Влияние растений животных грибов. Влияние плесневых грибов на развитие растений

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Пищевые продукты - очень хорошая питательная среда для развития плесневых грибов. При этом рост грибов отражается на качестве продукта, на здоровье потребляющего его человека, что может привести к заражению и отравлению.

Будет ли портиться продукт и как быстро это произойдёт, зависит от разных факторов. Внутренние, свойственные тому или иному виду продукта, факторы включают кислотность, влажность, структуру, доступность питательных веществ и возможное присутствие природных антимикробных агентов. Из внешних факторов наиболее важные - температура, относительная влажность воздуха, присутствие газов (диоксида углерода, кислорода).

Такие продукты, как хлеб, варенье, некоторые фрукты, в первую очередь поражаются грибами. Низкая кислотность продукта вызывает развитие дрожжей и плесеней (1).

Антимикробные агенты - фитонциды (от греч. phyton - растение и лат. caedo - убиваю), образуемые растениями биологически активные вещества, убивающие или подавляющие рост и развитие других организмов (2).

Цель исследования: выяснить какое влияние оказывают фитонциды пряных растений на рост и развитие плесневых грибов.

Изучить литературу по данной теме;

Заложить опыт по выращиванию плесени и пронаблюдать, как влияют пряные растения на активность грибов;

Сделать выводы по результатам исследования.

Объект исследования - плесневые грибы, предмет исследования - влияние фитонцидов пряных растений на активность плесени.

Актуальность исследования заключается в том, чтобы расширить список средств борьбы с плесневыми грибами в домашних условиях и использовать для этого растения, которые выращиваем на приусадебных участках.

Гипотеза: предполагаю, что разные виды пряных растений неодинаково влияют на рост и развитие плесени.

Методы исследования:

Эксперимент по выращиванию хлебной плесени: взяла 5 кусочков ржаного хлеба, сбрызнула их небольшим количеством воды и поместила по одному кусочку хлеба в отдельный пронумерованный пластиковый контейнер на влажную салфетку;

Заложенный опыт разместила на окне над батареей;

Когда заготовленные кусочки хлеба покрылись плесенью, взяла пряные растения (укроп, петрушку, лук, чеснок, хрен), измельчила их (по отдельности) в однородную «кашицу», этой смесью обработала ещё 5 кусочков хлеба и поместила по одному в каждый контейнер, где уже находится хлеб с плесенью;

Наблюдаемые результаты записывались в дневник наблюдений;

Важные этапы эксперимента фотографировались;

Статистическая обработка полученных результатов.

В проведении исследования мне оказывала методическую помощь и моральную поддержку моя мама, Сапронова Светлана Анатольевна, за что я ей очень благодарна.

I. Обзор литературы

1.1. Многообразие плесневых грибов, портящих продукты

Плесневые грибы, микроскопические грибы, образующие характерные налёты (плесени) на поверхности органических субстратов (пищевые продукты). Принадлежат к различным систематическим группам: зигомицетам (мукор), несовершенным грибам (аспергилл, пеницилл, триходерма).

Для плесневых грибов характерен обильно развивающийся воздушный мицелий. Грибы вызывают порчу продуктов. Широко распространены в почве, разрушают органические остатки и участвуют в их минерализации.

Мукор (mucor) , род грибов порядка мукоровых (mucorales) класса зигомицетов.На вершине одиночных бесцветных спорангиеносцев (длиной до 10 см) развивается по одному спорангию (диаметром до 180 мкм).Оболочка зрелого спорангия, состоящая из каллозы, легко растворяется при наличии влаги, освобождая несколько тысяч многоядерных неподвижных спорангиоспор. При половом процессе две ветви одного (у гомоталлических видов) или разных (у гетероталлических видов - большинство грибов) мицилиев сливаются,образуя диплоидную зиготу, которая прорастает короткой ростковой гифой с зародышевым спорангием. Образовавшиеся после редукционного деления ядер спорангиоспоры дают начало новому поколению.Около 60 видов. Развиваются на органических остатках растительного происхождения,продуктах питания. Аксомицеты (ascomycetus) , сумчатые грибы.Таллом представлен хорошо развитым многоклеточным мицелием, у некоторых в виде одиночных почкующихся или делящихся клеток. Размножение половое (сумчатая стадия) , бесполое (конидии) и вегетативное. В результате полового процесса, различно протекающего у разных аскомицетов, возникают аски, или сумки. Класс аскомицеты делят на три подкласса: голосумчатые грибы

(аски образуются непосредственно на мицелии) , эуаскомицеты (аски в плодовых телах -клейстотециях,перитециях,апотециях) и локулоаскомицеты (аски образуются на аскостромах в специальных углублениях - локулах). Большинство сапротрофы, обитающие в почве, на субстратах органического происхождения, на пищевых продуктах.

Аспергилл (aspergillus) , род несовершенных грибов класса гифомицетов. В цикле развития преобладает конидиальная стадия. Сапротрофы распространены. Многие аспергиллы образуют плесени(зелёные, чёрные) на пищевых продуктах.

Материал данной главы раскрывает биологические особенности плесневых грибов и показывает их разнообразие. Это необходимо для правильного понимания объекта исследования.

