Odgovori na postavljena pitanja - Biologija

Sav je živi svijet na zemlji podijeljen u pet carstava: biljke, životinje, gljive, protisti i prokarionti. Ovu podjelu je predložio 1969 godine R.H. Whitaker.

Carstvo gljiva (Fungi) obuhvaća porodice mesnatih gljiva, kvasaca i plijesni, te manju porodicu sluzavih plijesni, rđa i snijeti. Jedinka iz ovoga carstva (gljive) može biti mikroskopske veličine, a može imati masu i od nekoliko kilograma. Gljive spadaju u eukarionte, imaju stanične stijenke, a mogu biti jednostanične ili višestanične. Slično životinjama, one nisu fotosintetski organizmi, nego dolaze do hrane iz okoliša - apsorpcijom, tj. heterotrofni su. Vegetativni micelij (tijelo gljive) im je dobro razvijen.

Proučavanjem gljiva , uključujući plijesni, mesnate gljive i kvasce, bavi se mikologija. To je jedna od prvih mikrobioloških disciplina.

Gljive su posebna skupina organizama i obuhvaćaju oko 250 000 vrsta. Zajedno s bakterijama sudjeluju u razgradnji organskih tvari u našem okolišu. Plijesni koje rastu na kruhu, voću i siru, plijesni na vlažnome tekstilu, kvasci koji se koriste u proizvodnji piva, kolača i kruha; jestive i otrovne gljive - sve su ovo vrste gljiva.

Neke od gljiva uzrokuju infektivne bolesti u ljudi, druge se koriste za suzbijanje infekcija uzrokovanih bakterijama, neke razgrađuju rezerve hrane, a neke sintetiziraju jake otrove koji mogu biti smrtonosni.

Neke gljive posjeduju dimorfizam (di = dva, morfe = oblik), odnosno mogu postojati kao kvasci ili kao plijesni, što ovisi o uvjetima okoline. Primjerice, patogena (po život opasna) gljiva može rasti u tlu kao plijesan, a kao kvasac u čovjekovom organizmu.

PLIJESNI su velika skupina gljiva, a spadaju u odjel Deuteromycota (nesavršene gljive, ''sekundarne gljive'').

Naime, podjela gljiva se temelji na osobitostima njihovog spolnog načina razmnožavanja. Stoga, slijedi pitanje što je s onim vrstama gljiva kod kojih nije zabilježen spolni način razmnožavanja? Takve vrste gljiva se smještaju u ovu skupinu (Deuteromycota), a jednom nakon što se zabilježi spolno razmnožavanje u jedne takve vrste ona se smješta u određenu skupinu, već prema osobitostima razmnožavanja.

Većina ovih gljiva su saprofiti, odnosno paraziti na biljkama, a samo nekoliko vrsta parazitira na drugim gljivama.

Tijelo plijesni je izgrađeno od gustog sustava dugih cjevastih stanica bez klorofila, obično bezbojnih. Nitaste su građe, a niti (hife), koje se sastoje od cjevastih stanica, rastu kao isprepletena masa, koja se zajedničkim imenom naziva micelij. Micelij se kao paučinasta prevlaka rasprostire po podlozi.

Najveći broj hifa je vegetativan; one aktivno rastu i oblikuju tijelo plijesni u koloniju. Specijalizirane hife nazvane zračne hife (konidiofori) nose strukture za razmnožavanje, tj. nespolne spore (konidije) i, osim toga, sudjeluju u tvorbi paučinastoga oblika kolonije plijesni.

Među najvažnije vrste ove skupine ubrajaju se vrste roda Penicillium, gdje spada i zelena plijesan, Penicillium notatum.

