Грибы

 

Грибы очень широко распространены по всему земному шару. Они присутствуют в почве, воде и воздухе. Большинство грибов, вызывающих повреждения материалов, обладает высокой энергией размножения. Например, сухоспоровые формы (виды аспергнллов, пенициллов, трнходермы, скопуляриопсиса) образуют такое количество спор, которое исчисляется миллионами и сотнями тысяч. Споры настолько малы и масса их так незначительна, что при малейшем движении воздуха они поднимаются на большую высоту и переносятся на значительные расстояния . Благодаря своим микроскопическим размерам они могут проникать в невидимые глазу трещины и поры, которыми пронизаны такие плотные материалы, как гранит и металл. Иногда грибы обнаруживаются на стыке полимера и входящих в его состав компонентов. Споры могут увлекаться просачивающейся с поверхности водой в глубь некоторых материалов, особенно пористых. Эти примеры свидетельствуют о том, что грибы можно встретить всюду, даже там, куда не проникают другие организмы.

Большую роль при заселении материалов играет способность спор адсорбироваться на гладкой поверхности. Адгезия является первым этапом биоповрежденнй твердых нерастворимых субстратов. Закрепившись на поверхности материалов, при благоприятных условиях споры прорастают, образуя мицелий. Мицелиальное строение грибов является одной из наиболее важных биологических особенностей, определяющих их специфику взаимоотношения со средой. Мицелий быстро распространяется по субстрату и захватывает большие площади. Так, мицелиальные тяжи, которые образуют домовые грибы, могут достигать несколько метров. Иногда они тянутся по субстрату, не имеющему питательной ценности, но при этом вызывают его разрушение. Подобный случай наблюдали в опытном туннеле Варшавского метро: тяжи гриба Serpula lacrymans, выделяя органические кислоты, разрушили бетонные опоры.  Доминирующая роль грибов среди микроорганизмов в процессах биоповреждений обусловлена их метаболическими особенностями, которые заключаются в очень богатом ферментативном аппарате. Грибы образуют инвертазу, амилазу, протеазы, липазы, фосфатазы, танназу, оксидазу α-аминокислот, пектиновые ферменты, полифенолоксидазу, каталазу, комплекс целлюлаз и др. Ферментативный аппарат грибов наиболее богат по сравнению с другими микроорганизмами. С его помощью они осуществляют разнообразные химические превращения сложных субстратов, которые не доступны другим микроорганизмам. Поэтому они способны привести к преждевременному выходу из строя любое промышленное изделие. Способность грибов-полифагов расти на самых разнообразных субстратах является причиной тех масштабов опасности грибного повреждения, с которыми мы сталкиваемся в настоящее время.

Кроме широкого набора ферментов многим грибам свойственна способность образовывать токсические продукты, что еще больше повышает их конкурентоспособность за освоение субстрата. Опасность для многих материалов представляют и другие продукты метаболизма грибов, особенно органические кислоты. Так, коррозия алюминиевых баков в самолетах вызывается кислотами, которые образует Cladosporium resinae при росте на реактивном топливе. Немаловажную роль в микологическом повреждении материалов играет способность грибов расти в биологически экстремальных условиях. Споры грибов стойки к высыханию, известны случаи, когда они выдерживали высушивание в течение 20 лет и более. Значительная часть грибных спор переносит низкие температуры без потери биохимической активности. 

Разрушения микроорганизмами обычно происходят под действием не одной какой-либо группы, а комплексом, включающим и бактерии, и грибы. Одна группа микроорганизмов своей деятельностью подготавливает субстрат для другой. При этом возникают новые связи между отдельными микроорганизмами, постоянно формируются взаимосвязанные ассоциации, обеспечивающие выживание и адаптацию каждого вида в отдельности. Этот процесс очень сложный и обусловлен множеством факторов, среди них важнейшее значение имеет субстрат, на котором происходит формирование таких новых функционально взаимосвязанных единиц, как микробная ассоциация или биоценоз.