1.2 Пряные растения

Пряными называют растения, в органах которых (в листьях, корнях, плодах, корневищах) содержатся ароматические или островкусовые вещества. Их полезные свойства определяются сложным химическим составом, в котором много органических кислот, эфирных масел, фитонцидов, гликозидов, витаминов и других биологически активных веществ.

В настоящее время известно более 200 видов пряных растений. В качестве пряностей используют корни (хрен), корневища (аир), луковицы (чеснок, лук), нераскрывшиеся цветочные почки (гвоздика), внутреннюю кору вечнозелёного растения(шафран), всю зелёную массу(укроп, приложение 1, фото 1), эстрагон, листья (лавр), плоды (красный перец), высушенные семена (горчица).

Пряные растения средней полосы России - это ароматические травы: анис, тмин, сельдерей, кориандр, петрушка (приложение 1, фото 5) , пастернак, мелисса, базилик, майоран, мята, тимьян, горчица, эстрагон.

Местные пряные травы занимают важное место в кладовой природы и очень полезны для здоровья. Большинство из них - фитонцидные растения, то есть растения, убивающие не только бактерии, но и грибки, и простейшие микроорганизмы животного происхождения. Это прежде всего лук (приложение 1, фото 2), чеснок (приложение 1, фото 3), хрен (приложение 1, фото 4).

Эта глава даёт понятие «пряные растения», показывает какие части растений использует человек, это необходимо для раскрытия предмета исследования.

Приложение 1

Укроп (anethum) , род однолетних (реже двулетних) трав семейства зонтичных. Молодые растения в фазе розетки употребляются в какчестве ароматической приправы. Взрослые растения в фазе образования семян используют как основной вид специи при засолке и мариновании овощей и в кондитерской промышленности.

В листьях и семенах укропа содержится эфирное масло, в составе которого имеются производные терпенов (карвон, лимонен), придающие пище своеобразный стойкий аромат. В свежей зелени укропа содержится много витамина С, каротина, витаминов В1, В2, РР, также соли кальция, фосфора, железа.

Лук (allium) , род двулетних и многолетних травянистых растений семейства луковых. Листья плоские или дудчатые. Цветки мелкие, звёздчатые или колокольчатые в шаровидных соцветиях. Плод - коробочка.

В начале роста в пищу употребляют листья лука, затем используют молодые луковички (головки), позднее - зрелые луковицы. Лук ценится за высокое содержание сухого вещества (10-20%) , в том числе сахаров - 7-10%, белка 2-3%, значительное количество разнообразных минеральных солей, витаминов и эфирных масел, обладающих бактерицидными свойствами. Эфирные масла придают луку острый вкус, своеобразный запах.

Чеснок (Allium sativum) , многолетнее растение рода лук. Родина - Южная Азия. Сорта различаются окраской, числом (2-50) и величиной мелких луковиц, то есть зубков. Размножается подземными и воздушными луковицами.

Ценное пищевое растение. В культуре известен за несколько тысячелетий до н.э., возделывался в Древнем Египте, Древней Греции, Древнем Риме.

Хрен (Armoracia) , род многолетних травянистых растений семейства крестоцветных. Листья крупные. Плод - выпуклый стручок. Возделывается ради длинных толстых корневищ. Размножается вегетативно - посредством образования на корневищах придаточных почек.

Хрен выделяет много фитонцидов и обладает сильным антимикробным действием.

Петрушка (Petroselinum) , род однолетних и двулетних трав семейства зонтичных. Перекрёстно-опыляемое растение. Существует в двух разновидностях - корневая и листовая. Стебель высотой 50 - 100 см, листья дважды и трижды рассечённые, зеленовато - жёлтые, цветки мелкие. Плоды мелкие, серовато - зелёные, двусемянки, горьковатые на вкус. Древняя культура Средиземноморья.

Ценность её для здоровья человека связана с высоким содержанием каротина и витамина С, а также минеральных веществ. По содержанию калия петрушка стоит на первом месте среди всех пряностей.

Практическая часть

2.1. Результаты наблюдения за развитием плесневых грибов

За 4 дня до закладки основного эксперимента, в пять пластиковых контейнеров была положена влажная салфетка. На неё в каждый контейнер разместила 5 кусочков ржаного хлеба и сбрызнула всё водой, закрыла контейнеры крышкой и поставила их на окно над радиатором отопления. На второй день на хлебе стала появляться плесень зеленовато - белого цвета. Прошло ещё 2 дня, все куски хлеба были покрыты плесенью.

Следующим этапом исследования стало: взяла ещё 5 кусочков хлеба, на которые нанесла тонкий слой «кашицы», приготовленной из измельчённых растений - чеснока, укропа, петрушки, лука, хрена. В последующие дни вела наблюдения и результаты фиксировала в дневнике наблюдений (таблица №1).

Таблица 1

Результаты наблюдения

Выводы:

Все образцы растений, взятые для эксперимента, способны замедлять развитие плесени;

Наиболее слабыми фитонцидными свойствами обладает петрушка - раньше всех на обработанном хлебе появилась плесень и развивалась до полного покрытия поверхности всего 3 дня (приложение 2, график 1);

Наиболее сильными бактерицидными свойствами обладает хрен, так как плесень появилась только на 5 день и развитие её шло в течение 10 дней (приложение 2, график 1);

Укроп не смог долго сдерживать развитие плесени, развитие продолжалось 4 дня;- чеснок и лук обладают достаточно сильными фитонцидными свойствами, так как плесень появилась на 3 и 4 день небольшими очагами, развитие её шло медленно (от 6 до 9 дней)(приложение 2, график2).

