EPISTEME 18/2013, t. 3 s ISSN

Transkrypt

1 Rafał Ogórek Agnieszka Lejman EPISTEME 18/2013, t. 3 s ISSN Analiza mikologiczna powietrza Jaskini niedźwiedziej w kletnie. Doniesienie wstępne the Mycological air analysis of Niedźwiedzia (bear) cave in kletno. PRELIMINARY study Abstrakt. Celem pracy była ocena stanu mikologicznego powietrza w Jaskini Niedźwiedziej (Kletno). Próby powietrza zostały pobrane 12 września 2011 roku z trzech stanowisk badawczych zlokalizowanych w Jaskini Niedźwiedziej: Sala Lwa, Sala Pałacowa, Korytarz Człowieka Pierwotnego. Z powietrza zostały wyizolowane grzyby z rodzajów: Acremonium, Aspergillus, Cladosporium, Penicillium, Sordaria, Trichoderma oraz drożdżaki z rodzaju Candida i Rhodotorula. Słowa kluczowe: grzyby, powietrze, jaskinia Summary. The aim of study was to evaluate mycological air in Niedźwiedzia (Bear) Cave, Kletno. Air samples were taken in the 12th September 2011 from 3 location of Niedźwiedzia (Bear) Cave: Cave Lion Hall, The Palace Hall, Primitive Human Corridor. From the air were isolated fungi of the genus: Acremonium, Aspergillus, Cladosporium, Penicillium, Sordaria, Trichoderma and yeasts of the genus Candida and Rhodotorula. Key words: fungi, air, cave 121

2 Magdalena Odrzywolska-Hasiec, Magdalena Troć, Krzysztof Oklejewicz... Wstęp Jaskinia Niedźwiedzia odkryta została w 1966 roku podczas prac w kamieniołomie. Obecnie długość znanych korytarzy wynosi ponad 3 km [Pulina 1970, 1989]. W Jaskini udostępniony do zwiedzania jest środkowy poziom, który zaczyna się w pawilonie wejściowym z ekspozycjami przyrodniczymi, a następnie śluza wejściowa prowadzi do Wielkiej Szczeliny. Przez pomost nad Wielką Szczeliną przechodzi się przez rozcięty pracami górniczymi Próg Ryżowy z którego przechodzi się do Sali Lwa. Następnie przechodzi się do Sali Przejściowej z której przez korytarz przekopany w namuliskach dochodzi się do sali, zwanej Biwakiem. Z Biwaku przechodzi się przez wykutą sztolnię do Korytarza Stalaktytowego i Sali Pałacowej. Na końcu Sali Pałacowej znajdują się wejścia do Korytarza Wodnego i Korytarza Mis Martwicowy, który łączy się z Biwakiem. Z Korytarza Wodnego przechodzi się przez sztolnię do Korytarza Człowieka Pierwotnego, który łączy się z Biwakiem. Z Korytarza Człowieka Pierwotnego opuszcza się środkowe piętro jaskini przez sztolnię z dwiema śluzami [Pulina 1996]. Jaskinia Niedźwiedzia w przeszłości i obecnie jest środowiskiem zasiedlanym przez organizmy żywe [Wiszniowska 1967, 1989]. Z osadów wydobyto próby liczące kilkaset tysięcy szczątków, na które składają się kości kręgowców i skorupki ślimaków. Wykryto m.in. szczątki należące do 29 gatunków ssaków i muszle ślimaków (29 gatunków). Natomiast w faunie współcześnie żyjącej w jaskini występują: skoczogonki, pajęczaki, nietoperze i gryzonie [Bieroński i in. 2007]. Ludzie zwiedzający kopalnie i jaskinie mogą być narażeni na działanie wielu szkodliwych czynników, ponieważ powietrze poza stałymi składnikami może zawierać zanieczyszczania biologiczne [Stach i in. 2004]. Biologiczna frakcja powietrza może zwierać m.in. wirusy, bakterie, komórki i fragmenty roślin i zwierząt a także fragmenty grzybni grzybów i ich zarodniki [An i in. 2004]. Zanieczyszczenia mikrobiologiczne mogą wydzielać metabolity wtórne takie jak mykotoksyny, endotoksyny, enterotoksyny i enzymy, które są szkodliwe dla zdrowia ssaków [Gołofit-Szymczak i Skowron 2005]. Źródła literaturowe donoszą, że większość problemów zdrowotnych związanych z jakością powietrza np. wewnątrz pomieszczeń mieszkalnych 122

