XI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Роль плесени в природе и жизни человека
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
1.ВВЕДЕНИЕ
Плесень – это явление, с которым мы сталкиваемся постоянно, но либо не замечаем, либо избавляемся от нее. Плесень – это грибы, представители совершенно отдельного и огромного царства, которое в сравнении с животными и растениями еще очень плохо изучено. Плесень появилась на Земле 20 млн. лет назад. С тех пор она убивает и спасает от смерти. Она сказочно красива, но и вызывает отвращение. Она вездесуща и неистребима. Она упоминается в священных книгах и приводит в отчаяние ученых. Она способна управлять огромными массами людей и изменять ход истории. Если она объявит человечеству войну, то у него не будет шансов выжить.Все это о плесени. Цель плесени — колонизировать большую поверхность, поглотить большее количество питательных веществ извне.Если смотреть на плесневые грибы под микроскопом, удивляешься их разнообразию и тому, как они красивы. А какова «архитектура» плесневой колонии! Сложные разветвления и переплетения, 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 .
Мы обычно относимся к плесени пренебрежительно. Срезаем поражённый участок хлебной корки или фруктов, снимаем белёсую верхнюю пенку с варенья и спокойно съедаем то, что осталось, даже не подозревая о том, насколько это опасно. Когда вы имеете дело с заплесневелым объектом, не надо его ворошить. Лучше аккуратно закрыть чем-нибудь и аккуратно выбросить. Самое главное при этом - не надышаться споровым материалом. Если лишь часть фруктов поражена грибком, это значит, что спорами грибка поражен весь фрукт. Нельзя есть заплесневелые продукты, избавляясь предварительно от видимой части плесени. И нельзя жить в доме, где растёт плесень.
Но роль плесени в природе и жизни человека неоднозначна. Грибки и плесень могут приносить людям немалую пользу. Они борются с заболеваниями человека (например, пеницилл), используются для получения многих химических веществ, сыра, вина. Но может также вызывать аллергию, переходящую в астму и, даже, диатез у маленьких детей. Большинство из плесневых грибков активизируют механизм онкогенов. Споры плесени способствуют: мигреням, отиту, риниту, бронхиту и бронхиальной астме, пищевым аллергиям и сердечно-сосудистым заболеваниям.
На здоровье человека, плесень воздействует через:
— прямой контакт с кожей;
— через употребление заплесневевшей пищи;
— через дыхательную и кровеносную систему.
Так, попадая в организм, споры плесени могут вызвать ряд заболеваний, иногда даже тяжелых. Это связано с тем, что споры некоторых видов плесени токсичны, и размножаются с необычайной скоростью: 1м2 плесени выбрасывает в воздух миллиарды спор в сутки! На то, что этот объект живой природы кардинально отличается от растений и животных, одним из первых обратил внимание Аристотель: он писал, что есть грибы и есть плесень, но не очень понятно, чем они различаются. Об этом ничего не было известно примерно до середины XIX века, когда зародилась целая наука о грибах — микология.
Основоположником микологии считается Генрих Антон де Бари, французский естествоиспытатель, который исследовал разного рода грибы, в том числе макромицеты: сыроежки, шампиньоны и другие. Как наука микология оформилась в конце XIX — начале XX века, когда грибы стали систематизировать более детально и выяснилось, что они вызывают многие поражения растений. В 30-е годы XX века появились описание и систематизация плесневых грибов, были изучены их экологические ниши и возможности направленного использования.
Цель исследования:
1. Вырастить плесень в домашних условиях.
Задачи:
1. Уточнить и расширить знания появления плесени и ее роли в жизни природы и человека.
2. Изучить основные условия ее появления.
4. Изучить и проверить опытным путём появление плесени в домашних условиях
5. Формировать знания о пользе и вреде плесени.
6. Развивать интерес к изучению естествознания.
7. Развивать творческие способности.
8. Учиться самостоятельно добывать знания.
Предмет исследования: плесень.
Объект исследования: процесс появления плесени в домашних условиях.
Методы исследования:
- изучение литературных источников;
- теоретический анализ литературы;
- наблюдение;
- анализ результатов практической деятельности.