Цикл развития плесневых грибов на хлебе, обработанном петрушкой и хреном

Цикл развития плесневых грибов на хлебе, обработанном чесноком и луком

Заключение

Выполненная работа показала, что фитонциды, находящиеся в пряных растениях, оказывают своё действие на развитие плесневых грибов. Защитная роль фитонцидов проявляется не только в сдерживании скорости развития грибов, но и в подавлении их размножения. Плесневые грибы, развивающиеся в проведённом эксперименте на хлебе, по способам питания относятся к сапротрофам. Это гетеротрофные организмы, использующие для питания органические соединения отмерших организмов. Такая биологическая особенность плесеней представляет опасность для продуктов,которые человек закладывает на хранение.

В ходе проведённого исследования,были изучены пряные растения, которые являются распространёнными в средней полосе России и в Лебедяни.

Обработав полученные результаты опытов, я пришла к выводам:

Растения, обработанные для исследования, способны замедлять рост плесени;

Наиболее слабыми фитонцидными свойствами обладает петрушка, для полного покрытия поверхности куска хлеба потребовалось 3 дня;

Наиболее сильным бактерицидным свойством обладает хрен, так как плесень появилась только на пятый день и развитие её шло в течение 10 дней;

Укроп не смог долго сдерживать развитие плесени, до полного покрытия поверхности куска хлеба потребовалось 4 дня;

Чеснок и лук обладают достаточно сильными фитонцидными свойствами, так как плесень появилась только на 3 и 4 день небольшими очагами, развитие её шло медленно (от 6 до 9 дней).

Исходя, из проведённых исследований, были даны рекомендации по использованию пряных растений для борьбы и сдерживанию роста и развития плесневых грибов в домашних условиях:

Для предупреждения появления плесневых грибов в холодильнике можно равномерно между продуктами (закрытыми герметично) разложить несколько зубчиков чеснока или разрезанную на две части головку лука;

В хлебницу положить 2-3 зубчика чеснока, чтобы избежать быстрой порчи хлеба;

Хрен выделяет много фитонцидов и обладает антимикробным действием, поэтому хрен иногда применяют для предотвращения порчи продуктов при хранении, пересыпая их измельчённой массой корней (5).

Если пряные растения выделяют фитонциды и обладают антимикробным действием,то их можно применять для профилактики заболеваний, передающихся воздушно-капельным путём (как например, ОРВ,грипп …), для этого в рацион питания в период эпидемий больше включать пряных растений. В помещениях раскладывать свежие очищенные зубчики чеснока, разрезанные головки лука,измельчённые корни хрена и по мере необходимости их менять.

Выдвинутая гипотеза: разные виды пряных растений неодинаково влияют на рост и развитие плесени, оказалась верна.

Приложение 2

Фото 1

19.01.2017

Начало эксперимента

Фото 2

20.01.2017

Все кусочки хлеба покрылись плесенью

Фото 3

20.01.2017

Закладка кусочков хлеба, смазанных кашицей из пряных растений

Фото 4

Фото 5

Литература

1. Айзенман Б.Е., Смирнов В.В., Бондаренко А.С.Фитонциды и антибиотики высших растений. К. : 1984.

2. Биологический энциклопедический словарь / Гл. ред. М.С. Гиляров; Редкол. : А.А. Баев, Г.Г. Винберг, Г.А. Заварзин и др. - 2-е изд., исправ. - М.: Сов. Энциклопедия, 1989 . - 864 с.

3. Нетрусов А.И., Микробиология: учебник для студ. Высш. Учеб. Заведений / - Котова И.Б. М, : Издательский центр «Академия», 2006. - 252 с.

4. Никиточкина Т.Д. Из истории пряных растений. 2 -е изд., М. : «Изобразительное искусство», 1986.

5. Шуин К.А. 70 видов овощей на огороде. Мн. : Ураджай, 1978. - 159 с.

Влияние внешних условий на развитие грибов

Для развития грибов присутствия подходящего субстрата - опавших листьев, живых растений и др. недостаточно, необходимо также определенное сочетание условий среды - температуры, влажности, освещения и др. При этом часто для роста мицелия и образования спороношений нужны разные условия. Известно, что переход от вегетативного роста к образованию спор часто связан у грибов с изменением условий питания и происходит после истощения ими среды. При росте на богатых органическими веществами средах, например пивном сусле, многие микроскопические грибы (альтер-нарии, пенициллы и др.) пышно растут, но плохо спороносят и, наоборот, на средах бедных органикой образуют обильные спороношения.

Для роста мицелия многих шляпочных грибов нужна более высокая температура, чем для образования их плодовых тел. Так, у культивируемого шампиньона мицелий лучше растет при температуре 20 - 2 5°С, а плодовые тела образуются при 15-18°С.