Vrlo često imamo priliku vidjeti zelenu plijesan!!! A gdje??? Odgovor možemo pronaći katkada i u našim domovima i to na različitom voću koje je dugo stojalo nedirnuto. Najčešče možemo vidjeti plavu i zelenu plijesan, a katkada i te dvije zajedno, jer su za razvoj plave i zelene plijesni potrebni slični uvjeti. One se razvijaju u širokom temperaturnom intervalu, a najbrži rast se zbiva pri 25°C. Čak se i pri 50°C zelena plijesan može razmnožavati, rasti i potpuno prekriti voćku i to za samo pet dana.

Zelena plijesan uzrokuje pojavu mekanih, vodnjikavih i lagano obezbojenih točaka na površini, koje narastu do oko 13 mm (promjera!) prije nego pobijele uslijed formiranja gustog isprepletenog micelija. Kada micelij plijesni naraste 13-25 mm, centar inficiranog mjesta pozeleni uslijed stvaranja spora. Pri idealnim uvjetima spore mogu prekriti cijelu voćku za 5-6 dana.

Spore na površini voćke ne mogu uzrokovati infekciju i propadanje voća ako površina nije niti najmanje oštećena. Međutim, to se gotovo nikada ne događa, jer su za infekciju dovoljna i mikroskopska oštećenja, tako da je infekcija jedne stanice dovoljna za daljnje širenje plijesni.

Što se tiče otpornosti plijesni na fungicide (sredstva koja ubijaju gljive), može se katkada pojaviti prirodno, ali to se jako rijetko događa. Međutim, ukoliko se plijesan razvije iz jedne jedine spore koja je imala svojstvo otpornosti na fungicide, onda će cijela kolonija biti otporna.

Penicillium notatum je čovječanstvu, ipak, donio više koriti nego štete!!! Upravo od njega potječe čuveni i jako dobro poznati penicilin, antibiotik čije je otkriće jedno od najvažnijih u povijesti medicine.

Slika 1. Rod Penicillium (plijesan); vidi se konidiofor koji na vrhu nosi konidije.

Slika 2. Kolonija zelene plijesni na hranjivoj podlozi.

Kruh, razna dizana tijesta, pivo, vino, te još mnoga razna alkoholna pića - u proizvodnji svega toga nezamjenljivu ulogu ima kvasac! Kvasac je prisutan u životu čovjeka već stoljećima. Neki nalazi upućuju na proizvodnju alkoholnih pića još u neolitu, a egipatske piramide sačuvale su detaljan opis procesa proizvodnje piva.

Kvasci spadaju, kao i plijesni, u carstvo gljiva i to pripadaju odjelu Ascomycota (gljive mješinarke).

Morfologija kvasaca potpuno se razlikuje od morfologije ostalih gljiva. Puno je jednostavnija. Kvasci se uglavnom javljaju kao pojedinačne stanice (dakle, to su jednostanične gljive) i to uglavnom nerazgranate, a kolonije kvasaca imaju, u pravilu, glatku površinu. Stanice su uglavnom jajolikog oblika i obično su velike (5-8 µm promjera; za usporedbu, stanice kuglastih bakterija imaju promjer 1 µm; 1 µm iznosi jedan tisućiti dio milimetra).

Neki rodovi kvasaca tijekom rasta u anaerobnim uvjetima (bez kisika) tvore vrlo izdužene stanice koje podsjećaju na hife plijesni. Te stanice nazivamo pseudohife, a njihov splet pseudomicelij ( pseudo = lažan).

Osnovni tip stanice u kvasaca jest blastospora. Blastospora je kuglasta ili jajolika stanica koja se razmnožava nespolnim načinom, pupanjem ili poprečnom diobom. Na blastopori izrasta pup koji se otkine kada dosegne veličinu osnovne stanice.

Karakteristično za kvasac je to da uvijek možemo razlikovati veliku stanicu (stanicu majku) i ''pup'', odnosno stanicu kćer. Stanica majka može dati samo ograničen broj pupova (30 - 40), a nakon toga se prestane dijeliti. Na onome mjestu gdje se odvojio pup, tj. nova stanica kćer, od stanice majke, ostaje ''ožiljak'', te se prema broju ''ožiljaka'' može utvrditi koliko je potomaka dala jedna stanica (slika 1).

