Előfizetés a lapra

Gombaspórák a levegőben

aeromikológia, allergia, gabona, gomba, levegő, OTKA, spóra, spóracsapda

2015/01/14

Az allergiások nagy része ősz végére megkönnyebbül, ám csak részben, mivel a különböző allergének, kórokozók kis számban télen is szállnak a szélben. Napjainkban egyre többet hallani az aerobiológiáról, a levegőben található, biológiai eredetű részecskéket vizsgáló tudományról. Ennek egyik részterülete az aeromikológia, mely a gombák légköri terjedését, azaz a spórák kiszóródását, szállítódását és lerakódását tanulmányozza. Honnan ered és hová tart ez a tudományág? És hol tartunk mi a hazai kutatásokkal? Cikkünkben ezekre a kérdésekre adunk választ.

Az aerobiológia korunk népbetegségének, az allergiának köszönhetően vált szélesebb körben ismertté. Bár a második világháború idején, az óvóhelyeken és pincékben összegyűlt emberek között a könnyező házigomba (Serpula lacrymans) magas spórakoncentrációja tömeges allergiás megbetegedéseket okozott, nem sok figyelmet szenteltek az orvosok a sokszor csupán enyhe formában jelentkező tüneteknek.

 Az áttörés az 1980-as évekig váratott magára, ekkor kezdték kiépíteni a levegőbiológiai hálózatokat, melyek a meteorológiai hírekhez hasonló módon, a pollenjelentések részeként a légkör gom­baspóra-kon­cent­rá­ció­já­nak adatait is közlik. Napjainkban Európában túlnyomórészt allergén pollenszemekkel kapcsolatos vizsgálatok folynak, míg az Egyesült Államokban a beltéri penészek kutatása kapott nagyobb hangsúlyt.

 A gombák légköri terjedését sajátos eszközökkel, a spóracsapdákkal vizsgáljuk, melyeknek két fő típusa van: a Hirst-típusú spóracsapdák a beszívott levegőt egy ragadós mikroszkópi tárgylemezre ütköztetik, a spórák ezen tapadnak meg, míg az Andersen-típusú készülékekben a levegőminta táptalajra kerül, s azon fejlődnek ki a gombatelepek.

Levegőminta mikroszkópos képe gombaspórákkal (400×), a: száraz, derült időben, b: esőben

 A gombaspórák légköri koncentrációja az előrejelzési számítások egyik fontos változója. Ezek a számítások a korábbi mérések és az időjárási tényezőkkel megfigyelt összefüggések alapján kialakított statisztikai modellekkel végezhetők el. Így előre jelezhetjük a megbetegedések előfordulását és hogy várhatóan mikor fertőz a gomba, mikor kell bevetni a növényvédelmi eljárásokat.

 Az előrejelző modellek legtöbbször csupán meteorológiai adatokat tartalmaznak. Ám ha beillesztjük a modellbe azt a változót, amely megmutatja, hogy a gombaspóra valóban jelen van-e a levegőben, akkor jelentős mértékben növelhető az előrejelzés hatékonysága. A növénybetegségek kialakulása ugyanis három fő tényező: a fertőzőképes spóra, a fogékony gazdanövény és a megfelelő környezeti feltétel (elsősorban az időjárás) együttállásán múlik.

 Mivel a gazdanövény jelenlétét és a meteorológiai faktorokat ismerjük, illetve mérhetjük, ha a spóra koncentrációját is tudjuk, akkor a gazdálkodók jobban időzíthetik a védekezést, így csökkenthetik a kiadásaikat. Külföldön, így az Egyesült Államokban és Lengyelországban már nagyon jó eredményeket értek el, és előrejelző hálózatok is működnek – mi egy lépést tettünk ennek irányába.

A levegőben található gombák sokszínűsége (600x)

Kutatásainkban a levegő biodiverzitását elsőként tanulmányoztuk. A levegőmintákban látható gombaspórák, pollenszemek, algák – egyszóval: az aeroplankton ­ sokszínűsége, gazdag formavilága még évtizedes tapasztalatú kutatókat is képes újra és újra ámulatba ejteni.

