биотические ф кторы, влияющие н рост и р звитие мукор рыгин

Абиотические факторы, влияющие на рост
и развитие мукора
Шарыгин Алдар 5 класс,, 2012
Введение
Грибы – обширная группа организмов, насчитывающая около 100 тысяч видов. Они
занимают особое положение в системе органического мира, представляя
отдельное
царство. Клетки грибов лишены хлорофилла и поэтому требуют для питания готовое
органическое вещество. Грибы могут жить в различных средах — в почве, лесной
подстилке, в воде, на разлагающихся и живых организмах.
Грибы встречаются не только в природе, но и в домах человека. Многие виды
грибов используются человеком в качестве пищи, сырья для медикаментов и в качестве
реагентов, разлагающих вредные органические материалы. Но далеко не все виды грибов
полезны. Один из опасных для человека видов – это плесневые грибы. Чаще всего они
поселяются в виде пушистого налета на забытых продуктах питания, вызывая их порчу. В
бытовых условиях мы можем встретить представителей трех родов отдела Зигомицеты:
пеницилл, мукор, аспергилл. Представителей рода мукор легко узнать по белому
пушистому налету, который образует мицелий гриба. Ученые доказали, что помимо порчи
продуктов,
мукоровые, а особенно их микроскопические споры, могут отрицательно
сказываться на здоровье человека, вызывая у него аллергические реакции, снижение
иммунитета. Также плесневые грибы, в том числе и мукор могут выделять в воздух
канцерогенные вещества. Так, что домашняя плесень не так уж безобидна.
Мукоровые грибы
избирательны к среде обитания. На их жизнедеятельность
оказывает влияние комплекс экологических факторов: абиотических (свет, влажность,
температура, питательная среда) и биотических (возможность сосуществования с другими
живыми организмами).
Цель работы – выявить абиотические факторы, способствующие появлению и
развитию мукора в домашних условиях.
Задачи:
1. изучение биологических особенностей гриба мукор;
2. получение первичного мицелия мукора в домашних условиях;
3. выбор и подготовка различных питательных сред для развития мукора;
4. наблюдение за развитием белой плесени на различных субстратах;
5. формулирование выводов
Методы исследования: теоретическое исследование; эксперимент; наблюдение;
цифровая фотосъемка
Объект исследования: гриб мукор
Предмет исследования: экологические факторы, влияющие на развитие мицелия
мукора
2
Теоретическая часть
Особенности строения и жизнедеятельности мукоровых грибов
Мукоровые – самое крупное семейство в порядке Мукоровые класса Зигомицеты.
В нем 12 родов, охватывающих около 145 видов. Эти грибы широко распространены в
почве, на экскрементах травоядных животных и на всевозможных гниющих субстратах
растительного происхождения. Громадное большинство из них – сапрофиты. Антимукор
изящный, ризопус малоспоровый, мукор китайский, мукор кистевидный широко
используются в странах Азиатского континента в качестве компонента закваски или
непосредственно для ферментативного производства сброженных продуктов питания и
спирта. Некоторые мукоровые грибы вызывают микозы легких, головного мозга и других
органов человека.
Тело мукоровых грибов состоит из хорошо развитых ветвящихся гиф. Гифы
обычно неокрашенные, и длина их колеблется от нескольких миллиметров до нескольких
сантиметров. Молодые гифы мукоровых одноклеточные. По способу дыхания они
являются аэробами. Не имеющие хлорофилла клетки грибов не могут сами синтезировать
органические вещества, в том числе и витамины, без которых невозможны их рост и
развитие.
Размножаются мукоровые спорами, которые созревают в спороносцах на боковых
ответвлениях гиф.
Спороносцы
в
период
своего
активного
роста обладают
положительным фототропизмом, т. е. изгибаются в сторону источника света. Мукоровые
грибы, в основном, сапрофиты, и только небольшое их число ведет паразитический образ
жизни, причем ограниченный, как правило, своими же сородичами. Эти грибы широко
распространены в природе. Они постоянно обитают в почве, где участвуют в процессах
разложения
органических веществ. Например, они активно минерализуют белковые
вещества растительного происхождения, обогащая при этом почву азотом. Мукор
вызывает порчу продуктов и урожая при длительном его хранении,
является
возбудителем микозов у человека, сельскохозяйственных животных и домашних птиц.
Некоторые из них обладают высокой ферментативной активностью, образуют каротин,
жиры, органические кислоты, а потому находят практическое применение.
3
Экспериментальная часть
Активность процессов жизнедеятельности у мукоровых грибов определяется
силой воздействия факторов внешней среды: химическим составом среды обитания,
наличием влаги, кислорода, температурными воздействиями.
В домашних условиях нам неоднократно приходилось наблюдать, что появление и
рост белой плесени происходит не на всех продуктах питания.