 Сейчас известно, что из всех исследованных микроорганизмов грибы приносят наибольший вред материалам. Они повреждают все природные, многие синтетические материалы и даже стальные и железобетонные конструкции. Не избежали разрушающего действия микромицетов и памятники культуры и искусства. Разрушения материалов грибами зависят от их состава. В первую очередь повреждаются материалы, содержащие питательные вещества для грибов. Это ткани из натуральных волокон, древесные наполнители, белковые клеи, углеводороды. Используя указанные материалы в качестве источников углерода и энергии, грибы приводят их в негодность. Кроме того, установлено, что порче подвергаются также материалы, не содержащие никаких питательных веществ, например металлические изделия, оптические приборы. Наглядным примером может служить разрастание мицелия по поверхности оптического стекла. Даже небольшое про­растание грибных спор приводит к тому, что оптические приборы не могут быть использованы по назначению.

Многочисленная группа грибов приносит большой экономический ущерб, повреждая различные промышленные материалы. По наиболее распространенной классификации в царство Mycota включают следующие классы: хитридиомицеты — Chytridiomycetes , гифохитриомицеты — Hyphochytriomycetes, оомицеты — Oomycetes, зигомицеты — Zygomycetes, аскомицеты — Ascomycetes, базидиомицеты — Basidiomycetes, дейтеромицеты, или несовершенные грибы,— Deuteromycetes.

 

Класс зигомицеты ( Zygomycetes)

Насчитывает более 500 видов. Основная особенность зигомицетов — своеобразный половой процесс—зигогамия, при котором сливается содержимое кончиков гиф двух разнокачественных («+» и «—») мицелиев. На месте слияния развивается толстостенная покоящаяся зигоспора. При прорастании ее образуется гифа со спорангием на конце, в котором в большом количестве формируются споры бесполого размножения. Мицелий зигомицетов неклеточный многоядерный. Разрастаясь, он образует пушистые налеты белого и серого цвета. Зигомицеты хорошо растут на субстратах, богатых органическими веществами. У них имеются высокоактивные ферменты. Некоторые виды (Rhizopus siolonifer, Rh. oryzae, Rh. nodosus) известны как сильные кислотообразователи. Есть виды, энергично расщепляющие пектиновые вещества (Mucог hiemalis). На поврежденных материалах зигомицеты встречаются не часто. Как правило, они растут на деревянных изделиях, картоне, бумаге, тканях (Мucог racemosus, М. hiemalis, Mortierella lignicola, М. vinacea). Известны отдельные случаи повреждения ими пластмасс и фресковой живописи (Rh. nigricans, М. racemosus).

 

Класс аскомицеты, или сумчатые грибы (Ascomycetes)

Самый большой, включающий около 30 000 видов. Для аскомицетов характерно образование в результате полового процесса сумок, или асков, содержащих, как правило, восемь аскоспор. У низших сумчатых грибов аски формируются на мицелии, у высших — в плодовых телах (клейстотециях, псеудотециях, перитециях, апотециях). Аскомицеты очень распространены в природе. Некоторые виды встречаются в морях и пресных водоемах на погруженной в воду древесине. Другие — вызывают плесневение разнообразных материалов и изделий, а также пищевых  продуктов в условиях хранения и эксплуатации. Чаще всего с поврежденных поверхностей выделяются аскомицеты родов Chaethomium (Ch. globosum, Ch. olivaceum), Amorphotheca (A. resinae), Eurotium (E. amstelodami, £. herbariorum). Они повреждают главным образом целлюлозосодержащие материалы и нефтепродукты, но встречаются и на других субстратах.