Практическая значимость исследования: данный исследовательский материал может быть использован для уроков окружающего мира, краеведения, биологии.
Сроки проведения исследования: 13 сентября-26 сентября 2020г
2.ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ О ПЛЕСЕНИ
-Документы, зараженные плесенью в хранилищах или библиотеках, ставят под угрозу их дальнейшую сохранность.
-Японские ученые смогли доказать, что плесень имеет некоторые зачатки собственного интеллекта.
-На планете Земля плесень зародилась до существования человечества, примерно 200 миллионов лет назад.
-Плесень желтого цвета является самой опасной и ядовитой. Такая плесень в пищевых продуктах выделяет сильнейший яд.
-Плесень влияет на человека, она способствует повышенной усталости, болей в голове, дерматологических, легочных и онкологических заболеваний.
-Плесень практически не выводиться из организма.
-В помещениях, некоторые ее виды способствуют разрушению бетона, кирпича и штукатурки.
-Первая флуоресцентная плесень была обнаружена в горах Северного Кавказа. Флуоресцентная плесень настолько яркая, что в метре от человека легко различаются черты других людей.
-Именно из плесени впервые был получен пенициллин, что дало ученым создать первые антибиотики.
-Плесень совсем не боится радиационного фона. Под саркофагом четвертого энергоблока Чернобыльской АЭС растет и размножается огромное царство плесени. В местах повышенной радиации она наиболее ярко выраженная и густая.
-В космосе, споры плесени летала на обшивке космического корабля. Как показало время, в безвоздушном пространстве плесень не погибла, а еще и приобрела сильный иммунитет.
-По словам ученых, главной причиной отказа аппаратуры на международной космической станции «Мир» являлась плесень.
-Помимо опасной плесени существует та, которая применяется при изготовление Французских вин.
-Из специально окультуренной голубой плесени делают знаменитые голубые и мраморные сыры.
-Также делают знаменитую Итальянскую колбасу с плесенью. Колбасу выдерживают один месяц в специальных подвальных помещениях, после чего она покрывается бело-зеленой плесенью. Через три месяца можно полакомиться вкусной колбаской.
-Когда началась эпидемия чумы в Москве 1771 году, фаворит Екатерины, Григорий Фролов, дал распоряжение бить в колокола. Издавна считалось, что бить в набат означало значимое событие, но это было время эпидемии. Эпидемия пошла на спад. Недавние исследования показали, что колокола обладают спектром частотного звучания, который угнетает и замедляет рост патогенных микробов и в том числе плесени. А еще бой в колокола повышает иммунную систему человека.
-После вскрытия гробницы фараона Тутанхамона в 1922 году, от не понятной болезни умерли большая часть команда археологов из Англии участвующих в поисках гробниц. В 1999 году микробиолог из Германии Готтард Крамер провел исследования в гробницах более 40 мумифицированных тел. Он обнаружил большой слой опасной плесени, концентрация которой повлекла кончину вошедших в гробницу английский археологов.
3.ВИДЫ И ПРИЧИНЫ ЕЁ ПОЯВЛЕНИЯ
Черная плесень.
Цвет этого вида плесени зависит не только от её вида, но и от стадии развития, а также материала, на котором она произрастает. Как правило, черный цвет имеют следующие штаммы:
Ulocladium — четвертая группа патогенности, поражает не только материалы, но и продукты. Очень требователен к наличию влаги.
Cladosporium — на начальной стадии бесцветен, кроме чёрного, может принимать большой спектр цветов. Наиболее опасен для семян и растений, не требователен к влаге, может развиваться при низких температурах. Наиболее часто встречающийся грибок на открытом воздухе в летнее время. Некоторые виды питаются дизтопливом и горюче-смазочными материалами, отчего получили название керосиновый гриб. Также поражает другие виды материалов. При проведении микологических обследований у нас он находиться на третьем месте по частоте обнаружения, следуя за Penicillium и Aspergillus.
