Плесневые грибы образуют характерные налёты, или плесень, на поверхности почвы, растительных остатков, различных продуктов питания - хлеба, варёных овощей, фруктов. К плесневым грибам относятся белая плесень мукор (около \(60\) видов) и сизые плесени (\(250\) видов).
Гриб мукор
Если хлеб пролежит несколько дней в тёплом влажном месте, на нём появляется белый пушистый налёт, который через некоторое время темнеет. Это плесневый гриб-сапрофит мукор .
Размножается мукор обрывками грибницы или спорами . На концах нитей грибницы, выходящих на поверхность хлеба, развиваются круглые головки (спорангии ) со спорами . После созревания спор головки лопаются, и споры разносятся ветром. Попав в благоприятные условия, они прорастают и образуют новые грибницы мукора.
Некоторые виды мукора (мукор китайский) используют в азиатских странах в качестве закваски при изготовлении пищи, например, соевого сыра.
Используются мукоровые грибы и для борьбы с насекомыми-вредителями.
Часто мукор вырастает на кормах, пищевых продуктах, вызывая их порчу - плесневение . Иногда мукор вызывает болезни животных и человека.
Гриб пеницилл
На пищевых продуктах и на почве поселяются и другие плесневые грибы. Один из них - пеницилл .
Грибница пеницилла, в отличие от грибницы мукора, состоит из ветвящихся нитей, разделённых перегородками на клетки.
Споры пеницилла расположены не в головках, как у мукора, а на концах некоторых нитей грибницы в мелких кисточках .
Пеницилл оказал человечеству огромную помощь в развитии медицины. В начале \(XX\) в. учёные обнаружили, что болезнетворные бактерии погибают в присутствии зелёной плесени - пеницилла.
С тех пор вырабатываемое из этого гриба лекарство - пенициллин - стало самым важным антибиотиком, применение которого спасло миллионы человеческих жизней. Оно и сейчас помогает успешно бороться со многими инфекционными заболеваниями.
Особое значение одноклеточные и плесневые грибы имеют в почвообразовании , участвуя в минерализации органических веществ и в образовании гумуса. Они могут перерабатывать даже клетчатку (целлюлозную клеточную оболочку) растений. Количество таких грибов в почве огромно, поэтому их роль в природе велика. Они перерабатывают органические вещества, имеющиеся в почве, обеспечивая её плодородие.
Царство грибов - одно из самых необычных и впечатляющих в мире живой природы. Разнообразие этих организмов действительно впечатляет, а их свойства достойны внимательного изучения. С некоторыми их видами люди сталкиваются каждый день, даже не задумываясь о том, что это грибы. Именно на таких разновидностях и стоит остановиться поподробнее.
Какими бывают грибы?
У этого царства есть сложная классификация. Большинство людей под грибами понимает лишь один их вид, основной - шляпочный. К нему относятся как съедобные, так и ядовитые варианты - шампиньоны, трюфели, боровики, лисички, мухоморы, поганки и множество других.
Другим, еще более интересным видом, являются плесневые грибы. Они отличаются микроскопическими размерами, из-за которых плодовые тела и грибницу практически невозможно заметить невооруженным глазом. Но вообще увидеть их совсем не сложно - достаточно оставить во влажном месте кусок хлеба, и уже скоро на нем появится знакомый всем пушистый налет. Это и есть плесневые грибы, а именно - сапрофиты, несъедобный вид, часто распространяющийся по фруктам, овощам, почве и стенам сырых темных помещений.
Третий вид - дрожжи. Они известны человеку с давних пор и распространены так же, как и плесневые грибы. Например, именно им люди обязаны существованием хлеба, пива, вина и кваса. Плесневые грибы и дрожжи одинаково хорошо размножаются в повседневной для человека среде, но, в отличие от первых, предпочитающих сырость и полумрак, вторые нуждаются в сахаре. Но есть и общее - дрожжи также невозможно рассмотреть в деталях без микроскопа. На сегодняшний день человеку известно 1500 их разновидностей.
