Удивительный мир плесени

XXIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Личный портфель

Удивительный мир плесени

Токтамысова М.А. 1
1Назарбаев Интеллектуальная Школа Физико-математического направления города Шымкент Республика Казахстан.
Омирбай Р.С. 1
1Caspian University г.Алматы Республика Казахстан
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Диплом школьникаСвидетельство руководителя
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

ВВЕДЕНИЕ

Это один из самых сложных существ в природе. С самого первого мгновения оно делит с нами земной шар, развивалось параллельно с нами в течение миллионов лет.

Это самый древний живой организм на Земле. По некоторым данным они появились более 200 млн. лет назад.

Это самый удивительные живые организмы, которые за период своего существования приспособились к среде обитания и научились выживать в любых условиях: при радиационном излучении, в условиях вечной мерзлоты в арктических льдах, в открытом космосе: по наблюдениям в космосе, они сохраняют свою жизнеспособность и не погибают даже при очень низких температурах и в вакууме.

И это один из самых загадочных живых организмов, именно он, из всех других растений и живых организмов, несмотря на свою примитивность, отсутствие мозга и ограниченность в передвижении, преподносит такие чудеса, над разгадкой которых бьются учёные-микологи всего мира.

И название им плесневые грибы. В повседневной жизни они сопровождают нас повсюду. Она огромными колониями обитает в наших жилищах, вентиляционных шахтах и даже в холодильниках.

Итак, что такое плесневые грибы?

Плесневые грибы, или плесень, — различные грибы , образующие ветвящиеся мицелии без крупных, легко заметных невооружённым глазом плодовых тел.

Наиболее изученными родами плесневых грибов, которые чаще используются человеком, являются:

  • Дрожжи – одноклеточные грибы. Насчитывается более 1500 видов.

  • Мукор – с латинского языка слово «mucor» буквально переводится как «плесень». Мукоры образуют колонии в верхних слоях почвы, а также на поверхности овощей и фруктов. Скорость их размножения очень высокая. Мукоры способны вызывать грибковые заболевания.

  • Аспергил – часто встречается в помещениях с высокой влажностью. Известно несколько сотен видов.

  • Пенициллин (Penicillium)-cамый известный род плесени. Она встречается в различных местах. Отдельные виды пенециллов вырабатывают и выделяют в окружающую среду специфическое вещество — антибиотик пенициллин. Английский ученый А. Флеминг первым показал бактерицидные качества гриба пенициллина. Это вещество используется в лечении абсцессов, инфекционных ран, пневмонии, менингита и прочих заболеваний, которые вызывают болезнетворные микроорганизмы. Открытие этого антибиотика стало прорывом в развитии медицины и спасло жизни миллионов людей.

2.ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Ход работы: Начало проведения опыта 09.11.2024г.

Контрольное наблюдение и фотографирование проводились каждый день.

Для проведения опыта использованы: Свежий хлеб, вода водопроводная, вода водопроводная подслащенная, зубчики чеснока, 6 контейнеров с плотно закрывающейся крышкой, маска для лица и одноразовые перчатки

Образцы хлеба в экспериментальных группах №1, 2, 4 и 5 хранились в закрытых контейнерах при комнатной температуре при максимально возможном дневном свете.
Экспериментальная группа №1. Ломтик хлеба запечатан в контейнер. Гипотеза: Свежий хлеб будет выделять влагу в закрытом контейнере, что способствует появлению плесени.

Экспериментальная группа №2. Ломтик хлеба слегка сбрызнули водопроводной водой, запечатали в контейнер.

Гипотеза: Плесень процветает в теплой среде с присутствием влаги в воздухе.

Экспериментальная группа №3 Ломтик хлеба сбрызнули водопроводной водой. Контейнер помещён в тёмное помещение без доступа света, чтобы увидеть, как свет влияет на рост плесени.

Экспериментальная группа №4 Ломтик хлеба сбрызнули подслащенной водопроводной водой. Контейнер держали при освещённой комнате. Гипотеза: глюкоза способствует появлению плесени

Экспериментальная группа №5 В контейнер с увлажненным ломтиком хлеба положили дольки очищенного чеснока. В данной группе была поставлена задача: изучение влияния фитонцидов на рост плесневых грибов.

Фитонциды – выделяемые некоторыми растениями летучие биологически активные вещества, подавляющие рост и развитие болезнетворных бактерий.

Термин «фитонциды» в переводе означает «уничтожение растением». Впервые он был введен в профессиональную лексику русским биохимиком Борисом ПавловичемТокиным в 1928 году. Фактически, фитонциды помогают предотвратить гниение и служат для защиты от насекомых и животных. Они выделяются разными растениями – луком, чесноком, цитрусовыми, а также многими комнатными растениями.