Penicillium — грибы данного семейства играют огромную роль окружающей среде, активно используются в фармацевтике для приготовления лекарств, В пищевой промышленности для приготовления изысканного сыра с белой плесенью. Но некоторые штаммы, такие как Penicillum marneffei и Penicillium spp. относятся к 3 и 4 группе патогенности и представляют существенную опасность для здоровья людей, кроме того, они очень часто встречаются в квартирах.
Alternaria — очень распространённый грибок четвертой группы патогенности. Наиболее часто поражает фрукты и овощи, но может расти и на коже и в дыхательном пути у людей. Иногда имеет серый окрас, насчитывает около 300 штаммов.
Aspergillus — относится к высшим плесневым грибам, и в зависимости от типа относится к 4 и 3 группе патогенности. Этот вид плесени вызывает у людей и животных аспергиллёзы. Сама грибница изначально имеет белый цвет, но ее споры черного цвета. Наиболее часто встречается в помещениях.
Chaetomium — типично окрашен в чёрный цвет. Часто вызывает у людей аллергию. Основную опасность представляет при попадании в пищеварительный тракт. Известны смертельные случаи вызванные этим грибом.
Phoma — четвертая группа патогенности. Практически всегда грибница черного цвета, а споры бесцветны.
Wallemia — окрашен в чёрный цвет, не представляет серьёзной опасности для человека, но относится типу Ксерофилов, то есть может расти в условиях небольшой влажности и высоких температур, что вызывает некоторые проблемы при борьбе с ним.
Белая плесень.
Белая плесень в отличие от чёрной плесени вызывает гораздо меньше беспокойства у людей. Чаще всего её можно встретить на земле, дереве, растениях, хлебе и сыре. В квартирах она встречается, как правило, в цветочных горшках и достаточно редко на стенах. Если белая плесень завилась на земле в цветочном горшке, некоторые штаммы погибнут при регулярном поливе разбавленной лимонной кислотой.
Грибки синевы.
Грибки синевы поражают клетчатку дерева, а поверхность деревянного дома окрашивают совсем не в благородный серо-синий цвет. Ущерб от синевы не только эстетический. Она легко проникает через лакокрасочную пленку и этим создает своеобразные «водопроводы». Она прокладывает пути для проникновения воды, которые, в свою очередь, повышают влажность древесины. Тогда уже ничто не препятствует проникновению и закреплению по соседству и плесени. Особенно подвержена воздействию синевы сосна.
Грибки гниения также нападают исключительно на древесину. Гниль существует нескольких видов – бактериальная, бурая и белая.
Бактериальная гниль разъедает древесину изнутри. Пораженный материал заметно сереет или темнеет, а его прочность заметно ухудшается – бактерия, вызывает местное разложение целлюлозы.
Белая гниль разрушает целлюлозу.
Бурая гниль приводит к раскалыванию дерева.
При появлении влажной гнили на материале появятся полосы от желтоватого до темно-коричневого и даже черного цветов, а после них – трещины. Если сухая – то пораженное дерево приобретет коричневый цвет, сожмется и вскоре начнет раскалываться вдоль и поперек волокон.
Актиномицеты.
Актиномицеты — нечто среднее между грибами и водорослями. Они не только портят внешний вид, но и разрушают волокна, а также вызывают размягчение древесины, нанося непоправимый вред деревянным конструкциям. Для чего нужно все это знать? Чтобы эффективно бороться с вредителем. Ведь если использовать химикаты, предназначенные для борьбы с влажной гнилью, например, для сухой гнили, то это приведет к прямо противоположному результату: грибок начнет развиваться быстрее.
Высолы.
Высолы — белый, реже цветной, соляной или щелочной налет, возникающий на стенах, в основе которого лежат нерастворимые сульфаты, карбонаты и силикаты. Образуется вследствие перемещения воды вместе с солями внутри материала. В сухую погоду соляной незамерзающий раствор устремляется к поверхности породы. Вода испаряется, а соли кристаллизуются, оставаясь на стене в виде белого налета. Обычно поражаются фасады из бетона и кирпича, а также отделанные штукатуркой или облицованные мрамором. Та же кристаллизация происходит и внутри материала. Вырастающие в порах материала кристаллы начинают расклинивать стенки пор. В результате появляются трещины, и материал разрушается.
