1. Выделение плесневых грибов с поверхности картин, скульптур и барельефов.

2. Изучение культуральных и морфологических признаков плесневых грибов.

3. Выделение плесневых грибов в чистые культуры.

Глава 1. Литературный обзор

1.1 Биоповреждения как эколого-технологическая проблема

Биоповреждения — реакция окружающей среды на то новое, что вносит в нее человек. Создаваемые человеком материалы и изделия вовлекаются в естественные процессы, протекающие в биосфере, включаются в естественные биоценозы. Во всех ситуациях, связанных с биоповреждениями, взаимодействуют, с одной стороны, организмы и окружающая среда, с другой — творения человеческих рук. Изучая взаимодействие этих компонентов, прежде всего с точки зрения их хозяйственной деятельности и существования человека, проблема биоповреждений основывается на комплексных эколого-технологических подходах.

Комплексные подходы учитывают взаимодействие живых организмов — биоповреждающих агентов — между собой, особенно в тех случаях, когда они принадлежат к разным систематическим группам, видам и популяциям или экологически далеки друг от друга.

Эколого-технологические подходы предусматривают прогнозирование биоповреждающего действия, позволяющее эффективно защищаться от него, например, путем внесения в структуру создаваемых полимеров элементов с биоцидными свойствами, пропитки древесины и изделий.

1.1.1 Предмет и понятия биоповреждений

Задачи по проблеме биоповреждений, поставленные перед учеными практикой народного хозяйства сегодня, и главным образом те из них, которые поставит завтрашний день, требуют конкретизации предмета исследований, сферы интересов, основных понятий, которыми необходимо оперировать при рассмотрении специальных вопросов. Термин «биоповреждения» применительно к проблеме возник одновременно с ее официальным оформлением и созданием Научного совета АН СССР, возглавившего исследовательские работы в этом направлении. Он соответствовал английскому слову biode-terioration, которое появилось для обозначения международных координирующих организаций, например TheBiodeteriorationSociety — Международное общество по биоповреждениям.

Первоначально оба термина использовались для обозначения отрицательного влияния организмов на функциональные и структурные характеристики материалов и изделий или технического сырья. В последующие годы эта формулировка неоднократно трансформировалась, сужалась и расширялась в соответствии с пожеланиями специалистов, представляющих различных отрасли хозяйства и разные науки. В частности, на определенном этапе в это понятие стали включать и полезную деятельность организмов, направленную на разрушение и утилизацию отживших материалов и изделий. Особенно отчетливо эта тенденция стала выявляться после III Международного симпозиума по биоповреждениям, состоявшегося в 1975 г. в Кингстоне (США) с участием советских ученых. Известный ученый Ван дер Керк (1971) дает следующее определение биоповреждениям: биоповреждение — это любое нежелательное изменение в свойствах материалов, вызванное жизнедеятельностью организмов. Советский ученый Г.И. Каравайко (1976) расширил это определение и предложил называть биоразрушение более широким термином — это любое желательное и нежелательное изменение в свойствах материалов, вызванное жизнедеятельностью организмов. Оба определения не охватывают всего многообразия объектов, повреждаемых организмами.

Учитывая это, будем относить термин «биоповреждения» к ситуациям, когда живые организмы своей деятельностью и присутствием вызывают изменения (нарушения) структурных и функциональных характеристик у объектов антропогенного происхождения или природных объектов, используемых в качестве сырья.

Биоповреждающая ситуация, возникающая вследствие одновременного присутствия всех необходимых компонентов и факторов как предпосылок для возникновения и протекания биоповреждающего процесса, представляет собой одно из наиболее важных понятий проблемы биоповреждений. Это понятие предполагает потенциальную возможность возникновения биоповреждений и поэтому важно в разработке терминологических схем, связанных с прогнозированием биоповреждений.

Важнейшими компонентами, присутствие которых создает био-повреждающую ситуацию, являются живые организмы, которые могут стать источником биоповреждающего воздействия на объект, защищенный или не защищенный специальными средствами. Хотя присутствие этих компонентов в пространственной сфере дистанционно доступно для их взаимодействия, определяет потенциальную возможность биоповреждающего воздействия и, следовательно, создает биоповреждающую ситуацию, но оно еще не запускает биоповреждающий процесс, возникновение которого связано с началом воздействия организма на повреждаемый организм.