3 Wpływ wysokości nad poziomem morza na wybrane właściwości... wynika z obecności grzybów. Szacuje się, że stanowią one nawet 70% wszystkich zanieczyszczeń mikrobiologicznych powietrza. Dowodzą tego wyniki analizy mikologicznej powietrza przeprowadzone m.in. w USA i Brazylii [Brickus i in. 1998, Reynolds i in. 2001]. Ogórek [2012] stwierdza, że w powietrzu kopalni Złota w Złotym Stoku występują grzyby z rodzaju Alternaria, Aspergillus, Botrytis, Cladosporium, Penicillium, Rhizopus, Sordaria i Trichoderma oraz drożdżaki z rodzaju Rhodotorula. Natomiast według Nováková [2009] w powietrzu Słowackich jaskiń występują grzyby z rodzaju: Circinella, Mucor, Rhizopus, Acremonium, Alternaria, Arthrinium, Aspergillus, Beauveria, Botrytis, Chrysosporium, Cladosporium, Clonostachys, Doratomyces, Engyodontium, Fusarium, Geomyces, Isaria, Lecanicillium, Malbranchea, Ochroconis, Oidiodendron, Paecillium, Paranomuraea, Phialophora, Phoma, Pithomyces, Pochonia, Scytalidium, Stachybotrys, Trichoderma, Trichophyton, Ulocladium i Verticillium. Najczęściej stosowaną techniką do kontroli czystości mikrobiologicznej powietrza jest metoda zderzeniowa z wykorzystaniem próbnika powietrza i szalek zawierających zestalone podłoże hodowlane [Krygiel 2006]. Materiały i metody Materiał do badań stanowiły próbki powietrza pobrane 12 września 2011 roku z trzech stanowisk badawczych zlokalizowanych w Jaskini Niedźwiedziej (Kletno). Analizę powietrza przeprowadzono metodą zderzeniową (aparat Air Ideal 3P), z użyciem dwóch podłoży hodowlanych: PDA (Potato Dextrose Agar, Biocorp) i zakwaszonego PDA (0,5% kwasu cytrynowego). Aparat (Air Ideal 3P) zaprogramowano na pobieranie próbek powietrza o objętości: 100, 150 i 300 dm 3 powietrza. W każdym punkcie pomiar wykonano w trzech powtórzeniach (dla każdej objętości powietrza). W trakcie pomiarów aparat był umieszczony na wysokości 1,5m od podłoża. Inkubację pobranych próbek na płytkach Petriego (średnica 90mm) prowadzono w temperaturze pokojowej (~22 o C) przez 2-7 dni. Po okresie inkubacji obliczono liczbę jednostek tworzących kolonie (jtk) w 1m 3 powietrza. 123

4 Magdalena Odrzywolska-Hasiec, Magdalena Troć, Krzysztof Oklejewicz... Średnio roczna temperatura i wilgotność względna powietrza wynosiły odpowiednio około 6 o C i prawie 100 % [ jaskinia/pl/opis.html]. Identyfikacje do danego gatunku grzyba była w oparciu o ogólnie przyjęte metody stosowane w laboratoriach mikologicznych, z wykorzystaniem dostępnych kluczy do oznaczana grzybów [Eblis 1971, Raper i Fennell 1965, Raper i Thom 1968]. Wyniki Liczebność grzybów izolowanych z powietrza w badanych próbkach pomiarowych zlokalizowanych w Jaskini Niedźwiedziej (Sala Lwa, Sala Pałacowa, Korytarz Człowieka Pierwotnego) wahała się od 39 do 61 jednostek tworzących kolonie w 1m 3 powietrza. Najbardziej zanieczyszczone powietrze pod względem mikologicznym stwierdzono w Sali Lwa. Natomiast najmniejszą liczebność grzybów odnotowano w powietrzu Sali Pałacowej tab. 1. Szczegółowa analiza jakościowa grzybów izolowanych z powietrza na wytypowanych punktach pomiarowych pozwoliła stwierdzić, że z podłoża PDA wyizolowano 10 gatunków grzybów a z podłoża PDA zakwaszonego 8 gatunków. Na podłożu PDA w porównaniu do PDA zakwaszonego, wyizolowano dodatkowo gatunki grzybów, takie jak: Penicillium expansum i Sordaria fimicola ryc. 1. Najczęściej izolowanym gatunkiem grzyba w badanym środowisku na obu podłożach był Cladosporium herbarum ryc. 1. Najmniejszą liczbę gatunków grzybów wyizolowano z próbek powietrza Sali Lwa (na podłożu PDA 4 i PDA zakwaszonym 3 gatunki grzybów), natomiast najwięcej z Sali Pałacowej (na podłożu PDA 7 i PDA zakwaszonym 6 gatunków) tab. 1. dyskusja Czyste powietrze jest niezbędnym warunkiem do życia człowieka. W ciągu minuty wdychamy i wydychamy około 10 dm3 powietrza [Charkowska 2003]. Jest one w odróżnieniu od gleby i wody, środowiskiem nieprzyjaznym dla życia mikroorganizmów, które zachowują w nim swój potencjał infekcyjny [Kaiser i Wolski 2007]. Ponad- 124

