fusarium(Фузариум)- большой род филаментарних аскомикотових грибов (Ascomycota), широко распространенных в почве и в ассоциации с растениями.. Большинство видов являются безопасными сапрофитамы и относительно распространены среди микрофлры грунта. Некоторые виды производят микотоксинов (например фумонизины и трихотесены), в частности в зерновых культурах, и могут вредно влиять на здоровье человека и других животных. Включает 9 секций, 26 видов и 29 разновидностей. Размножаются бесполым путём — конидиями, которые разнообразны по форме, размеру, строению и способу образования. Микроконидии одно - или двуклеточные, овальные или яйцевидные, образуются как на конидиеносцах, так и непосредственно на коротких веточках мицелия. Макроконидии (4—7-клеточные и более) серповидной или веретеновидно-серповидной формы. Образуются на разветвленных конидиеносцах, часто собранных в своеобразные подушечки — спородохии, окрашенные в яркие цвета (оранжевый, фиолетовый, розовый и др.). Способны также образовывать хламидоспоры в период интенсивного роста мицелия. Для некоторых видов Фузариума известно сумчатое спороношение в виде перитециев. Большинство Фузариумов — сапрофиты, живущие в почве на растительных остатках. Многие виды — паразиты, вызывающие опасные заболевания растений — фузариозы. Некоторые виды Фузариума выделяют токсические вещества, губительно действующие на растения. Употребление в пищу ржи, пшеницы, ячменя, овса и некоторых других растений, пораженных токсинами Фузариум, приводит к развитию у человека алейкии алиментарно-токсической (септической ангины), у животных — фузариотоксикоза. Мицелий Fusarium aguaeductum, обитающего в воде, разрастаясь, может вызвать закупорку водопроводных труб.

6.  Acremonium - род грибов, у разновидностей Acremonium обычно медленный рост. Род, Acremonium в настоящее время содержит приблизительно 100 разновидностей, из которых большинство сапрофитных, изолируемый от мертвого материала завода и почвы. Много разновидностей acremonia признаны как болезнетворные микроорганизмы человека и животных, вызывая mycetoma, onychomycosis, и hyalohyphomycosis. Клинические проявления hyalohyphomycosis, вызванного Acremonium, включают артрит, перитонит, пневмонию, и подкожную инфекцию. Обладает выраженной антибактериальной активностью по отношению к грамположительным и грамотрицательным микроорганизмам.

7.  Onychocola canadensis- очень медленно растет, пушистый, белый с желтоватыми или розоватыми пятнами, может быть темно-серый в более ранних культурах. Чувствителен к гидролизу, казеину и тирозину, не ассимилировался ксантиноксидоредуктазами или гипоксантин.

Плесень относится к классу грибов, которых насчитывается свыше 100.000 видов, включая ложномучнистую росу, шляпочные грибы, ржавчинные грибы и дрожжи. Плесень распространяется по воздуху в виде микроскопических спор. Попадая в подходящую среду, спора, при необходимой температуре и уровне влажности, начинает прорастать. Она образует подобные нитям клетки, называемые гифами. Когда гифы

переплетаются между собой, образуется пушистый клубок нитей – мицелий. Это и есть то, что мы называем плесенью. Внешне плесень также может напоминать грязь или пятна, например, когда она образуется на стенах в ванной комнате между плитками кафеля.

Плесень размножается невероятно быстро. В обыкновенной хлебной плесени можно различить маленькие чёрные точки – спорангии, в которых образуются споры. В одном спорангии содержится до 50.000 спор, каждая из которых способна воспроизвести сотни миллионов новых спор всего за несколько дней! А если условия благоприятные, плесень быстро появится на книге, обуви или на упавшем дереве в лесу.

Как плесень «питается»? В отличие от человека и животных, которые сначала проглатывают пищу, а затем переваривают её, у плесени часто всё происходит наоборот. Если органические молекулы слишком велики или их состав очень сложен, плесень выделяет пищеварительные ферменты, которые расщепляют молекулы на более простые, легко усвояемые организмом соединения. Поскольку плесень не может передвигаться в поисках пищи, она должна жить в самой пище. Другими словами плесень не способна производить пищу для себя самостоятельно - так, как это делают зелёные растения, а потому учёные относят её к простейшим грибковым паразитическим растениям.

Плесень способна выделять токсические вещества – микотоксины, которые могут нанести вред организму людей и животных. Действие плесени ощущается, когда её споры проникают через вдыхаемый воздух, через поверхность кожи или проглатываются вместе с пищей. Но у плесени, кроме вредных, есть и полезные свойства.

Полезные свойства плесени:

В 1928 году английский микробиолог Александер Флеминг случайно обнаружил антибактериальное свойство зелёной плесени. Эта плесень, названная Penicillium notatum, способна убивать бактерии, но безвредна для человека и животных. Это открытие положило начало производству пенициллина, который считается «самым действенным средством в современной медицине». В 1945 году Флеминг и его коллеги Хоуард Флори и Эрнст Чейн удостоились за свой труд Нобелевской премии в области медицины. С тех пор плесень стали применять для получения различных лекарственных препаратов, например лекарств от мигрени, для лечения болезни Паркинсона и предотвращения образования тромбов.

Плесень также открыла двери в восхитительный мир вкуса. Взять, к примеру, сыр. Знаете ли вы, что такие сорта сыра, как бри, камамбер, голубой датский сыр, горгонцола, рокфор и стилтон обязаны своим особенным вкусом некоторым видам плесени рода пенициллиум? То же самое можно сказать и о салями, соевом соусе и пиве.