Источником биоповреждений называется организм, атакующий материал, изделие, сооружение, природное сырье и вызывающий изменение его свойств в нежелательную для человека сторону. Такие организмы называют также агентами биоповреждений или повреждающими организмами.

Сооружения, изделия, материалы, сырье, повреждаемые организмами, теряют полезные свойства. Их называют объектами биоповреждений или биоповреждаемыми объектами.

В понятие объектов биоповреждений включаются средства защиты изначально в виде биоцидов, заложенных в них человеком или приданных объектам позднее, в момент, когда опасность биоповреждающего воздействия стала более реальной и потребовала действенных, а не только профилактических мер.

Таким образом, понятие источник (агент) биоповреждений относится к экологической категории, а биоповреждаемый объект и средства защиты — к антропогенно-технологическим. Все они имеют прямое отношение к пониманию причин возникновения биоповреждений как эколого-технологического явления.

1.1.2 Причины возникновения биоповреждений и двойственная природа биоповреждений

В вопросе о причинах возникновения биоповреждений нет единой точки зрения. Существуют взгляды, отдающие предпочтение экологическому фактору как главному и ведущему. Согласно мнению других специалистов, решающим фактором является антропогенно-технологический, целиком зависящий от деятельности человека. В пользу тех и других говорят серьезные аргументы, позволяющие рассматривать биоповреждение то как экологическое явление, то как антропогенно-технологическое. Если рассматривать биоповреждения с позиций эколога, то в его распоряжении будут следующие аргументы. Биоповреждения всегда так или иначе, прямо или косвенно связаны с окружающей средой, в одних случаях не затронутой человеком, в других — сильно им измененной и, наконец, в третьих — им созданной. Окружающая среда является фоном, на котором протекают биоповреждающие процессы, подверженные, кстати, ее постоянному влиянию. Вне среды - биоповреждения не возникают и не существуют. Биоповреждения имеют в окружающей среде свои аналоги — экологические прототипы, свидетельствующие о том, что сходные явления возникали и протекали в природе и до появления человека и, что особенно важно, имеют место сейчас, когда человек, непрерывно насыщая среду изделиями и материалами, создает условия для возникновения биоповреждений.

Так, одно из биоповреждений — обрастание судна водорослями, ракообразными и моллюсками — имеет в природе свои экологические прототипы в виде обросших этими же организмами плавающих предметов естественного происхождения, например упавших в воду деревьев и т. д. При этом реакция организмов на новыйпредмет, попавший в среду, в частности благодаря деятельности человека, подчас бывает такой же, как на экологически им хорошо знакомый.

Процессы биоповреждений не только испытывают влияния со стороны окружающей среды, но и в свою очередь влияют на нее, меняя все находящееся в ближайшем окружении. Сам по себе объект, созданный человеком и внесенный им в окружающую среду, является мощным экологическим фактором, который в одних случаях активно используется организмами, в других — действует на них отрицательно, в третьих — косвенно открывает для них новые возможности в отношении местообитаний и расселения.

Во всех этих случаях атакующий объект организм меняет свойства и добавляет новые, важные в экологическом отношении качества, одновременно выполняя роль своеобразного гида, вводящего этот объект в биоценотические цепи, существующие в природе или вновь возникающие под влиянием деятельности человека.