Грибы способны развиваться в широких пределах температуры. Рост многих из них начинается при 0-5°С и прекращается только при повышении температуры до 3 5-40°С, но наиболее благоприятны для них 20 - 30°С. Большинство наших распространенных шляпочных грибов плодоносит при 15-22° С. Есть, однако, грибы, которые лучше развиваются при более низких и при более высоких температурах. У первых из них, называемых психрофилами, развитие происходит обычно ранней весной или поздней осенью, а часто продолжается и всю зиму. Так, плодовые тела сморчков и строчков образуются ранней весной, при низких температурах, а у саркосомы и саркосци-фы - часто на проталинах, рядом с еще не растаявшим снегом. После осенних заморозков еще продолжают плодоносить некоторые шляпочные грибы; вешенку, фиолетовую рядовку, зимний гриб, некоторые гигрофорусы можно встретить до глубокой осени.

У перечисленных видов психрофилия проявляется на стадии плодоношения, а их мицелий прекрасно растет и при температуре около 20°С. Известны грибы, весь цикл развития которых может происхо дить при низких температурах, не пргиы шающих 5-10°С. В северных районах воз делывания озимых на них часто распространяется снежная плесень, вызывающая выпревание растений и образование на посевах характерных плешин. Возбудитель этой болезни - фузариум снежный - часто заражает растения еще с осени и развивается даже под снегом, если он выпал на незамерзшую почву. Ранней весной сразу после таяния снега можно наблюдать массовое образование на больных растениях рыхлого паутинистого мицелия со спорами.

При низких температурах способен развиваться и возбудитель так называемого снежного шютте - болезни сеянцев сосен, вызывающей часто гибель в питомниках до 60% растений. Заражение хвои этим грибом и его развитие происходят только зимой, под снежным покровом, где температура не опускается ниже -5°С. Ветви или целые сеянцы, находящиеся под снегом, при массовом развитии гриба погибают, поэтому болезнь особенно вредоносна в тех районах, где за зиму образуется мощный снежный покров.

Термофильные (теплолюбивые) грибы, часто встречающиеся в саморазогревающихся субстратах - компосте, гниющем сене и т. п., наоборот, требуют для своего развития высоких температур, от 30- 35 до 55°С и даже выше. Споры грибов могут нередко выдерживать действие очень высоких (более 90°С) и очень низких (менее - 200°С) температур, не теряя способности к прорастанию. Есть экспериментальные данные, подтверждающие, что часть клеток дрожжей не погибает при температуре более 80°С, а мицелий некоторых мукоров - при охлаждении его до -110°С. На способности грибов сохранять жизнеспособность при низких температурах основано хранение их спор и мицелия в жидком азоте, при - 196°С, широко используемое в коллекциях культур.

Большинство грибов требует для своего развития достаточно высокой влажности воздуха и субстрата. Так, многие макро-мицеты, в том числе шляпочные грибы и трутовики, хорошо развиваются и плодоносят при влажности выше 60% и особенно при 80-85%. При более высокой влажности субстрата (до 95-100%) их рост часто задерживается, так как в этих условиях возникает недостаток кислорода, необходимого для развития. Например, у древоразрушающих грибов при полном насыщении древесины водой мицелий не проникает внутрь ее, а стелется по ее поверхности и развит слабо. Почвы, насыщенные водой, например заболоченные,

Содержат лишь следы свободног о кислорода. В таких почвах можно обнаружить лишь немногочисленные грибы, приспособленные к обитанию при недостатке кислорода, - эмерицеллопсисы, некоторые фузариумы и др. Особенно неблагоприятна высокая влажность в сочетании с низкой температурой для плодоношения многих шляпочных грибов. В холодное, дождливое лето бывают такие же небольшие урожаи грибов, как и в сухое.

Для роста и образования плодоношений не всем грибам нужна высокая влажность. Не нуждаются в ней виды грибов, растущие в степях, пустынях и полупустынях, например некоторые гастеромицеты - баттарея, тулостома, феллориния и др. В процессе эволюции у таких грибов возникли специальные приспособления к условиям низкой влажности: толстый перидий плодовых тел, часто имеющий студенистый слой, мицелиальные тяжи и ризоморфы, способные проникать в глубокие слои почвы, а также песчаные чехлы вокруг них, сцементированные выделениями мицелия и образующие капилляры, по которым к мицелию поступает вода.

Мучнисторосяные грибы также предпочитают условия относительно невысокой влажности и особенно многочисленными бывают в годы с теплым и сухим летом. К обитанию в засушивых районах - в Средней Азии, степном Крыму, а также в южных районах Северной Америки и т. п. приспособились виды левейюла. Мицелий у них в отличие от других грибов этой группы развивается внутри тканей растений, а на поверхность через устьица выходят гифы, образующие конидиеносцы с конидиями. При массовом развитии в стадии конидиального спороношения эти грибы часто придают характерный вид пейзажу - пораженные растения выглядят как бы запыленными.

При крайне низкой влажности воздуха могут расти и некоторые аспергиллы. Ползучий эуроциум, например, встречается в хранилищах при влажности воздуха около 13 -15%, где вызывает плесневение зерна и других продуктов.

Мицелий грибов, распространяющийся в толще субстрата, прекрасно растет при отсутствии света. Солнечный свет даже подавляет у некоторых видов его развитие, или их мицелий обладает отрицательным фототропизмом (ростом в направлении от источника света). Отрицательный фототропизм вместе с явлением хемотропизма (роста в направлении увеличения концентрации определенных веществ) и гидротропизма обеспечивает рост мицелия внутри субстрата и его более полное использование.