Дрожжевые грибы
Такой вид отличается от всех прочих тем, что утратил классическую для царства мицелиальную структуру. Дрожжи живут в жидкой или полужидкой среде, наполненной органическими веществами. Они существуют в виде делящихся или почкующихся клеток. Такое строение позволяет им иметь максимально высокую скорость обмена веществ, поэтому они могут быстро расти и размножаться. Несмотря на то что плесневые грибы и дрожжи кажутся схожими из-за своих микроскопических размеров, у первых все же есть мицелий и все характерные особенности, в то время как последние составляют одну клетку. Интересна история происхождения названия такой разновидности. Слово «дрожжи» связано с дрожью, которую можно заметить на забродившем сусле или поднимающемся тесте.
Особенности плесневых грибов
Данная разновидность сохраняет большинство свойств шляпковых видов. При этом они отличаются микроскопическими размерами. Плесневые грибы образуют тончайший разветвленный мицелий, от которого не отделяются крупные плодовые тела. Они были первыми обитателями планеты Земля, на которой появились более двухсот миллионов лет назад. Мицелий плесневого гриба развивается практически во всех условиях в природе, независимо от наличия пищи и особенностей среды обитания. Громадные колонии моментально возникают при наличии влажности и достаточно высокой температуры.
Виды плесневых грибов очень многочисленны, но у них есть общие черты - основой служит мицелий, а тонкие ветвящиеся нити размещаются прямо внутри пораженной поверхности. В отличие от дрожжей, они размножаются половым или вегетативным путем. Клетка плесневого гриба не составляет всего его тело. Впрочем, это не мешает им распространяться с огромной скоростью.
Самые известные плесневые грибы
Некоторые из представителей царства важнее для человечества, чем другие. Это плесневые грибы пеницилл, представляющие собой зеленые пятна, разрастающиеся на растительных субстратах и обычных пищевых продуктах. Из них продуцируется антибиотик под названием пенициллин, который был первым в мире антибактериальным препаратом. Его изобретение изменило мир медицины. И плесневые грибы, и бактерии могут приносить вред человеческому здоровью. Но разновидность под названием пеницилл может спасать жизни, чем и заслужила свою широчайшую известность.
Класс фикомицетов
Одним из самых распространенных видов являются Phycomycetes, или плесневые грибы мукор. В данном семействе насчитывается более трехсот разновидностей. Самыми распространенными являются три: Mucor, Thamnidium и Rhizopus. Строение плесневых грибов мукор отличается тем, что их мицелий часто состоит из одной разветвленной клетки. От нее отходят воздушные шарообразные гифы, наполненные множеством спор. Распространение мукоровых происходит легко и быстро на многих видах субстрата, за исключением молочных продуктов, и прекращается лишь при температурах, которые ниже -8 градусов по Цепьсию.
Класс аскомицетов
Именно к этому семейству относятся грибы пеницилл, а также некоторые другие, к примеру, рода Aspergillus. Иначе этот класс называют сумчатыми. В то время как плесневые грибы мукор образуют примитивный одноклеточный мицелий, аскомицеты отличаются более сложной структурой, которая быстро образует отдельные друг от друга колонии, разрастающиеся по субстрату. На ней моментально формируются споры, которым плесень и обязана своим пушистым видом серовато-зеленого цвета. При изучении в микроскоп причины названия становятся очевидны - строение плесневых грибов включает длинные цепочки конидий, содержащих споры, которые и образуют кисточку или сумку. Идеальными условиями для развития являются сырость и плохая вентиляция при температуре, близкой к 0 градусов по Цельсию.
Отличие Aspergillus от Penicillum
Находящиеся в одном семействе, эти плесневые грибы похожи по внешнему виду. У них бесцветный мицелий с цветными конидиями шаровидной формы, как правило, они отличаются серовато-синим или серо-зеленым оттенком, реже с желтым подтоном. Тем не менее, роль плесневых грибов aspergillus заметно отличается. В то время как пенициллин служит важным компонентом лекарственных средств, в родственном пеницилловым виде содержатся вещества, вызывающие порчу молочных или мясных продуктов.