U tijeku spolnoga razmnožavanja u kvasaca se stvara unutar stanice četiri ili više nepokretnih spora s debelim staničnim stijenkama. Stanična stijenka roditeljske stanice funkcionira kao askus, tj. kao vrećica koja sadrži spore. Spolne su spore u većine kvasaca, u skladu s time, askospore.

Slika 3. Saccharomyces cerevisie. Lijevo: nekoliko stanica koje se nespolno dijele, pupanjem. Desno: ascus (u sredini slike) s 4 askospore.

Postoji više stotina različitih vrsta kvasaca, no najpoznatiji i najznačajniji predstavnik je Saccharomyces cerevisiae. Naziva se još i pivski, pekarski ili, jednostavno, ''kvasac''.

Dostupnost i ekonomsko značenje, kao i jednostavan i jeftin uzgoj učinili su stanice kvasca poželjnim predmetom znanstvenih istraživanja. Tako je u kvasca prvo ustanovljena prisutnost fermenata (od latinskog fermentum, kvasac) ili enzima (od grčkog ''u kvascu''), a to su dijelovi stanične biomase koji sami mogu katalizirati reakcije razgradnje šećera. Kvasac pomiješan s mlakom vodom i brašnom vrlo brzo zatpočinje burnu fiziološku aktivnost, oslobađajući pri tome ugljikov(II) oksid, CO₂, koji daje tijestu željenu rahlost i mekoću.

Kvasac se vrlo jednostavno može uzgajati na umjetnoj hranidbenoj podlozi u Petrijevim zdjelicama. Svaka kolonija sadrži tisuće identičnih stanica (klonova) koje su nastale diobom jedne jedine stanice.

Kvasac danas ima vrlo veliki značaj u istraživanjima na području genetike, molekularne biologije, medicine, fiziologije... Godine 2001. dodijeljena je Nobelova nagrada za područje medicine i fiziologije za istraživanje kvasca jer su rezultati tih istraživanja značajno pridonijeli razumijevanju nastajanja raka. Također, kvasac je prvi eukariotski organizam čiji je genom u cjelosti sekvenciran.

Razvoj mikrobiologije u posljednjih stotinu godina omogućio nam je uspješno suzbijanje mnogobrojnih , katkada i stravičnih epidemijskih bolesti. Mikrobiologija ima praktičnu i teorijsku važnost i u humanoj (ljudskoj) i u veterinarskoj medicini. Mikroorganizmi su važni u proizvodnji namirnica i u održavanju prehrambenog lanca u prirodi. Oni mogu živjeti u zajednici sa životinjama i biljkama, a često su i važni za samo preživljavanje njihovih domaćina. Mikrobe možemo suzbijati, ali i koristiti u različitim postupcima proizvodnje namirnica, tvornički vrijednih kemikalija i tvari koje nam pomažu u suzbijanju i liječenju bolesti.

Mnogi poznati znanstvenici su u posljednja tri stoljeća sudjelovali u razvoju mikrobiologije kao znanstvene discipline, te je došlo do mnogobrojnih otkrića na ovome području. Jedan od njih je i Alexander Fleming.

Alexander Fleming je rođen 1881 godine u Lochfield-u, u Škotskoj. Bio je sin farmera i treće dijete od ukupno sedam braće i sestara. U London se zaputio s navršenih 13 godina, nakon smrti svog oca. Nakon završetka studija na Regent Street Polytechnic u Londonu 1897, zaposlio se kao službenik, u uredu, na nekoliko godina. 1901 godine napušta taj posao i odlazi u bolnicu St.Mary kako bi studirao medicinu. Pokazao se kao briljantan student i nakon diplomiranja zaposlio se u istraživačkoj grupi Sir Almroth Wright-a (bakteriološki laboratorij pod okriljem St.Mary!) kao asistent, a osobito se interesirao za bakteriologiju.