1 этап. Получение мицелия гриба.
Для проведения экспериментальной части исследования нам необходимо было
первоначально получить мицелий гриба мукор. Учитывая, что споры гриба находятся в
воздухе, на кухне мы оставили разные типы пищевых продуктов: кусочек хлеба, варенье,
помидор, кабачок. Мукор появился уже на следующий день на помидоре и кабачке.
Длительность выращивания мицелия составила 3дня. За это время мицелий гриба
разросся, на ¾ захватил поверхность плода и представлял собой плотные белые шапки. В
некоторых местах – серые и черные участки – началось активное спороношение.
2 этап. Подготовка питательных сред, подселение мицелия.
На 2-м этапе мы подготовили несколько питательных сред для выращивания
мукора. Потенциальные для развития гриба среды мы разделили на четыре группы:
1 группа: питательная среда богатая углеводами – хлеб
2 группа: питательная среда богатая углеводами жидкой и рыхлой консистенции –
суп, капуста тушеная
3 группа: питательная среда богатая углеводами и содержащая фруктовые кислоты
– плоды яблоко и апельсин
4 группа: питательная среда богатая углеводами и содержащая фитонциды – лук,
чеснок
5 группа: молочные продукты – кефир.
Каждая из выбранных сред была помещена в чашку Петри 21.11.2012г. После чего
с помощью пинцета мы подселили на среды кусочки мицелия мукора и споры гриба.
Каждую чашку накрыли крышкой и оставили в классной комнате при температуре 22°С.
3 этап. Наблюдение за развитием мукора на различных питательных средах.
Наблюдение за развитием мукора велось на протяжении 7 дней. Этот период
охватил время подселения мицелия и спор гриба на различные питательные среды,
разрастание мицелия активное спорообразование, угнетение мицелия. Результаты
наблюдений отражены в Таблице 1.
В
ходе
экспериментальной
работы
нами
велась
цифровая
фотосъемка,
фиксируемые изменения отражены в Приложении 1.
4
Таблица 1.
Развитие мицелия мукора на различных питательных субстратах
Дата/
субстрат
22.11.12
23.11.12
24.11.12
Апельсин
Чеснок
Суп
Лук
Хлеб сухой
Хлеб
увлажненный
Фиксируем 4
точки заселения
гриба. Гриб
пустил мицелий
вглубь и по
периферии
субстрата.
Капуста
Яблоко
Кефир
Гриб пустил
мицелий.
Обнаружено 5
точек роста
мицелия.
Фиксируем
четыре точки
заселения с
предыдущего дня.
Гиф гриба не
обнаружено
В 3-х точках
заселения гриб
пустил мицелий в
виде коротких
тонких ниточек,
проникающих
вглубь субстрата.
Фиксируем 3
точки заселения
гриба.
Фиксируем 3
точки заселения
гриба.
4 колонии гриба:
3 серых и 1 белая
шапка. Гриб
пустил мицелий.
Фиксируем 3
точки заселения
гриба. Гриб
пустил мицелий.
Фиксируем
множество точек
заселения гриба,
мицелия нет
Мицелий активно
разросся по всей
чашке Петри.
Мицелий
рыхлый, гифы
длинные.
Началось
созревание.
Спорангии
сконцентрирован
ы между
дольками
апельсина
Белый мицелий
остался только в
центре.
Спорангиев стало
еще больше, есть
они и на самом
субстрате и в
промежутках.
зменений нет.
Субстрат
покраснел. 1
колония гриба
выросла.
Появились
немногочисленны
е нити мицелия.
Мицелий
рыхлый,
распространяется
только в одном
направлении.
Мицелий
разросся слабо.
Мицелий не
плотный.
Субстрат стал
брусничного
цвета. Основная
колония
располагается по
центру. По краю
чашки
образовались
спорангии.
Мицелий
активно разросся
по всей чашке. По
краю созревают
спорангии. Внизу
и в середине
остался белый
мицелий, не
плотный.
Мицелий не
плотный, гифы
хорошо развиты.
По краю
особенно сильно
созревают
спорангии.
Изменений нет.
Изменений нет.
Мицелий
плотный,
образует
лепешку.
Субстрат,
окружающий
центральную
лепешку красный.
По краю
расположено
малое количество
спор.
Мицелий растет к
краю чашки.
Созревает малое
количество спор.
Мицелий очень
скуден. Малое
количество спор
созревает.
Субстрат остается
красным. По
краю чашки
продолжают
созревают
спорангии.
Мицелий
рыхлый, хорошо
развитый.
Споры
распространились
по краю и ближе
к центру.
Остались
маленькие
островки белого
мицелия.
Мицелий гриба
занимает всю
площадь чашки.
Споры покрыли
край чашки.