5 Wpływ wysokości nad poziomem morza na wybrane właściwości... to Charkowska [2003] wykazała, że zawarte w powietrzu zarodniki i strzępki grzybów zawierają nie tylko różnego rodzaju toksyny, ale również antybiotyki i halucynogeny, które są przyczyną wielu chorób. Wdychanie tych fragmentów może prowadzić do zaburzeń w działaniu układu immunologicznego, neurologicznego czy też do różnego rodzaju zatruć. Wśród wyizolowanych grzybów z próbek powietrza pobranych z Jaskini Niedźwiedziej stwierdzono gatunki, które mogące wywoływać ciężkie schorzenia oraz alergie. Do pierwszej grupy zalicza się m.in. grzyby z rodzajów: Aspergillus (aspergiloza płuc, zatok, rogówki, oczodołu, skóry, paznokci, przewodu słuchowego zewnętrznego), Rhizopus (mukormikoza płuc, zatok, uogólniona), oraz drożdżaki z rodzaju Candida (kandydozy błon jamy ustnej, gardła, narządów płciowych, rozsiana i układowa kandydoza) [Adamski 2008A, 2008B]. Drugą grupę stanowią patogeny będące alergenami. Do grupy tej zalicza się grzyby z grupy pierwszej, jak i grzyby należące do rodzajów: Alternaria, Acremonium, Cladosporium oraz Penicillium [Adamski 2008C]. Na podstawie uzyskanych wyników, stwierdzono, że średnia liczebność grzybów w powietrzu Jaskini Niedźwiedziej wyniosła na podłożu PDA 57,7 jtk w 1 m 3 powietrza a na podłożu PDA zakwaszonym 47. Wang in. [2010] badali zmiany sezonowe w zawartości grzybów w powietrzu jaskini Mogao Grottoes w Chinach. Stwierdzili oni, że w tym badanym środowisku średnia liczebność grzybów w powietrzu była na poziomie około 187 jtk w 1m3 powietrza. Natomiast Ogórek i in. [2011] donoszą, że w powietrzu domów studenckich, grzyby mogą występować na poziomie od 184 do 889 jtk w 1m 3 powietrza na podłożu Sabourauda i od 139 do 978 jtk na 1m3 powietrza na podłożu Czapek-Dox Agar. Jednymi z przyczyn małej liczebność izolowanych grzybów z powietrza Jaskini Niedźwiedziej mogą być niska stała całoroczna temperatura powietrza wynoszącą około 6 o C oraz mała dostępnością materii odżywczej dla nich np. roślin żywicielskich. W powietrzu badanych miejsc w Jaskini Niedźwiedziej dominowały grzyby z rodzaju Cladosporium (gatunek Cladosporium herbarum). Wang in. [2010] badając powietrze w jaskini Mogao Grottoes stwierdzili także, że najliczniej izolowanym rodzajem grzyba był Cladosporium. Grzyby z tego rodzaju występują powszechnie w wie- 125