Спороношения некоторых грибов, например плодовые тела шампиньонов, могут развиваться в условиях полной темноты. Известны случаи, когда они росли под асфальтом или бетонным полом и разрывали их, выходя на поверхность. Однако у большинства грибов нормальное спороношение происходит только при освещении. Сейчас установлено, что лучи определенных частей солнечного спектра - ультрафиолетовые и коротковолновые синие - индуцируют образование спор у грибов, например у альтернарий, фузариумов и др. Обнаружены у грибов и некоторые пигменты-фоторецепторы (воспринимающие свет). У многих шляпочных грибов и трутовиков, развивающихся в темноте или при недостатке света, плодовые тела часто имеют уродливую форму, у них отсутствует дифференциация на шляпку и ножку и не образуются споры.

Солнечный свет, особенно ультрафиолетовые лучи, в больших дозах подавляет развитие грибов, даже убивает их. Это явление получило название светового повреждения или световой гибели. Поэтому у грибов, подверженных в условиях их местообитания (в горах, пустынях, на поверхности растений и т. д.) сильной инсоляции, возникли приспособления для защиты от нее. В клеточных стенках этих грибов содержатся темные пигменты - меланины, поглощающие свет и защищающие от его действия клеточные структуры. Защитные функции выполняют и красные или оранжевые пигменты из группы каротиноидов, образуемые многими грибами.

Очень важное значение для развития организмов имеет активная кислотность среды (рН), величина которой характеризует концентрацию в среде ионов водорода; от ее значения зависит жизнь грибов - поступление в клетку питательных веществ, активность ферментов, спорообразование, синтез пигментов и антибиотиков и др.

Большинство грибов предпочитает для своего развития субстраты, имеющие кислую реакцию, - растительные остатки и ткани растений, кислые почвы и др. Меньше грибов на животных остатках и других субстратах, имеющих щелочную реакцию. На них в массе развиваются бактерии и актиномицеты, которые, наоборот, не растут при кислой реакции среды.
Изучение грибов в чистой культуре показывает, что оптимальна для них кислая среда, однако предельные значения кислотности для разных грибов различны. Некоторые виды пенициллов и аспергиллов, например, могут развиваться в очень широких пределах кислотности - от сильнокислой до щелочной среды (рН от 1,5-2 до 11). Кроме того, начиная свой рост в щелочных условиях, грибы могут активно изменять реакцию среды в кислую стороны за счет образования углекислого газа и органических кислот. Поэтому предпочтение грибами кислых субстратов связано не только с более подходящей для их роста реакцией среды, но и, вероятно, в большей мере с отсутствием или слабым развитием в таких субстратах их основных конкурентов - бактерий и актиномицетов.

На любых естественных субстратах, будь то почвы, растительные остатки, поверхность растений и т. п., грибы не развиваются в чистой культуре, а встречаются в очень сложных группировках или сообществах, в состав которых входят другие микроорганизмы (бактерии, актиномицеты), а также микроскопические животные - амебы и другие простейшие, нематоды, насекомые и др., вступают также во взаимодействие с растениями и животными. В таких группировках существуют очень сложные взаимодействия между входящими в их состав организмами: от отрицательных, подавляющих развитие организмов - конкуренции за источники питания" или воду, выделения продуктов обмена, подавляющих рост других организмов (антибиоз), до положительных, благоприятных для организмов - образования одними организмами веществ, используемых в пищу другими организмами (метабиоз), или симбиотиче-ских отношений. Некоторые грибы, обладающие вследствие медленного роста или по другим причинам слабой конкурентной способностью, часто развиваются в таких условиях и на таких субстратах, где конкурентные организмы отсутствуют. Таковы, например, многочисленные кар-бофильные грибы, растущие на гарях и кострищах. Их можно встретить на свежих кострищах уже через 10-12 дней. Первыми на них развиваются красно-оранжевые корочки сливающихся апотециев пиронемы, позднее появляются геопиксисы и некоторые пецицы, сморчки, а затем специфические шляпочные грибы (чешуйчатка огнелюбивая и др.) и печеночные мхи.

Резко нарушается развитие грибов, особенно шляпочных, и в лесах, где пасут скот, или подверженных сильной рекреационной нагрузке, которая особенно сильна в лесах лесопарковых зон крупных городов. При сильном вытаптывании уплотняется почва, изменяется травяной покров, а вслед за этим и состав грибов. Кроме того, много мицелия уничтожается при варварском сборе грибов, когда грибники буквально разворачивают лесную подстилку в поисках совсем крошечных, еще не вышедших на поверхность плодовых тел. От рук отдыхающих немало гибнет и несъедобных грибов - сбитых или раздавленных мухоморов и других поганок. Такому «грибнику» и невдомек, что ненужные ему грибы - необходимые компоненты сложного сообщества, каким является лес, участвующие в минерализации опада, образующие микоризу с деревьями, служащие пищей для многочисленных животных.

Предпринимались попытки повысить урожай грибов путем внесения в лесную почву удобрений. Экспериментами, проведенными в березовых и сосновых лесах Карелии, были выявлены интересные закономерности действия удобрений на плодоношение разных видов грибов. Внесение их в почву раз в 4-5 лет стимулировало плодоношение у одних видов грибов и полностью подавляло у других. В березняках, например, уже в первый год после добавления к почве азота или полного удобрения появлялись черные грузди и свинушка тонкая, а на второй год последняя развилась так сильно, что составила 90% всего урожая грибов. В то же время на таких участках почти совсем пропали белые грибы, паутинники и некоторые другие, урожай которых не восстановился даже через 4 года после внесения удобрений.