Несовершенные грибы
Этот класс изучен не столь широко, как описанные выше. Несовершенные виды плесневых грибов размножаются отличным от полового способом, неизвестным в деталях. Их отличает септированный мицелий с гроздевидными спорами темной окраски. Из-за этого поражение такими грибами образует черные бархатистые пятна. Подобная плесень хорошо развивается при низких температурах и отличается большой зоной поражения - при появлении на мясе она проникает глубоко в мышечную ткань. Именно эти грибы могут приводить к внутреннему плесневению, портят масло, сыр, яичные продукты.
Молочная плесень
Грибы разновидности Oidium lactis напоминают своим строением дрожжевые. У них белый септированный мицелий с отделенными спорами в виде одиночных клеток. Питание плесневых грибов этого вида включает разнообразные молочные продукты. Их появление проявляется в виде пушистого налета белого цвета, который может покрывать поверхность сметаны, простокваши или творога. Плесень снижает их кислотность, отчего продукт портится. Некоторые ученые относят их к дрожжам в силу простоты клеточных цепочек и войлокообразного мицелия.
Плесень, которая размножается в холодильнике
Поражать продукты, которые хранятся при достаточно низкой температуре, могут несколько разновидностей грибов. В первую очередь это Botrytis, отличающийся стелющимся мицелием войлокообразного вида, с бесцветными конидиями, появляющимися пучками. К плесневым грибам относят также те, что отличаются коричневыми или оливковыми конидиеносцами. Подобный вид развивается в холодильнике при температуре ниже 5 градусов по Цельсию и поражает разнообразные продукты. Другим опасным для еды видом является Alternaria. К ним относят грибы с грушевидными или заостренными конидиями бурого или оливкового цвета. Такая плесень может поражать не только охлажденное, но и замороженное мясо, а также масло и другие продукты питания.
Класс Фома
Эти плесневые грибы отличаются от всех прочих оригинальным строением. Они не образуют наружного мицелия и чаще всего развиваются внутри субстрата, проходящего процесс гниения. Для размножения плесневые грибы Phoma используют короткие конидиеносцы с переплетенными гифами, окружающими их, как оболочку.
Как плесень воздействует на человеческий организм?
Далеко не все виды грибов так полезны для человечества, как пеницилловые. Чаще дело обстоит совсем наоборот, и появление плесени является недобрым знаком. Прежде всего, ее споры очень негативно воздействуют на слизистые оболочки организма, вызывая иммунные реакции. Это один из самых сильных аллергенов, и у людей с определенными проблемами в этой области гарантировано будет дискомфорт при малейшем контакте с плесенью. И дело не только в кратковременной реакции - со временем все может закончиться серьезными заболеваниями. В домах, пораженных плесневыми грибами, заболевают астмой восемь из десяти жильцов. Цифра весьма впечатляющая. И это далеко не все возможные проблемы.
Если возникла такая проблема, необходимо как можно скорее задуматься о способах уничтожения грибов. Для этого следует воспользоваться специальным антисептиком, который можно приобрести в магазине стройматериалов. Работать с ним необходимо максимально осторожно, изучив инструкцию по применению. Кроме того, перед началом борьбы с плесенью стоит осмотреть, насколько глубоко поражена поверхность. Иногда зараженный предмет лучше выкинуть. Если же поражение не так уж масштабно, можно приступать к действиям. В первую очередь обратите внимание на антисептическую грунтовку. Она не только уничтожит плесень, но и предотвратит ее повторное появление. Использовать такое средство достаточно просто, чаще всего не нужно даже разбавлять водой. Рекомендуется только очистить поверхность перед обработкой.
Если возможности или желания искать специальное средство нет, стоит обратиться к домашним способам. Например, отличным вариантом может оказаться отбеливатель. Содержащийся в нем гипохлорит натрия убивает не только плесень, но и ее споры. Отбеливатель идеально подойдет для случаев, когда нужно очистить плитку в ванной, пол или стекло. Но для других предметов он может быть опасен - многие вещи теряют цвет или портятся от такой обработки. К тому же, отбеливатель достаточно токсичен, поэтому использовать его стоит только в помещении, которое хорошо проветривается, вооружившись защитными резиновыми перчатками.