Tijekom rata između Engleske i Njemačke 1914 godine, Alexander Fleming se pridružio, kao vođa, engleskim vojnim medicinskim postrojbama u cilju razvijanja liječenja i smanjenja umiranja vojnika radi infekcije rana. Po završetku prvog svjetskog rata, Fleming je nastavio raditi u bolnici St.Mary. 1928 godine je izabran za školskog profesora, a 1943 sveučilišnog profesora bakteriologije na Londonskom sveučilištu. 1943 je postao članom Kraljevskog Društva i proglašen vitezom 1944 godine.

Jednoga dana 1928 godine (tada je radio u Almroth Wright grupi), kada je pošao baciti neke stare kulture opasnih bakterija (iz roda Staphylococcus - one koje inficiraju rane) iz Petrijevih zdjelica, sasvim slučajno je došao do veličanstvenog otkrića : zelene plijesni su se razvile na kulturi opasnih bakterija. Čak su imale i sposobnost da ubiju te bakterije, jer na mjestu gdje su se razvile plijesni nije uopće bilo bakterija.

Uslijedio je niz pokusa kojima je potvrđeno njegovo opažanje i koji su doveli do otkrića penicilina. Bio je to soj plijesni iz roda Penicillium koji je mogao ubiti bakterije, a da pri tome ne učini nikakvu štetu ranama. Penicilin je bio uspješan u borbi protiv mnogih vrsta bakterija i potpuno bezopasan za čovjeka.

No, na žalost, radi nedovoljne podrške medicinkog odbora Fleming je morao obustaviti svoje istraživanje.

Konačno, krajem 30-ih godina prošlog stoljeća znanstvenici su pronašli način proizvodnje penicilina. Za to su najzaslužniji Howard Florey i Ernst Chain. Engleske i američke farmaceutske tvrtke su počele proizvoditi penicilin u velikim količinama, koji je onda bio korišten za liječenje mnogih infekcija tijekom drugog svjetskog rata.

1945 godine Fleming je dobio Nobelovu nagradu za područje medicine, na što je samo skromno odgovorio: "Priroda je izumila penicilin; ja sam ga samo pronašao"

Fleming je proveo ostatak svoje karijere u istoj bolnici. Umro je 1955 godine od iznenadnog infarkta.

Alexander Fleming se tijekom svog skromnog života dva puta ženio i imao jednoga sina. 1915 godine vjenčao se sa Irkinjom Sarah Marion McElroy of Killala, koja je preminula 1949. S njom je imao sina.

Ponovno se oženio 1953 s dr. Amalia Koutsouri-Voureka, grčkom kolegicom sa studija na St.Mary.

Objavio je mnogobrojne radove sa područja bakteriologije, imunologije i kemoterapije, uključujući i detaljan opis lizozima i penicilina, u znanstvenim i medicinskim časopisima. Tijekom života primio je mnoge medalje i priznanja za znanstvena dostignuća i razvoj medicine.

MUHARA (Amanita muscaria)

Gljive koje izazivaju psihološke promjene i halucinacije stotinama su godina koristili indijanski šamani. Prva njihova uporaba u Evropi zabilježena je u 17 stoljeću u Španjolskoj i to kod svećenika koji je to svoje iskustvo donio iz Amerike.

Muhare su najraširenije halucinogeno sredstvo u svijetu. Osim šamana korisitili su ih i svećenici u Evropi, Aziji i Africi u obredne svrhe, u liječnju, primanju proročanstava, prizivanju duhova i komunikaciji s precima. Također su ih koristili i vojnici za postizanje snage u bitkama.