М. В. Горленко, Л.В. Гарибова, И.И. Сидорова, "Все о грибах", Москва, 1986

Влияние плесневых грибов на развитие растений, обработанных суспензией микроводорослей

В последнее время возросло количество публикаций, посвященных изучению полезных свойств экстрактов и отдельных компонентов из морских водорослей. Биологически активные вещества из водорослей применяются для приготовления различных биопрепаратов.

Морские и пресноводные водоросли обладают широким спектром антимикробной активности в отношении патогенных вирусов, бактерий, простейших и грибов.

Водорослевое удобрение не может заменить минеральное. Как и применение других микробных препаратов, альгализация может рассматриваться лишь как дополнительный прием повышения урожая, основанный не только на получении дополнительного азота, но и на стимулирующем действии водорослей. Возможно наибольший эффект альгализации даст на хорошо окультуренных почвах.

Симбиоз водорослей с различными почвенными бактериями были хорошо изучены многими исследователями. Но влияние водорослей на подавбение роста патогенных грибов, вызывающих плесневение семян, не было изучено.

Материалы и методы.Основными объектами исследований являлись семена злаковых (овес, пшеница), бобы фасоли и сои, культуры зеленых микроводорослей. При работе использовались следующие методы.

Метод стерилизации почвы. Для проведения исследований по влиянию различных лимитирующих факторов на рост и развитие культурных растений подготавливалась стерильная почва. Почва просеивалась через сито дважды. В чистую фарфоровый тигль, объемом 0,5 л, насыпали 200 гр просеянной почвы. Тигль ставился в термостат на 1200С на 45 минут. Прокаленную почву ставили охлаждаться в стерильной комнате.

Метод приготовления препарата. Для проведения анализа необходимое количество культуры микроводорослей готовим в прозрачной пятилитровой посуде. Готовим питательную среду Майерса по схеме, стерилизуем среду на водяной бане. В охлажденную питательную среду пассируем культуру микроводорослей. Культивирование проводим при рассеянном дневном свете и температуре 250С в течение 7 суток. Готовую накопительную культуру смешиваем с адсорбентами, например, бентонит, вермикулит, древесные опилки.

Метод выборки семян и бобов. Семена злаковых и бобовые проверяем визуально на наличие повреждений. Проводим выборку чистых гладких семян и бобов. Выборку опускаем в воду на наличие пустот. Отобранные образцы в зависимости от опытов, выдерживались в течение суток в нулевом питательном растворе и культуре микроводорослей.

Метод подготовки процентных растворов. При проведении опытов изготовлялись растоворы кислоты, щелочи, синтетических моющих средств. Для приготовления раствора заданной процентной концентрации сначала рассчитывают количество вещества, необходимое для растворения в определенной массе растворителя. Способ приготовления раствора в этом случае зависит от агрегатного состояния растворяемого вещества и плотности растворителя. Если растворяемое вещество твердое, то прежде чем готовить раствор, надо убедиться, что оно не содержит, адсорбированной влаги. Для этого вещество нагреванием доводят до постоянной массы. Если растворяемое вещество кристаллогидрат, то при расчетах следует учитывать кристаллизационную воду. При приготовлении растворов из кристаллогидратов нужно точно знать содержание воды в веществе, так как ошибка в определении его массы повлечет за собой ошибку в концентрации приготовляемого раствора. Когда в качестве растворителя используется вода, то количество ее, необходимое для приготовления раствора, можно отмерить, используя мерную посуду - цилиндр, стакан, мензурку. Если раствор процентной концентрации готовят из водного раствора другого вещества, то при расчете количества воды для приготовления раствора нужно учесть количество растворителя, содержащегося в растворяемом веществе. В исследованиях изготовлялись 0,5%, 1%, 3%,5% растворы.

Для изучения возможности суспензии микроводорослей на подавление роста плесневых грибов было дополнительно наращена накопительная культура плесневых грибов. Стерильная почва, заливалась культурой грибов, потом высаживались фасоль и соя. Исследования проводились в течении семи суток. На третьи сутки исследования бобы в контрольном варианте полностью покрылись плесенью, в то время как в опытном варианте плесневение составило около 20%.

В контрольном варианте бобы покрылись плесенью, кожура сморщилась, зачатки корней тонкие, с тенденцией к высыханию. В опытном варианте плесень не значительна, кожура у бобо гладкая и блестящая, корни плотные и мясистые. Также плесень влияет на всхожесть семян, то есть затормаживает рост растений (таблица 1). Например, на 3й сутки исследований в опыте было уже 3 всхода, тогда как в контроле только 2. К концу исследований разница в всхожести уже отличалась на 20%.

Таблица 1. Всхожесть бобовых при обработке плесенью

По результатам ислледования стало известно, что влияние плесневых грибов на семена, обработанные суспензией водорослей, минимальна, то есть около 5 зараженных семян из ста.