 

Класс базидиомицеты (Basidiomycetes)

Объединяет около 30 тыс. видов наиболее высокоорганизованных грибов. Характерной особенностью грибов этого класса является образование в результате полового процесса базидиоспор, сидящих экзогенно на особых выростах — базидиях. Из базидиоспор вырастает первичный гаплоидный мицелий, который существует непродолжительное время. Две клетки одного и того же или разных мицелиев сливаются, их ядра объединяются в пары — дикарионы, которые затем синхронно делятся, но при этом не сливаются. Мицелий, содержащий ядра — дикарионы, может существовать длительное время, например у трутовиков — несколько лет. Дикариотичный мицелий большинства базидиомицетов имеет пряжки. Среди базидиомицетов известно свыше 10 видов, участвующих в повреждении деловой древесины. Они встречаются на мостах, заборах, столбах, в оранжереях, парниках, погребах и других деревянных постройках. Наиболее распространенными биодеструкторами древесины являются Coniophora puteana и Serpula lacrymans из семейства Соniophoracea. Плодовые тела их распростерты в виде темно-коричневых или буро-ржавых лепешек. S. lacrymans известен под названием домовый гриб, или «плачущий», так как на поверхности его плодового тела образуются капли жидкости (эксудат). Этот гриб, потребляющий целлюлозу клеток древесины, повсеместно вызывает разрушение деревянных конструкций. Мицелий его в виде шнуров или пленок быстро распространяется в древесине и на ее поверхности. Активное разрушение древесины вызывают также трутовиковые грибы (сем. Polyporacea). В зависимости от комплекса ферментов, выделяемых базидиомицетами, различают целлюлозоразрушающие и лигнинразрушающие грибы. Благодаря неодинаковому воздействию на древесину эти грибы вызывают различные типы гнили. Грибы, разрушающие целлюлозу и способствующие освобождению лигнина,— возбудители бурой деструктивной гнили. Под воздействием этих грибов (Amyloporia xantha, Coriolus vaporarius) древесина становится хрупкой, крошащейся на мелкие куски темного цвета. Лигнинразрушащие грибы вызывают белую гниль, в результате чего древесина становится мягкой, волокнистой, расслаивается по годичным кольцам. Некоторые базидиомицеты способны вызывать пеструю гниль путем воздействия на целлюлозный и лигниновый комплекс древесины (Fomitopsis annosa).

Класс дейтеромицеты, или Несовершенные грибы (Deuteromycetes, или Fungi imperfecti)

Один из крупнейших классов грибов, включающий 30% всех известных видов. Он объединяет организмы, которые размножаются только бесполым путем (конидиями). У некоторых дейтеромицетов половой процесс не обнаружен, возможно, он полностью утерян в процессе эволюции. Жизненный цикл их проходит только в конидиальной стадии. Другие представители этого класса являются лишь стадией развития аскомицетов и реже базидиомицетов. Примером могут служить многие аспергиллы, пенициллы, фузариумы, у которых обнаружены сумчатые стадии. Вместе с тем для большинства дейтеромицетов связь с совершенными стадиями не установлена.  Дейтеромицеты — одна из самых вариабельных в эволюционном отношении групп грибов, что является причиной заселения и повреждения разнообразных материалов, причем часто в экстремальных условиях обитания. Развиваясь при низких уровнях влажности и минимуме питательных веществ, они вызывают разрушение целлюлозосодержащих изделии, резины, пластмасс, ускоряют процессы коррозии металлов, встречаются на оптических приборах, изделиях из кожи, произведениях живописи. Объясняется это гетерокариотичностью мицелия, что обеспечивает адаптацию дейтеромицетов к окружающим условиям. Из очагов повреждения обычно выделяются виды родов Aspergillus, Penicillium, Trichoderma, Alternaria, Cladosporium,  Stemphylium и некоторые другие. Чаще других вызывают порчу материалов представители двух родов — Aspergillus и Penicillium. Именно среди этих грибов имеется большое число полифагов, использующих в качестве источников углерода разнообразные субстраты.

 

Статьи:

Плесневые грибы жилых помещений. Желтикова Т.М.

Предельно допустимые концентрации спор микромицетов в помещениях. Же лтикова Т.М.

Грибы, бактерии и водорастворимые полисахаридные соединения в пыли помещений. Ахапкина И.Г., Антропова А.Б., Желтикова Т.М.

Оценка эффективности технологии противоплесневых обработок в лечебно-профилактических учреждениях. Несчисляева Т.Н., Морозова И.С., Копысова Н.В.

 

Книги:

Беккер З.Э. Физиология грибов и их практическое использование. –. М.: Изд-во Московского университета, 1963. – С. 104–108.