Гипотеза: чеснок- сильный фитонцид, природный антибиотик. Выделяет биологически активные вещества, убивающие или подавляющие рост и развитие бактерий и микроскопических грибов.

Экспериментальная группа №6 Контейнер с увлажненным ломтиком хлеба положили на нижнюю полку холодильника, чтобы определить как температура влияет на рост плесени при разных температурах.

Рис.№1 На фотографиях результаты исследования от 11 ноября 2024г.

Экспериментальные группы №1, №3 и №6 – без изменений. Экспериментальные группы №2, №4 и №5 в середине ломтика появились поражённые участки. Неприятный кислый запах (запах дрожжей)

Рис.№2 На фотографиях результаты исследования от 13 ноября 2024г

Во всех экспериментальных группах, кроме экспериментальной группы №6, появилась плесень. Очаги поражения наиболее сильно выражены в группах

№2, №4 и №5. Экспериментальная группа №6 без изменений и запаха

Рис.№3 На фотографиях результаты исследования от 14 ноября 2024г

На всех ломтиках хлеба с образовавшейся плесенью продолжается активный рост плесени.

Экспериментальная группа №6 без каких-либо изменений.

Рис.№4 На фотографиях результаты исследования от 16 ноября 2024г

Экспериментальная группа №1: Площадь заражения – 80%

Чёрная и белая плесень. Белый пушок. Свежий хлеб, запечатанный в закрытый контейнер без доступа воздуха, начал выделять испарение. Появилась комфортная среда для появления плесени

Экспериментальная группа №2: Площадь заражения – 100% Чёрная и зелёная плесень. Крышка контейнера сильно вспотевшая. Выдвинутая гипотеза подтвердилась: тёплая среда и присутствие влаги в воздухе благоприятно сказались на появлении плесени.

Экспериментальная группа №3: Площадь заражения – 100%

Чёрная, зелёная, белая и розовая плесень.

В данном эксперименте мы хотели узнать, как свет влияет на рост плесени

Плесень – гетеротроф ( (др.-греч. ἕτερος — «иной», «различный» и τροφή — «пища», т.е. живые организмы, питающиеся готовыми органическими веществами) , поэтому ей не нужен солнечный свет для приготовления пищи. Иными словами, плесени не нужно добывать пищу путем фотосинтеза, поэтому ей не нужен свет для роста. Для неё важно, насколько влажно и тепло в помещении.

Она получает пищу из самого хлеба в виде крахмала, который расщепляется на более мелкие сахара. Вот почему плесень часто растет в темных и сырых помещениях, таких как подвалы. И на вопрос: Плесень растет быстрее в темноте или на свету? Можно ответить так:

Она может расти в любом месте. 

Плесень может расти практически в любом месте, если у нее есть источник пищи и теплая среда. Некоторые плесени предпочитают темные места, потому что свет может их высушить

Экспериментальная группа №4: Площадь заражения – 100%

Чёрная и белая плесень.

В данной группе мы хотели изучить влияние сахара на появление плесени. Выдвинутая нами гипотеза подтвердилась: Благоприятным фактором для образования плесени можно назвать комнатную температуру (+ 20, +24 С) и наличие сахара.

Экспериментальная группа №5:

Площадь заражения – 100%

Чёрная, зелёная и белая плесень. Выдвинутая нами гипотеза, что чеснок- сильный фитонцид, природный антибиотик, не подтвердилась. Чеснок не смог «убить» или подавить рост и развитие бактерий и микроскопических грибов.

Чеснок ускорил рост грибниц.

Экспериментальная группа №6: Площадь заражения – 0%. Без изменений.

Мы продолжили экспериментировать с ломтиком хлеба данной экспериментальной группы. Даже по истечении 18-ти дней с начала проведения эксперимента, ломтик хлеба в холодильнике остался без изменений (Рис.5)

Рис.5

Из проведённого исследования, можно сделать следующие заключения:

  • Низкие температуры не позволяют грибу расти и размножаться.

  • Наличие влаги, глюкозы и отсутствие света в среде является главным условием развития плесени.

  • Фитонциды не оказывают негативного воздействия на рост плесневых грибов

  • У плесневых грибов короткие жизненные циклы, и на этот процесс вполне может хватить и нескольких дней.

Гриб вначале попадает в виде спор на поверхность продуктов, в нашем эксперименте, хлеба. Именно здесь и проявились первые признака плесени. Со временем гриб проникает всё дальше, о чём свидетельствуют пятна плесени внутри хлеба.

У грибов тело состоит из очень тонких и длинных нитей, или гиф: при массе 1 миллиграмм их длина может составлять 2 километра. Поэтому лучше всё же не использовать поражённые плесневыми грибами продукты в пищу.