Библиографический список

• 1. Arkhipov / Blue-green algae in the diets of animals and birds .// Animal Nutrition and Forage Production. - 2006. - №7. - P. 30-35
• 2. Nagorskaya VP Reunov AV, Lapshin LA, Ermakov IM, AO Influence of the Barabanov к / в-carrageenan from red algae Tichocarpus crinitus on the development of local infection induced by tobacco mosaic virus in leaves of tobacco varieties Xanthi - NC // Math. Russian Academy of Sciences. Ser. biol. - 2008. - № 3. - S. 360-364.

· Экологические факторы:

- Температура. Нужен температурный оптимум. Если температура снижается и переходит в критическую, прекращается движение цитоплазмы, утрачивается полупроницаемость мембран и клетка гибнет. Высокая температура также приводит к гибели клетки вследствие "нарушения мембран”, наступающего в результате инактивации и денатурации белков и расстройства обменных процессов. Нижний предел - 0-3° С, а верхний - не превышает 40° С.

- рН среды . Оптимальное значение рН для большинства грибов ниже 7 (в пределах 5,0-6,0). Дереворазрушающие, подстилочные и микоризные грибы приспосабливаются к субстрату с более кислой реакцией.

- Световые факторы и излучение . Длинноволновое излучение вызывает активацию тепловых рецепторов, мутагенный эффект оказывают ультрафиолетовые лучи, а видимый свет влияет на фотозащитные и фотохимические процессы. Большинство грибов растет с примерно одинаковой интенсивностью на свету и в темноте. Весьма значительно свет действует на формирование органов плодоношения. Фототропическая реакция спороносных органов в сторону источника света.

- Ионизирующее облучение . Ионизирующая радиация вызывает повреждение ДНК. Особой чувствительностью к радиоизлучению обладают мутанты Aspergillus nidulans, Coprinus lagopus и др. Дозы, оказывающие летальное действие на грибы, главным образом плесневые, используются для защиты материалов от микодеструкторов, спасения художественных ценностей и археологических документов.

- Аэрация . Среди грибов нет облигатных анаэробов. Типичные факультативные анаэробы - дрожжи.

- Влажность среды. Большинство грибов для своего роста нуждается в сравнительно высокой влажности. Так, съедобные грибы обычно появляются в дождливую теплую погоду. Развитие плесневых грибов также возможно лишь на субстратах, отличающихся повышенной влажностью. Дереворазрушающие грибы наибольшую скорость роста имеют при абсолютной влажности древесины 30-80 %. Влажность древесины может служить фактором, ограничивающим рост и разрушительную деятельность ряда грибов. Существуют грибы, преимущественно из гастеромицетов, приспособившиеся к жизни в засушливых пустынных условиях (виды родов Simblum, Podaxis и др.). Они выносят полное обезвоживание, а в период дождей восстанавливают свою жизнедеятельность.

- Загрязнение воздуха. Содержание в воздухе промышленных отходов в повышенных концентрациях оказывает отрицательное воздействие на ростовые процессы грибов. Плодовое тело накапливает минеральные элементы.

· Питание грибов: активные ферменты, разлагающие структурные и запасные полисахариды в живых растениях и растительных остатках.

- Пектиназы разрушают пектин на низкомолекулярные олигогалактурониды, ксиланазы, целлобиазы, целлюлазы, разрушающие целлюлозу и гемицеллюлозу.

- Амилаза разлагает крахмал.

- Лигназы разрушают легнин (древоразрушающие трутовики).

- Кутиназы разрушают эфирные связи в воске-кутине, покрывающеем эпидермис растений.

Все грибы являются гетеротрофными организмами. Минеральные вещества гриб способен усваивать из окружающей среды, однако органические он должен получать в готовом виде. Грибы не способны усваивать крупные частички пищи, поэтому всасывают исключительно жидкие вещества через всю поверхность тела. Для грибов характерно внешнее пищеварение, то есть сначала в окружающую среду, содержащую пищевые вещества, выделяются ферменты, которые вне организма расщепляют полимеры до легкоусваиваемых мономеров, которые всасываются в цитоплазму. Другие грибы выделяют лишь определённые классы ферментов и заселяют субстрат, содержащий соответствующие вещества.

Ферменты синтезируются не постоянно, а только при наличии в среде соответствующего вещества.

· Пути поступления продуктов деградации в клетки:

В растворенном виде вследствие высокого тургорного давления, которое развивает грибная гифа, всасывающая окружающие растворы подобно насосу.

Пассивно, по градиенту концентрации вещества, ибо в грибной клетке глюкоза и другие мономеры быстро включаются в отсутствующие в среде метаболиты – сахароспирты, трегаллозу.

Активно, с помощью специальных белковых молекул-транспортеров, находящихся в плазмалемме и клеточной стенке.

· Экологические группы грибов характеризуют их распределение по субстрату, который является источником питания грибов.

Симбиотрофные макромицеты (микоризообразователи) - макромицеты, образующие микоризу на корнях деревьев и кустарников.

Сапротрофные макромицеты (сапротрофы) - макромицеты, использующие в качестве источника пищи мёртвое органическое вещество, за счёт которого осуществляются все их процессы жизнедеятельности. Освобождают углерод, связанный высшими растениями в процессе фотосинтеза.

Гумусовые сапротрофы - грибы, питающиеся почвенным гумусом.