Кроме того, плесень применяется в виноделии. Ягоды винограда, на которых образовалось нужное количество плесени, собирают в определённое время и используют в производстве элитных десертных вин. Плесень ботритис серый, или благородная плесень, повышает концентрацию сахара в виноградных ягодах, благодаря чему вкус вина становится более насыщенным. В винном погребе, где происходит процесс брожения, особая погребная плесень придаёт вину его окончательный вкус. Если перефразировать пословицу венгерских виноделов, можно сказать: «Благородная плесень делает хорошее вино».

Вредные свойства плесени:

Об опасных свойствах некоторых видов плесени известно уже давно. В VI веке до н.э. ассирийцы использовали древний вид биологического оружия – спорынью, с помощью которой они отравляли воду в колодцах своих врагов. В средние века той же самой плесенью, которая иногда появляется на колосьях ржи, вызывало у многих людей зуд, судороги, галлюцинации и гангрену. Эта болезнь, известная как эрготизм, называлась тогда «огонь святого Антония», так как многие, кто от неё страдал, совершали паломничество к гробнице святого Антония во Франции, надеясь на чудесное исцеление. Жители сельской местности, конечно, знают, что такое спорынья или рожки. В колосе ржи, а иногда и других злаков, среди обыкновенных, здоровых зерен попадаются зерна крупные, уродливые, действительно похожие на рожок темно-фиолетового цвета. Грибок, вызывающий эту болезнь, проникает в завязь цветка. Здесь его грибница сильно разрастается, образуя твердый, плотный рожок. Это и есть спорынья. Она ядовита. Семена от нее нужно очищать. Хлеб, испеченный из муки, содержащей значительное количество спорыньи, может вызывать тяжелую болезнь, которую называют «злые корчи», и даже смерть. Название болезни показывает, что яд спорыньи вызывает сильное сокращение мускулов (судороги), спорынью употребляют в медицине, но только по предписанию врача и в очень малых дозах.

Самое сильное канцерогенное (вызывающее рак) вещество, которое выделяет плесень,- афлатоксин. В одной азиатской стране каждый год от действия этого канцерогена погибает 20.000 человек. Это опасное для жизни вещество использовалось в производстве современного биологического оружия.

Однако когда мы сталкиваемся с плесенью в повседневной жизни, это не представляет серьёзной угрозы для здоровья. В одном медицинском издании говорится: «Большинство видов плесени, даже если вы вдыхаете её споры, безвредны» (UC Berkeley Wellness Letter). Обычно от воздействия плесени страдают люди с заболеваниями дыхательных путей, такими, как астма; аллергики и те, кто по роду своей деятельности часто соприкасается с большим количеством плесени, например фермеры. Наиболее уязвимы также маленькие дети и пожилые. По данным Калифорнийского отдела службы здравоохранения США, плесень может вызывать следующие симптомы: хрипы, затрудненное или поверхностное дыхание, одышку; отёк слизистой носовых пазух; раздражение глаз (жжение, слезоточивость, покраснение); сухой отрывистый кашель; першение в горле; сыпь и раздражения на коже. Многие плесневые грибы вырабатывают антибиотики (полезные метаболиты, так называют вещества, нашедшие применение в медицине) и микотоксины (токсины, не нашли полезного применения), угнетающе или токсично действующие на другие живые организмы. Наиболее известны следующие вещества

Микотоксины:

1.  Афлатоксин-смертельно опасный яд, относящийся к классу поликетидов. Производящие токсин грибы — аспергиллы — селятся на зёрнах с высоким содержанием масла, хранящихся в жарком и влажном климате. Из всех биологически производимых ядов, афлатоксины являются самыми сильными гепатоканцерогенами из обнаруженных на сегодняшний день: смерть наступает в течение нескольких суток из-за необратимых поражений печени. Токсичность этих видов была по большей части неизвестна вплоть до 1960-х, когда в Британии неожиданно скончались 100 тысяч индюшек.

2.  Т-2-токсин (известный так же, как «Желтый Дождь») – трихотеценовы микотоксин, продуцируемый плесневым грибом рода фузариум, высоко токсичен для эукариотических организмов. Этот микотоксин, который был использован в качестве биологического оружия, вследствие употребления заплесневевшего зерна или муки возникают отравления человека или сельскохозяйственных животных - алиментарная токсическая алейкия (у человека) или Т-2 токсикоз (у животных). Клинические проявления интоксикации алиментарная токсическая алейкия и множественные симптомы поражения органов при попадании токсического агента на кожу, в лёгкие или в желудок. Название Жёлтый дождь возникло во второй половине 1970-х годов, когда в западных СМИ появилась информация о применении коммунистическими правительствами Лаоса и Камбоджи (а в дальнейшем — находившейся на территории этих стран армией Вьетнама) химического оружия против повстанцев-хмонгов.

Некоторые эксперты высказывали сомнения в достоверности этих сообщений.

Антибиотики:

1.  Пенициллин - бензиловый эфир 6-аминопенициллановой кислоты. Первый антибиотик, то есть антимикробный препарат, полученный на основе продуктов жизнедеятельности микроорганизмов. Он был обнаружен в 1928 году Александром Флемингом в культуре плесневых штамма грибков Penicillium Notatum на основе случайного открытия, что попадание в культуру бактерий плесневого грибка из внешней среды оказывает бактерицидное действие на культуру.

2.  Цефалоспорины-это класс β-лактамных антибиотиков. Были впервые выделены из культур Cephalosporium acremonium в 1948 году итальянским ученым: Giuseppe Brotzu, который заметил, что культуры продуцировали вещества, эффективно уничтожавшие Salmonella typhi, возбудителя тифа, которая имела активный фермент бета-лактамазу (beta-lactamase). Исследователи в университете Оксфорда, выделили цефалоспорин C. Первый антибиотик из группы цефалоспоринов — цефалотин (cephalothin, cefalotin) был получен Элин Лилли в 1964.