 A gombák többféle szaporítóképletet termelnek. Vannak spórák, amelyek a gomba túlélését szolgálják: vastag falú, sötét színű, tartós képletek, amelyek kibírják a szárazságot, az UV-sugárzást, a hosszú távú légköri szállítódást. Ezekből kevesebb termelődik, és általában „ínségesebb időszakokban” jelennek meg. Vannak színtelen, egysejtű, kisméretű, vékony falú spórák is. A gombák ezeket tömegesen termelik, elárasztják velük a környezetet, és hirtelen nagy kiterjedésű járványokat indíthatnak el. Tehát az egyik típus a túlélésben, a másik a járványok kirobbantásában, a tömeges elterjedésben vesz részt.

Vizsgálataink során kiderült, hogy a légkör biodiverzitása nagyon magas, így jól vizsgálható a szokásos indexekkel. Kimutattuk, hogy a napfényes órák száma csökkenti a légköri biodiverzitást, mert ekkor az egyik gombanemzetség (Cladosporium) spórái túlsúlyba kerülnek. A levegőminták mikroszkópos átvizsgálása közben egy eddig ismeretlen gombaspóra-típust találtunk, így jutottunk el egy új gombanemzetséghez, melyet szőlőn, almán, körtén, naspolyán, tehát olyan növényeken találtunk, amelyek gazdaságilag is fontosak. Egy ennyire gyakori, új gombanemzetséget ma már ritkán fedeznek föl Európában! További vizsgálataink szerint ugyanis ennek a gombának (Pyrigemmula aurantiaca) a spórái Olaszországtól Lengyelországig megtalálhatók a min­tákban.

 A növénykórokozó Fusarium-fajok légköri koncentrációváltozását is vizsgáltuk kukoricaültetvények felett, vetéstől aratásig, majd tovább követtük a raktározás és a feldolgozás (gépi kukoricamorzsolás) során. Munkánknak közegészségügyi vonatkozása is van, ugyanis e gombák az emberi szervezetre vonatkozóan is kórokozók lehetnek. Légköri koncentrációjuk az egészségi határérték sokszorosát érheti el az aratás és a feldolgozás alatt. E gombáknál azt is kimutattuk, hogy valamennyi, kukoricaültetvény levegőjéből izolált Fusarium verticillioides hordozta a fumonizin nevű mikotoxin termeléséért felelős genetikai információt.

Bizonyítottuk, hogy egyes hazai gabonaraktárak levegője erősen szennyezett lehet az Aspergillus flavus nevű gombával, amelynek mikotoxintermelő törzsei is vannak. Ez a gomba a melegebb éghajlatú vidékeken gyakori, de újabban a környező országokban is felbukkant. Érdekességként megemlítendő, hogy egy másik hazai kutatócsoport a kukorica-szemterméseken mutatta ki nagy mennyiségben e gombákat, és ugyanabban az évben, komoly export-import tevékenységet folytató gabonatárolók levegőjében mi is megtaláltuk – minden egyes levegőmintában.

Gabonatárház belsejében

 Az üszöggombák (Tilletia-fajok) spórái is gyakoriak a gabonaraktárak levegőjében. Ezek a terménnyel kerülnek be a tárolókba. Vizsgálataink arra figyelmeztettek, hogy ügyelnünk kell a tárolás technológiai körülményeire. Ha karantén üszöggombafaj spórái kerülnének be, gyorsan elterjednének az épület levegőjében, szennyezve a teljes raktárkészletet. Miattuk akár nagy export-szállítmányokat is visszautasíthatnak, ami komoly gazdasági következményekkel járhat. Ugyanakkor fontos, hogy a nagy ga­bo­natárolók csak szigorú előzetes vizsgálatok után fogadjanak be külföldi gabonaszállítmányokat olyan országokból, melyekben olyan kórokozó gombák spórái fordulhatnak elő, amelyek hazánkban nem élnek, viszont ha bekerülnek a raktárakba, az ott tárolt hazai eredetű gabonát is szennyezhetik! A gombával, illetve a gomba által termelt trimetil-aminnal szennyezett liszt elszíneződik és kellemetlen, romlott halszagot áraszt, emiatt emberi fogyasztásra alkalmatlan.