Тесные связи биоповреждающих процессов с окружающей средой проявляются в том, что объекты, будучи внесенными человеком в природу, включаются в естественные биоценозы чаще всего с помощью атакующих их организмов, которые связаны с другими членами биоценоза и тем самым предоставляют имеющиеся в их распоряжении сложившиеся контакты вновь рекрутированным членам, ими же «приведенным». В других случаях вокруг объекта и атакующего его организма складывается новый, искусственный биоценоз с новыми биоценотическими связями и взаимоотношениями, в этом случае решающим фактором будут экологическая «полезность» объекта, возможность его использования организмами в экологических целях. Таким образом, рассматривая биоповреждения с экологической точки зрения, мы видим, как серьезны и аргументированы позиции специалистов, отдающих предпочтение экологическому фактору в возникновении и развитии биоповреждающего процесса. Однако вполне ли исчерпывающими и до конца аргументированными являются взгляды экологов на природу биоповреждений? Ведь нельзя не учитывать того, что существование антропогенного фактора в виде человека и результатов его деятельности является необходимым условием биоповреждений как явления. Необходимо всегда помнить, что к проблеме биоповреждений имеет отношение только та его часть, которая уже добыта, складирована и в какой-то степени обработана, т. е. включена в производство. Тем более это относится к сырью, находящемуся в стадии перевозки с использованием любых транспортных средств. Если же оценивать роль антропогенного фактора в возникновении и развитии биоповреждающего процесса более конкретно, то человек фиксирует начало и конец воздействия живых организмов на объект, который он сам производит и вносит в природу, а затем по мере необходимости удаляет из нее. В то же время он может сдвинуть начало биоповреждающего процесса, используя для этой цели специальные защитные средства. Ограничив или сняв вообще действие защитных средств, человек в состоянии открыть дорогу биоповреждающему воздействию, сделав свой объект доступным для организмов.

Не менее важными и существенными для понимания роли антропогенного фактора в возникновении биоповреждений являются функции, регулирующие биоповреждающий процесс, меняющие его силу, ускоряющие или замедляющие его, вплоть до временной остановки. Этими возможностями человек также располагает, имея в своем распоряжении все те же защитные (в этом случае назовем их регулирующие) средства.

Таким образом, биоповреждение — это одновременно и экологическое, и антропогенно-технологическое явление. Именно это принципиально важное положение составляет основу эколого-технологической концепции биоповреждений (В. Д. Ильичев, 1978, 1979).

1.2 Грибы, как источники биоповреждений

Биоповреждения материалов микроорганизмами известны очень давно. Упоминания о них встречаются у Плиния и Гомера.

Издавна применялись различные средства защиты от биоповреждения материалов. Например, при сооружении висячих садов Семирамиды предусматривались меры против сырости; для предотвращения повреждений древесины использовали жидкую смолу, листы свинца, асфальт.

Из этих примеров видно, что некоторые элементы сегодняшней научно обоснованной защиты от биоповреждений существовали уже в те далекие времена. Однако переломный момент наступил после того, как была установлена роль микроорганизмов в процессах разрушения материалов. В XIX в. было начато изучение повреждений древесины.

Древесина, повреждаемая грибами,— наиболее изученный материал. Обширные исследования в этой области многие годы ведутся в Сенежской лаборатории консервирования древесины ВНИИДрев под руководством С.Н. Горшина.

В 30-х годах нашего столетия активизировались работы по изучению микробиологического повреждения бумаги, включая книги и документы. Большой вклад в решение этой проблемы внесли советские ученые В. Л. Омелянский, Л.А. Белякова, 3.А. Загуляева, Ю.П. Нюкша и др.

Роль грибов в поражении других промышленных материалов в основном начали изучать со времени окончания второй мировой войны. Более ранний период представлен только отдельными немногочисленными работами, не раскрывающими специфики микробного повреждения. Имеются сведения, что в годы второй мировой войны в тропических регионах погибло большое количество военного снаряжения различных стран. Например, в Новой Гвинее микроорганизмами было приведено в полную негодность все имущество австралийской армии (брезенты, тенты, обувь, одежда, резиновые изделия, электрооборудование, радиостанции и пр.). В умеренном климате грибы вызывают повреждения промышленных материалов во время их изготовления, когда производство» сопряжено с высокой температурой и влажностью, при нарушении; условий хранения и эксплуатации, транспортировке. В тропическом и субтропическом климате развитие грибов происходит более интенсивно, а следовательно, ущерб, причиняемый грибами, значительнее.

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. Например, всем известны повреждения, вызванные грибами на фреске Леонардо да Винчи «Тайная вечеря».