Менее опасен в таких случаях уксус. Он не настолько токсичен, поэтому его можно использовать без опасений. Использовать уксус стоит с помощью распылителя или смачивая в нем тряпку и протирая пораженную плесенью поверхность.
Тем, у кого в арсенале не найдется такого средства, подойдет перекись водорода. Ее можно купить в любой аптеке, она не опасна для здоровья и не отличается едким запахом. С помощью перекиси можно справиться с плесенью на самых разных поверхностях, но необходимо учитывать ее отбеливающий эффект, который может быть опасен для тканей или красок.
Для твердых поверхностей вроде плитки и стекла также подойдет нашатырный спирт. Достаточно в равных пропорциях смешать его с водой и распылить смесь по всей зараженной области, а через несколько часов промыть ее водой.
Самым безопасным средством станет пищевая сода. Она не навредит ни членам семьи, ни домашним животным. Для борьбы с плесенью чайная ложка соды растворяется в стакане воды, после чего смесью можно опрыскивать пораженные поверхности. Смывать раствор необязательно - он будет профилактическим средством.
На земле насчитывается невероятно большое количество представителей этого огромного семейства, включающего более ста тысяч видов. Грибы очень сильно отличаются друг от друга: по внешнему виду, среде обитания, есть и съедобные, опасные и полезные. Но объединяет их то, что у всех грибов есть грибница и мицелий. И, как известно, плесень также является грибом. В данной статье речь пойдет о таком грибе, как мукор. Нам он больше известен под названием белая плесень. И каждый из нас наверняка не раз встречался с ней, возможно, даже на своей кухне. Гриб мукор обитает в верхних слоях почвы, а также на органических продуктах. Также он любит темные, влажные и теплые места. Если на кухне оставить небольшой кусочек хлеба, то через некоторое время на нем образуется пушистый белый налет, который со временем сереет - это и есть тот самый гриб мукор. Если внимательно присмотреться, то можно разглядеть его строение. Но хорошо рассмотреть части гриба мукора удастся только под микроскопом.
Размножение и питание
Размножается гриб мукор двумя способами: бесполым и половым. Первый способ более сложный, так как процесс созревания мицелия в спорангиях более длительный. Оболочка спорангий называется каллозой. Она очень устойчива к внешней агрессивной среде. Но под действием атмосферной влаги разрушается, выпуская на свет миллиарды спор. Последние имеют настолько маленькие размеры, что могут проникнуть куда угодно. Они всегда присутствуют в воздухе. Потому при благоприятных условиях плесень появляется всюду. При нити мицелия соединяются, образуя при этом зиготу. Так появляется новый гриб. Мукор - гриб-сапрофит, то есть он питается готовыми органическими веществами. Его еще называют грибом-мусорщиком, так как после него не остается органических отходов. Иногда такие грибы появляются на еще живом, но уже больном организме, после гибели которого останки будут полностью переработаны.
Опасность гриба мукор
Применение в медицине и пищевой промышленности
Определенные виды этого гриба, наоборот, очень полезны для человека. Так, из него готовят некоторые антибиотики (рамицин). Еще этот гриб используют в пищевой промышленности в качестве закваски (китайские дрожжи). С помощью него делают «темпе», «соевый сыр», производят картофельный спирт.
Как предотвратить заражение продуктов плесенью
Конечно же, необходимо следить за тем, чтобы продукты питания не подвергались заражению плесневыми грибами. Помимо того что это опасно, еще и экономически накладно. Для этого не оставляйте рядом с хорошими продуктами остатки еды. Следите за уровнем влажности в помещении. Уезжая надолго, не оставляйте продукты питания. И если на продукте, на первый взгляд еще пригодном для употребления, появилась плесень, кушать его уже нельзя.
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:
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.