 Fel kell készülnünk arra, hogy ilyen gabonaszállítmányok előbb-utóbb megjelenhetnek a magyar, illetve európai határokon is. „Fogadásukra” olyan tárolási módszereket javasoltunk, amelyek megakadályozzák a kórokozó spórák átterjedését. Az előzetes felderítés során szennyezettnek tartott területek terményeit különálló, lehetőleg egyemeletes épületben kell tárolni, hogy ezek ne érintkezhessenek olyan tételekkel, amelyeket vetőmag-exportra szánnak.

 MAGYAR DONÁT

Keretes írásunk:

Hogyan csírázott ki az aeromikológia tudományága?

 

A gombaspórák szerepét és a légköri terjedés lehetőségét Pier Antonio Micheli (1679-1737) vetette fel elsőként, dinnyeszelet-tenyészeteire oltott gombák tanulmányozása során. Louis Pasteur készítette el az első spóracsapdát: a levegőt lőgyapotból készített szűrőn pumpálta át, melyet alkohol és éter keverékében feloldott, majd az üledéket mikroszkóppal vizsgálta meg.

Később Pasteur alkalmazott először tápoldatos levegő-mintavételt: leforrasztott nyakú palackjai segítségével Párizs utcáin, egy csillagvizsgáló pincéjében, padlásokon és sok más helyen levegőmintákat gyűjtött.

 

 Régi korok spóracsapdái Cunningham ábrázolásában

Mikor 1860 augusztusában kirobbant az ősnemzés tana körüli vita, Pasteur, a kísérletes bizonyítások híve, a Mount Blanc vidékére utazott. „Azzal, hogy az emberi lakóhelyektől távol, növényzet nélküli nagy magasságokban vizsgálom meg a levegőt, le akarom zárni az úgynevezett ősnemzéssel foglalkozó művemet…” írta egyik levelében. A tudománytörténet egyik legnagyobb fordulópontjaként emlegetett kísérletsorozat eredményeként született meg az a tanulmány, amely a különböző tájak, különféle légrétegeinek mikroorganizmusokkal való telítettségéről szól (Mémoire sur les corpuscules organisés exsistent dans l’atmosphére), s melynek lényegét Pasteur a Francia Tudományos Akadémia részére tett beszámolójában így foglalta össze: „nyugodtan állíthatom: a légben lebegő por az alapvető oka, első és nélkülözhetetlen feltétele annak, hogy szerves kivonatokban élet jelenjék meg”.

 David Douglas Cunningham 1873-ban, a kalkuttai kolerajárvány idején kórokozókat keresve, egy széllapáttal ellátott cső végében rögzített ragadós tárgylemez (aeroconiscop) segítségével vizsgálta a börtönök levegőjét. Időközben egy manchesteri belgyógyász orvos, Charles H. Blackley felfedezte a gombaspórák allergén tulajdonságát. Saját magán végzett kellemetlen kimenetelű kísérletei alapján írta le a gombák által okozott szénanátha („Catarrhus aestivus”) tüneteit. Nevéhez fűződik az első magas légköri mintavétel is: e kísérlet során papírsárkány segítségével bocsátotta fel spóracsapdáját.

 

Magát az „aerobiológia” szót Fred C. Meier használta először 1938-ban, a magaslégköri vizsgálatainak jellemzésére. E munkája azonban soha nem jelent meg, ugyanis Meier egyik kutatóútja során repülőgépével a Csendes-óceánba zuhant. Az aerobiológia önálló tudományágként való besorolása nem váratott sokat magára, formális megalapítására 1942-ben, az American Association of Advancement of Science című szimpóziumon került sor. Philip Gregory 1961-ben megjelent könyvében összefoglalta a légkör biológiai eredetű komponenseiről összegyűjtött ismereteket. A levegőmikológiai kutatások fellendülése az 1950- és 60-as években kezdődött, melynek oka egyrészt a Hirst-típusú spóracsapda széleskörű elterjedése, másrészt az Észak-Amerikát átszelő, rozsdagomba okozta járvány lehetett, melynek hatására több neves növénypatológus figyelme ismét a levegőmikológiában rejlő lehetőségek felé fordult.

 




Magyar András emlékének

OTKA F67908

PUB-I 113547

 

2014/48