Мицелий вместе
со спорами имеют
серый цвет.
Изменений нет.
28.11.12
Активное
спороношение на
субстрате и в
промежутках. Изза большого
количества спор
цвет колоний
изменился на
черный
Изменений нет.
1 плотная
лепешка.
Поселился новый
гриб зеленого
цвета
1 не плотная
белая лепешка.
От этой лепешки
тянутся нити
мицелия к краю.
На 3 мелких
колониях гриба
началось скудное
спороношение
В центре белый
мицелий,
похожий на
горку. По краю
продолжается
активное
спороношение.
Субстрат остается
окрашенным. Где
хлеб красный,
гриб не растет.
В центре
началось
активное
спороношение. В
центре 1 белая
колония гриба с
двумя пятнами.
Чашка Петри
полностью
заполнена
грибом.
Чашка Петри
полна гриба. С
краю и в центре
маленькие пятна
спор.
Нет изменений.
6
Заключение
Мукор относится к плесневым грибам и по типу питания относится к сапротрофам.
Преимущественно он развивается на пищевых продуктах (фруктах, овощах и других
материалах растительного или животного происхождения), вызывают их порчу. На
поврежденной поверхности появляется пушистый налет, первоначально белого цвета. Это
– мицелий гриба. Вскоре налет меняет свой цвет от светло- до темно-серого оттенков. Эта
окраска обусловлена появлением и созреванием спор.
Мукор очень специфичен по своим требованиям к условиям роста и развития. В
ходе экспериментальной работы было установлено, что наиболее значимыми
абиотическими факторами, влияющими на рост, развитие, размножение мукора являются:
влажность, характер питательной среды и пористость субстрата.
Нами установлено, что питательная среда благоприятная для развития мукора –
богата углеводами, содержит большое количество воды, рыхлая по консистенции.
Углеводы – основной энергетический материал для развития гриба, в наибольшем
количестве содержатся в продуктах питания растительного происхождения. Вода
необходима для интенсивного всасывания. Рыхлый субстрат способствует увеличению
площади соприкосновения гиф гриба с питательной средой, а значит и более активному
питанию. Выращивание мукора на яблоке, апельсине, тушеной капусте, увлажненном
хлебе подтверждает перечисленный комплекс условий. Фруктовые кислоты.
содержащиеся в яблоках и апельсинах не препятствует росту гриба.
Однако, углеводная питательная среда при отсутствие воды существенно
ограничивает развитие мукора. Что показали результаты опыта с сухим хлебом.
Неслучайно, испокон веков, чтобы сохранить хлеб в течение долгого времени сушили
сухари.
Опыты показали. Что есть питательные среды, которые могут вести себя
агрессивно по отношению к мукору. Это среды, которые содержат фитонциды и
молочные кислоты. Это доказали опыты по выращиванию мукора на чесноке, кефире,
луке. Поэтому, полагаем, что содержание в доме, на кухне комнатных растений,
выделяющих в воздух фитонциды (пеларгония, алоэ, бриофиллум), будет препятствовать
развитию мукора на пищевых продуктах, что сбережет их и здоровье человека.
Появление окрашенных пятен на субстрате от розового до брусничного цвета,
вероятнее всего, свидетельствует о протекании химических реакций. Мукор
первоначально выделяет на субстрат особые ферменты, которые переваривают
питательные вещества и только потом гриб готов их всасывать.
7
Образование мицелия начинается с образования основных точек роста. От них
гифы гриба отходят внутрь мицелия, а потом завоевывают периферию. Основная часть
гиф располагается на самом питательном субстрате. Спорообразование же происходит на
участках, лишенных субстрата. Вероятно, это необходимо для того, чтобы не подавлять
питания с помощью гиф. Спорообразование на всей площади субстрата приводит к
угнетению основных гиф гриба, после чего особых видимых изменений больше не
происходит: субстрат израсходован, мукор воспроизвел себя во множестве спор.
В ходе экспериментальной работы нами было обнаружено, что появление рядом с
мукором колоний грибов другого рода, также ограничивает его рост. Данный факт
подтверждает опыт с питательной средой – суп. Поэтому, одним из перспективных
направлений темы исследования может быть изучение влияния других плесневых грибов
на рост мукора.
8
Литература
1. Большая школьная энциклопедия. М.: Махаон, 2001.
2. Иллюстрированный энциклопедический словарь / Под ред. А.П. Горкина. – М.:
Просвещение, 2005.
3. Марфенина О., Иванова А. Многоликая плесень // Наука и жизнь. – 2009. - №10.
4. Смирнов А. Мир растений. М.: Молодая гвардия, 1982.
5. Хардинг П. Грибы. – М.: АСТ, 2002.
6. Я познаю мир. Детская энциклопедия. – М.: АСТ, 1996.
9