Подстилочные сапротрофы - грибы, использующие для питания лесной опад, подстилку и гумусовый слой почвы.

Ксилотрофы (дереворазрушающие грибы) - грибы, осуществляющие разложение древесины.

Карботрофы - грибы, растущие на кострищах и пожарищах.

Копротрофы - грибы, питающиеся навозом травоядных животных.

Бриотрофы - грибы, разлагающие отмершие части мхов (если мхи сфагновые, то грибы имеют название сфагнотрофы).

Микотрофы (сапротрофные микофилы) - грибы, развивающиеся на мумифицированных плодовых телах шляпочных грибов (в основном, груздях и сыроежках).

Наука биология, изучающая жизнь на Земле, не прекращает удивлять своих адептов. Она все детальнее раскрывает сложные структурные уровни взаимоотношений разных проявлений жизни друг с другом и с окружающей средой. Одним из многообещающих направлений в понимании того, какую роль играют прокариоты (бактерии) в жизни макроорганизмов, является изучение присутствия бактерий в клеточной жизни растений.

Несмотря на почтенный возраст самой науки биологии, микробиологи только в конце 19-го века смогли выявить некоторые характеристики совместной жизни бактерий и растений. Лишь затем, с появлением электронных микроскопов, были установлены механизмы тех связей, существование которых только констатировалось при изучении организмов более примитивными инструментами.

Подробнее можно увидеть классификацию в таблице.

Кроме разделения по характеру полезности, симбиозы растений с прокариотами могут находиться вне клеток растений (экзосимбиозы) или с поражением эукариотических растительных клеток (эндосимбиозы).

Мутуализм

Первые описания мутуализма биология получила в результате исследований голландского ботаника Бейеринка, проведенных в 1888 году. Он изучал клубеньки бобовых растений, природой которых биология интересовалась, начиная с 17-го века. В процессе изучения брались стерильные семена бобовых растений и проращивались в контролируемых условиях. Одни семена в процессе жизни обрабатывались чистыми культурами бактерий (специально разведенными в лабораторных условиях штаммами), выделенных из клубеньков, другие – не обрабатывались.

В результате эксперимента обработанные жидкостью с содержанием бактерий бобовые имели на своих корнях характерные клубеньки, а необработанные – не имели. Так было установлено, что присутствие бактерий имеет значение в формировании и жизни корневой системы бобовых.

Польза симбиоза устанавливалась гораздо дольше, и на сегодняшний день биология имеет следующее описание процесса этого полезного взаимодействия:

1. У каждого вида бобовых растений есть свои персональные бактерии-симбионты (у клевера – свои, у гороха – свои, у бобов – свои). Такая персонификация имеет значение при взаимодействии белков (лектинов) корневых волосков растения с углеводами клеточной мембраны бактерий. Белки каждого вида бобовых имеют свои отличительные особенности. Именно поэтому требуются разные углеводы в бактериальных клеточных мембранах для успешной совместной жизни.
2. В процессе прорастания семян растений, в ризосфере (область почвы возле корней) накапливаются органические питательные вещества, которые выделяют корни в грунт в процессе своего роста. Привлеченные этой органикой бактерии взаимодействуют с корневыми волосками растений и через них проникают в эукариотические клетки корней бобовых.
3. С момента проникновения бактерий в ткани корня, в корневых клетках начинают вырабатываться особые белки – флавоноиды (учеными определена главенствующая роль флавоноидов в формировании окраски растений). В ответ на увеличение количества флавоноидов бактерия начинает вырабатывать белки, отвечающие за согласованность действий бактериальной клетки и корневой клетки.
4. Действуя согласованно, прокариотические и эукариотические клетки образуют в полости корня бобового трубку, в которой и разрастается бактериальная колония.
5. В процесс симбиоза бактерии избавляют эукариотические клетки от избытка кислорода и фиксируют азот из атмосферы в клубеньках корневой системы. Атмосферный азот фиксируется только в этих симбиотических образованиях за счет синтеза в них защитного белка – леггемоглобина.

Большую роль такая совместная жизнь играет в сельском хозяйстве как единственный природный способ обогатить сельхозугодия азотом.

• адгезия (специфические свойства бактерий, позволяющие прилипать к клеткам растений);
• действие ферментов гидролаз (белков, ускоряющий химические реакции), которые разрушают стенки эукариотических клеток.

Биология дала материал для изучения токсинов, влияющих на жизнь и здоровье растений. В биологии известно влияние бактериальных токсинов на растения. Они вызывают:

• увядание в результате закупорки проводящих сосудов;
• разрушение ткани (гниль);
• некрозы (порча листьев);
• опухоли (гипертрофии) в результате неправильного формирования тканей растения.

Комменсализм

Биология знает достаточно примеров комменсализма. В основном это использование организмами-комменсалами поверхностей других организмов для укрытия либо для перемещения в пространстве. При комменсализме одному участнику такие взаимоотношения выгодны, а другому – безразличны.

Широко в природе распространены комменсалы-грибы. В основном грибы сотрудничают с насекомыми, которые имеют возможность разнести на своих конечностях грибные споры. Также известны грибы, которые выступают в качестве стороны, создающей условия для успешного существования организма-комменсала. Так, грибы, разрушающие древесину, создают условия (труху) для развития личинок некоторых видов насекомых.