Условия для появления плесени:
Для этого необходимы следующие 3 условия:
1. Наличие спор самой плесени в воздухе. Как правило, они транспортируются по воздуху и попадают в квартиру или дом на людях на животных, на продуктах и вещах.
2. Питательная среда в виде органики: бумага, дерево, бетон, камень, грязь, цветы и торфяные горшочки, почва комнатных растений и т.д.
3. Благоприятный микроклимат помещения: температура около +20°С; высокая влажность (выше 70-95%); неравномерность отопления по периметру помещения и не правильно работающая или не работающая система вентиляции.
Некоторые виды грибка могут появляться и стремительно размножатся даже при 0°С.
Причины появления плесени:
— Плохая система вентиляции. Хорошо бы установить дома кондиционер, или иные системы, которые отвечают за вентиляцию в помещении. Если такой возможности нет, тогда нужно чаще проветривать помещения.
— Системы вентиляции кухни, ванной, туалета. Это помещения, в которых относительно повышенная влажность воздуха, и, как правило, она там очень большая, что способствует молниеносному развитию плесени и других видов грибка. В данном случае нужно уделять внимание частым проветриванием комнат или же установить специальную систему кондиционирования. Например, некоторые люди ставят в этих помещениях в дымоходы вентиляторы, которые усиливают вытяжку лишней влаги, запахов и т.д.
— Состояние водопроводной канализации. Первым симптомом является наличие влаги, возникающей вдоль прохода труб. Другим сигналом могут быть следы на стене рядом с ванной комнатой, примерно на высоте края ванны. Как правило, точные осушение должно помочь, однако, если вы обнаружите симптомы слишком поздно, то грибок успевает распространиться слишком быстро, и тогда нам не избежать ремонта
— Повышенная теплопроводность углов и потери тепла в торцевых комнатах за счет увеличенной площади наружных стен, обращенных на улицу.
— Промерзание наружных стен. Если в углах и по краям стен мы видим темный налет, то мы можем быть уверены в том, что произошло промерзание стены. В этом случае их необходимо тщательно просушить, а затем проверить сцепление штукатурки.
4.ПЛЕСЕНЬ В МЕДИЦИНЕ
Человеку впору поклониться плесени за то, что именно из неё в середине ХХ века был получен первый антибиотик — пенициллин, 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 .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!
5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЯВЛЕНИЯ ПЛЕСЕНИ В ДО- МАШНИХ УСЛОВИЯХ.
Цель исследование – изучить особенности появления плесени в домашних условиях.
Практические появления плесени в разных условиях заключается в:
а) влияние температуры окружающей среды
б) влияние солнечного света
в) влияние влажности
г) изучение опытным путем
Взяв кусочек хлеба, и поместив его в полиэтиленовый пакет, будем наблюдать, на какой день на нем появится плесень и какого вида. Назовем его «Образец № 1». Чтобы внести разнообразие в данный эксперимент-возьмем второй кусочек и пересадим на него образовавшуюся на старом кусочке хлеба плесень - «Образец №2». Будем наблюдать и фиксировать на каком из двух кусков хлеба плесень разовьется быстрее, как будет вести себя в течение недели. Как мы знаем, плесень-любит влагу. Немного смочим водой оба кусочка хлеба, плотно закроем пакеты и отправим в темное место (кухонный шкаф).
Опыт с 13-го сентября по 24-е сентября
Средняя температура в комнате составляла 23-25tС
День 1й. (13.09.2020г)
Образец №1 – вид и цвет обычный, запах отсутствует, без каких либо изменений в структуре.
Образец №2- вид и цвет обычный, запах отсутствует, видно частички плесени, пересаженной с другого старого кусочка хлеба.
День 2й. (14.09.2020г)
Образец № 1-Присутствует неприятный запах, внутри пакета заметна влага. Рядом с коркой виден еле заметный светло-голубой налет. Чуть ниже присутствует белое пятно. Появилась липкость. Хлеб приобретает желтоватый цвет.
Образец № 2-Присутствует неприятный запах, внутри пакета видна влага. Появилась липкость. Вокруг пересаженной плесени ничего нового пока не развилось, поражаемая площадь не увеличилась. Цвет без изменений.