Иными словами, есть три вещи, которые необходимы всем плесневым грибам. Плесневые грибки - живые существа, и фактически, их клеточная структура больше похожа на структуру животных, чем растений. Как и всем живым существам, плесени для процветания нужны вода, источник пищи и правильная окружающая среда.

Плесень лучше всего приживается во влажной среде. Конечно, большинство живых существ обитает вблизи воды, но плесень особенно зависит от нее. Они не будут развиваться без доступа к влаге. Сухая среда затрудняет усвоение плесенью питательных веществ. Благоприятные факторы для роста плесени: уровень влажности около 50% или выше, сырые или пыльные условия и застойный воздух. Например, в ванных комнатах идеальные условия для размножения чёрной плесени: тепло и сырость. Обычно, влажность в ванной комнате достигает 60%.

Как и животные, плесень (и все грибы) не могут производить пищу внутри себя. Все калории и питательные вещества, необходимые им для функционирования, они получают из внешнего источника. Некоторые из них хорошо растут на крахмалосодержащих продуктах, другие предназначены для фруктов и овощей. А также в качестве источника питания грибы могут использовать вещества, входящие в состав строительных и различных отделочных материалов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

на Земле существует около 160 тыс. штаммов грибов, большинство из которых обладают впечатляющими способностями.

Об этом свидетельствуют следующие открытия учёных:

Грибы могут быть одними из самых живучих из живых организмов.

26 апреля 1986 года произошла авария на Чернобыльской АЭС- одна из самых крупных техногенных катастроф 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. В зоне отчуждения в районе Чернобыльской АЭС через несколько лет были обнаружены огромные разрастания плесени. Как выяснилось после, плесень перерабатывает радиацию в энергию и развивается. Она разрасталась в местах с наибольшим радиационным фоном.

Иными словами, в Чернобыле был обнаружен гриб, питающийся радиоактивными продуктами и, заодно, очищающий воздух вокруг себя. Этот гриб был найден на стене разрушенной АЭС, которая в течение многих лет после катастрофы продолжала производить излучение, уничтожающее всё живое в радиусе нескольких километров.

Уже сейчас японские учёные изучают способность грибков питаться радиоактивными продуктами и, заодно, очищать воздух вокруг себя. Эти свойства бактерии могут оказаться полезными для биологической очистки зараженной после выброса радиации среды. Ведь авария на японской атомной станции Фукусима-1, произошедшая 11 марта 2011 года, стала одной из самых страшных трагедий XXI века. На сегодняшний день эта самая опасная техногенная авария в мире.

Возможно, уже скоро человечество сможет решить одну из самых больших технологических проблем, вызванную своей деятельностью - загрязнение пластиком. Это позволит улучшить экологическую ситуацию на планете, так как полиуретан, являясь одним из наиболее используемых полимеров, практически не разлагается и может существовать бесконечно. Эту способность грибка обнаружили в 2011 году двое студентов-биологов из Йельского университета. Исследуя леса Амазонки, они нашли грибок Pestalotiopsis microspora, способный разлагать пластик: грибок съел чашку Петри, в которой его выращивали. Это исследование проводилось группой студентов под руководством профессора молекулярной биохимии Скотта Стробела (англ. ScottStrobel) и было частью ежегодной экспедиции по изучению дождевых лесов. 

P. microspora стал первым видом грибов, у которого была обнаружена способность жить на полиуретане в анаэробных условиях, что позволяет использовать эти грибы для биоремедиации[1]. и переработки больших объёмов пластиковых отходов.

Возможно, также человечество сможет со временем применить открытие об особых интеллектуальных способностях представителей грибного царства, сделанное в 2000-м году биологом и физиком из японского университета Хоккайдопрофессором Тошиюки Накагаки, который провёл интересный эксперимент с обычным жёлтым плесневым грибом Physarum polycephalum

Если до сих пор в течении миллионов лет плесневые грибки развивались параллельно с нами, думаем, что за плесневыми грибками будущее: человечество сможет разгадать их уникальные способности и сможет применить на своё благо.

Примечание:

1.Биоремедиация — комплекс методов очистки вод, грунтов и атмосферы с использованием метаболического потенциала биологических объектов — растений, грибов, насекомых, червей и других организмов

Литература

  1. Блинкин С.А., Рудницкая Т.В. Фитонциды вокруг нас. М., 1981

  2. Жизнь под микроскопом. Хлебная плесень. Электронный ресурс: https://pikabu.ru/story/zhizn_pod_mikroskopom_khlebnaya_plesen_zapis_3_8427431

  3. Марфенина О. Многоликая плесень / О. Марфенина, А. Иванова // Наука и жизнь. – 2009. – № 10. Электронный ресурс: https://bio-media.ru/info/articles/mnogolikaya-plesen/

  4. Самая большая тайна грибов. Электронный ресурс: https://storyfox.ru/post/samaya-bolshaya-tajna-gribov/

Просмотров работы: 69