I ova naša muhara - Amanita muscaria - spada u jake halucinogene. Ona se, kao takva, spominje u hinduističkim i budističkim spisima. Problem je kod nje taj što je posve nepredvidiva. Kod nekoga može izazvati "veličanstven efekt", kod nekoga "pakao", a kod nekoga ništa, nikakvu promjenu. Simptomi koje izaziva ova gljiva javljaju se nakon otprilike sat vremena, a traju 5 do 10 sati. Mnogi kao početni efekt navode mučninu i ekstremno otjecanje tijela. Često se pada u san sa živopisnim snovima, a nakon buđenja slijede halucinacije!!!

Muhara je poznata crvena gljiva s bijelim točkama. Može se pronaći na zemlji uglavnom oko vazdazelenog drveća.

Klobuk: u početku poluokruglast, kasnije spljošten, promjera 5-20 cm, prekriven jarkocrvenom ili narančastocrvenom kožicom koja se lako skida. Mlada gljiva ima po klobuku neravnomjerno raspoređene bijele krpice. Za kišnih dana bijele krpice mogu nestati. Starije gljive imaju sitno naboran obrub i gladak rub.

Trusište: sastavljeno od bijelih, gustih, širokih, trbušastih i različito dugih listića, koji su slobodni u onome dijelu uz stručak. U mladih gljiva listići su prekriveni vjenčićem. Otrusina je bijela.

Stručak: bijele boje, vitak, valjkast, u početku pun, a poslije šupalj. Visok je 12-20 cm, promjera 1-2,5 cm. U gornjem dijelu s njega visi bijeli, sitno naborani zaostatak zastorka (velum partie). U donjem dijelu stručak je gomoljasto zadebljao, s 2-3 reda bradavičastih izraslina koje su ostatak vanjskog ovoja (velum universale).

Vrijeme rasta: raste od srpnja do studenog u višim predjelima, a u nizinama i još nakon studenoga. "Meso" muhare je tvrdo, bijelo, u klobuku pod crvenom kožicom žuto, bez izrazitog mirisa i okusa. Moguće ju je zamijeniti s blagvom (Amanita caesarea), koja ima žuti stručak, žute listiće i obično nema krpice na klobuku.

Upotrebljivost: nije jestiva, otrovna je, sadrži otrov muskarin koji je po njoj i dobio ime, a čija je koncentracija najveća u kožici!!! Međutim, muskarin sadrži samo u tragovima, a upravo ju neki drugi otrovi, koje sadrži, čine otrovnom, a to su: muscimol, muskazon i ibotenska kiselina. U nekim je zamljama jedu tako da joj prvo ogule kožicu, zatim prokuhaju i siliraju.

Simptomi trovanja muharom javljaju se 1-4 sata nakon konzumiranja gljiva, očituju se jakim bolovima u trbuhu, povraćanjem, diarejom, proširenim zjenicama, ubrzanim radom srca, konfuzijim, halucinacijama i poremećajem svijesti.

Muhara je dobila ime po tome jer su je u nekim krajevima Evrope kuhali u mlijeku i kao insekticid koristili za uništavanje muha.

Literatura:

• DURAKOVIĆ S. (1991) Prehrambena mikrobiologija - Gljive - morfologija i sistematika, Medicinska naklada Zagreb, 71-83
• PRESCOTT L.M. , HARLEY J.P. , KLEIN D.A. (2002) Microbiology - The Fungi (Eumycota), Slime Molds, and Water Molds, McGrow Hill, 553-564
• ZGAGA Z. - Kvasac - prijatelj i suputnik, časopis PRIRODA, travanj 2005, 8-9
• MICROSOFT ENCARTA ENCYCLOPEDIA 2000, Editor-in-Chief: Gary Alt

Linkovi:

• http://www.sardi.sa.gov.au/pages/horticulture/citrus/hort_citp_mould.htm
• http://nobelprize.org/medicine/laureates/1945/fleming-bio.html
• www.sjsu.edu/depts/Museum/flemin.html

Sanda Banović
Student 4. godine, smjer: profesor biologije i kemije
Prirodoslovno-matematički fakultet, Zagreb