6 Magdalena Odrzywolska-Hasiec, Magdalena Troć, Krzysztof Oklejewicz... lu rejonach świata [Domach 1980]. Stwierdzono także, że zarodniki Cladosporium spp. stanowią nawet 80% wszystkich zarodników wyizolowanych z próbek powietrza pobranego z różnych regionów Europy [D Amato i Spieksma 1995]. Gatunek C. herbarium u ludzi powoduje głownie alergie [Adamski 2008C], natomiast u roślin wraz z grzybami z rodzaju Alternaria i Epicoccum może być przyczyną czerni zbóż [Kryczyński i Weber 2011]. Tab. 1. Stan mikologiczny powietrza w badanych miejscach (Sala Lwa, Sala Pałacowa, Korytarz Człowieka Pierwotnego) Jaskini Niedźwiedziej w Kletnie. Miejsce pomiaru Gatunek grzyba Podłoże PDA Powietrze jtk / m 3 Gatunek [%] Podłoże zakwaszone PDA Powietrze jtk / m 3 Gatunek Ogólnie Gatunek Ogólnie Gatunek [%] Sala Lwa Sala Pałacowa Acremonium strictum W.Gams , ,3 Aspergillus niger Tiegh. 7 11, ,8 Cladosporium herbarum Pers , ,9 Penicillium expansum Link 15 24,6 Acremonium strictum W.Gams , ,8 Candida albicans Berkhout 6 11,1 5 12,8 Cladosporium herbarum Pers. 5 9,3 8 20,5 Penicillium expansum Link 17 31,5 Rhodotorula glutinis Harrison ,5 8 20,5 Rhodotorula rubra Harrison 5 12,8 Sordaria fimicola Roberge ex Desm. 4 7,4 Trichoderma harzianum Rifai 9 16,7 8 20,5 126

7 Wpływ wysokości nad poziomem morza na wybrane właściwości... Korytarz Człowieka Pierwotnego Acremonium strictum W.Gams Cladosporium herbarum Pers. Penicillium chrysogenum Westling Rhodotorula glutinis Harrison. Rhodotorula rubra Harrison Trichoderma harzianum Rifai , , , ,3 6 10, , ,9 3 7, , ,9 Ryc. 1. Procentowy udział gatunków grzybów wyizolowanych z powietrza wszystkich badanych miejsc (Sala Lwa, Sala Pałacowa, Korytarz Człowieka Pierwotnego) w Jaskini Niedźwiedziej w Kletnie. Wnioski 1. Rodzaj zastosowanego podłoża ma wpływ na liczebność i skład izolowanych grzybów z powietrza. 2. W powietrzu badanych miejsc Jaskini Niedźwiedziej dominował gatunek Cladosporium herbarum, który może być przyczyną alergii. 127

8 Magdalena Odrzywolska-Hasiec, Magdalena Troć, Krzysztof Oklejewicz Liczebność grzybów wyizolowanych z powietrza Jaskini Niedźwiedziej nie stwarza zagrożenia dla zdrowia ludzi tam przebywających. Literatura 1. Adamski Z, Henke K, Zawirska A, Kubisiak-Rzepczyk H. 2008A. Grzybice narządowe. wyd. Baran E, red. Mikologia co nowego? Wrocław, Cornetis, Adamski Z, Henke K, Zawirska A, Kubisiak-Rzepczyk H. 2008B. Grzybice błon śluzowych. wyd. Baran E, red. Mikologia co nowego? Wrocław, Cornetis, Adamski Z, Henke K, Zawirska A, Kubisiak-Rzepczyk H. 2008C. Rola grzybów w etiopatogenezie chorób alergicznych. wyd. Baran E, red. Mikologia co nowego? Wrocław, Cornetis, An H.A., Mainelis G., Yao M Evaluation of a high-volume portable bioaerosol sampler in laboratory and field environments. Indoor Air, 14: Bieroński J., Socha P., Stefaniak K Jaskinie masywu Śnieżnika Kłodzkiego. Materiały 41. Sympozjum Speleologicznego, Kletno, Brickus L.S.R., Siqueira L.F.G., Aquino Neto F.R., Cardoso J.N Occurrence of airborne bacteria and fungi in bayside offices in Rio de Janeiro, Brazil. Indoor Built Environment, 7(5-6): Charkowska A Zanieczyszczenia w instalacjach klimatyzacyjnych i metody ich usuwania. wyd. IPPU MASTA, D Amato G, Spieksma FThM Aerobiologic and clinical aspects of mould allergy in Europe. Allergy, 50: Domsch K.H., Games W., Anderson T.H Compendium of soil fungi. Academic Press London, Ellis M.B Dematiaceous Hyphomycetes. Commonwealth Mycological Institute, Kew, Surrey. 11. Gołofit-Szymczk M., Skowron J Zagrożenia mikrobiologiczne w pomieszczeniach biurowych. Bezpieczeństwo pracy, 3: Kaiser K., Wolski A Kontrola czystości mikrobiologicznej powietrza. Technika chłodnicza i klimatyzacyjna, 4: Kryczyński S., Weber Z Fitopatologia. Choroby roślin uprawnych (tom 2). Poznań, wyd. PWRiL, Krygiel D Zanieczyszczenia mikrobiologiczne powietrza hali technologicznej a jakość produkowanych opakowań. Żywność Nauka Technologia Jakość, 46:

9 Wpływ wysokości nad poziomem morza na wybrane właściwości Nováková A Microscopic fungi isolated from the Domica Cave system (Slovak Karst National Park, Slovakia). A review. International Journal of Speleology, 38(1): Ogórek R Mycological air pollutions in Gold Mine (Gertruda s Adit) in Złoty Stok. Proceedings of the 36th Conference of Agricultural Students and Veterinary Medicine with International Participation. Serbia, Nowy Sad, 36: Ogórek R., Pląskowska E., Kalinowska K., Fornalczyk P., Misztal A., Budziak J The analysis of mycological air pollution in selected rooms of student hostels. Mikologia Lekarska, 18 (4): Pulina M Jaskinie Sudetów. Polskie Towarzystwo Nauk o Ziemi, Pulina M Wstępne wyniki badań nad środowiskiem geograficznym Jaskini Niedźwiedziej. Acta Universitatis Wratislaviensis 127, Studia Geograficzne XIV, Pulina M Historia odkrycia i badań. wyd. Jahn A., Kozłowski S., Wiszniewska T. red. Jaskinia Niedźwiedzia w Kletnie. Badania i udostępnianie. Ossolineum, Wrocław Warszawa, Raper K.B., Fennell D.I The genus Aspergillus. Willims and Wilkins Company, Baltimore. 22. Raper K.B., Thom C A manual of the Penicillia. Hafner Publishing Company, New York. 23. Reynolds S.J., Black D.W., Borin S.S., Breuer G., Burmeister L.F., Fuortes L.J., Smith T.F., Stein M.A., Subramanian P., Thorne P.S., Whitten P Indoor environmental quality in six commercial office buildings in the Midwest United States. Applied Occupational and Environmental Hygiene, 16(11): Stach A., Piotroszewska-Pająk A., Stryjkowska-Sekulska M., Filipiak M., Silny W Mikroflora powietrza wokół i wewnątrz budynków dydaktycznych wyższej uczelni w Poznaniu. Postępy Dermatologii i Alergologii, 3: Wang W., Ma X., Ma Y., Mao L., Wu F., Ma X., An L., Feng H., Seasonal dynamice of airborne fungi in different caves of the Mogao Grottoes, Dunhuang, China. International Biodeterioration & Biodegradation, 64: Wiszniowska T Nowe znalezisko paleontologiczne w Sudetach. Przegląd Zoologiczny, 11: Wiszniowska T Kopalne szczątki zwierzęce. wyd. Jahn A., Kozłowski S., Wiszniewska T., Jaskinia, red. 129

10 Magdalena Odrzywolska-Hasiec, Magdalena Troć, Krzysztof Oklejewicz... Niedźwiedzia w Kletnie. Badania i udostępnianie. Ossolineum, Wrocław Warszawa, Zadanie współfinansowane ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego w ramach projektu,,grant Plus Adres do korespondencji: Rafał Ogórek Katedra Ochrony Roślin Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Plac Grunwaldzki 24a, Wrocław rafal.ogorek@up.wroc.pl Agnieszka Lejman Katedra Kształtowania Agroekosystemów i Terenów Zieleni Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Plac Grunwaldzki 24a, Wrocław agnieszka_lejman@o2.pl Opiekun naukowy: dr hab. Krzysztof Matkowski, dr hab. Piotr Sobkowicz prof. nadzw. 130