День 3й (15.09.2020)
Образец № 1-Присутствует очень неприятный запах, внутри пакета заметна влага. На всем кусочке хлеба появились сине-зеленые пятна плесени. Присутствует липкость. Хлеб приобретает желтовато-зеленый цвет. Больше всего затронута корка. По всей ее длине присутствует разного цвета плесень: белая, зелено-синяя, желтая. Интересно, что на одном кусочке хлеба появилась разного цвета плесень.
Образец № 2-Присутствует сильный неприятный запах, который чувствуется даже через пакет. Внутри видна влага. Появилась очень сильная липкость. Хлеб как- будто разваливается. Стал очень мягким. Пересаженная плесень продолжает распространяться по всему кусочку хлеба. Корка практически не затронута плесенью, в отличие от Образца № 1. Хлеб приобретает желтый цвет.
День 4й. (16.09.2020)
Образец № 1-Присутствует очень сильный, неприятный запах, внутри пакета заметна влага. На всем кусочке хлеба появились сине-зеленые пятна плесени. Сам кусочек желто-зеленого цвета. Присутствует липкость. Больше всего затронута корка. По всей ее длине присутствует разного цвета плесень: белая, зелено-синяя, желтая. Желтая плесень появилась и на самом пакете.
Образец № 2-Присутствует очень сильный неприятный запах, который чувствуется даже через пакет. Внутри видна влага. Появилась очень сильная липкость. Хлеб как- будто разваливается. Стал очень мягким. Пересаженная плесень продолжает распространяться по всему кусочку хлеба. Становится больше в объеме, цвет черный. Корка практически не затронута плесенью, в отличие от Образца № 1. Плесень сосредоточена в том месте, куда ее пересадили.
День 5й (17.09.2020г)
Образец № 1-Присутствует очень сильный, неприятный запах, который чувствуется через пакет. Внутри пакета заметна влага. На всем кусочке хлеба появились сине-зеленые пятна плесени. Сам кусочек желто-коричневого цвета цвета. Присутствует липкость. Надели маску и перчатки, хотели вытащить кусочек хлеба из пакета и внимательнее его рассмотреть. Но он очень липкий и мягкий, при попытке достать его-едва не развалился.
Образец № 2-Присутствует очень сильный неприятный запах, который чувствуется даже через пакет. Внутри видна влага. Появилась очень сильная липкость. Хлеб как- будто разваливается. Стал очень мягким. Пересаженная плесень продолжает распространяться по всему кусочку хлеба. Становится больше в объеме, цвет черный. Вокруг нее появилась плесень белого цвета.
День 12й (24.09.2020)
Образец № 1-Присутствует очень сильный, неприятный, гнилой запах, который чувствуется через пакет. Внутри пакета заметна влага. На всем кусочке хлеба желто-зеленая плесень.
Образец № 2-Присутствует очень сильный, неприятный запах, гнилой который чувствуется через пакет. Внутри пакета заметна влага. На всем кусочке хлеба присутствует черно-зеленая плесень. Плесень распространилась сверху на пакет.
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
По итогам исследования мы пришли к следующим выводам:
Плесень на хлебе – это достаточно распространенное явление. Даже у самой щепетильной хозяйки спустя некоторое время продукт поражается подобным грибком. И это не показатель неопрятности. На самом деле для развития микроскопического грибка нужна питательная среда, которая богата углеводами, а также тепло. Хлеб – это идеальный продукт для роста плесени. Ведь он богат углеводами и хранится в тепле. На примере нашего опыта, мы видим, что плесень образовалась даже сверху на пакете. Это говорит о ее быстром распространении и живучести в благоприятной для нее среде.
Не надо бояться плесени, она приносит человеку и 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.
7. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
«Плесень- лекарство или яд?» Л. Рудницкий
«Юный ученый» Научный журнал
Наука и жизнь «Многоликая плесень»
-https://postnauka.ru/faq/72133
-https://www.nkj.ru/archive/articles/16507
-https://tvorcheskie-proekty.ru/