Caracterizarea fenotipică a tulpinilor de fungi [614404]

1

Caracterizarea fenotipică a tulpinilor de fungi
microscopici filamentoși implicați în procesul de
biodeteriorare a unor obiecte de patrimoniu cultural
din piatră

2

CUPRINS
1. Scurt is toric și cercetări recente privind biodeteriorarea obiectelor de patrimoniu cultural
din piatră
1.1 Definiți
1.2 Biodeteriorare
1.3 Istoric
1.4 Cercetări recente
2. Mecanismele biodeteriorării
2.1. Efectele biodeteriorării
2.2. Condiții favorabile ambientale
2.3. Metode de biodeteriorare
3. Substratur ile pietrei
3.1. Structura pietrei
3.2. Alterări cromatice
3.3. Bisericile de piatră din județul Hunedoara (Prislop, Strei, Ostrov, Nucșoara, Sinpetru,
Sintamarie)
4. Biocleaning
5. Antagonism
6. Partea practică
7. Concluzii
8. Bibliografie

3

INTRODUCERE
Lucrarea, ”Caracterizarea fenotipică a tulpinilor de fungi microscopici filamentoși implicați
în procesul de biodeteriorare a unor obiecte de patrimoniu cultural din piatră” , prezintă
modalitatea prin care suprafețele monumentelor istorice sunt modelate de către unele specii din
diferite regnuri, cele mai active în degradarea suprafețelor obiectivelor de patrimoniu cultural,fiind
fungii. Este descris si modul prin care aceste specii interacționeaza unele cu altele. Lucrarea este
structurată pe 7 capitole,astfel:
Capitolul 2 prezintă istoricul și cercetări în descoperirile recente; Capitolul 3 descrie
mecanismele biodeteriorării, prin efectele acestui proces, condițiile ambientale favorabile, precum
și metodele prin care se realizează procesul de biodeteriorare; Capitolul 4 este reprezentat de
substraturile din piatra, descriind structura acestei textur i, alterările cromatice si Bisericile din
piatră din județul Hunedoara ( Prislop, Sinpetru, Sinmarie, Ostrov, Nucșoara, Strei); în Capitolul
5 este prezentat procesul de biocleaning, metodă de refacere sau de păstrare prin intermediul
microorganismelor sau enzimelor sintetizate de acestea; Capitolul 6 descrie relația interfungală
de antagonism intre diferite specii; Capitolul 7 reprezintă partea experimentală a acestei lucrări ,
în care sunt descrise pe scur 4 genuri de fungi identificate la construcțiile de scrise în capitolul 4 ,
precum relațiile interspecifice observate.
Fungii reprezintă organisme eucariote, heterotrofe, cu o structură hifială, care își iau
substanțele nutritive prin absorbție. După anul 1990, fungi, din punct de vedere sistematic, erau
considerați ca făcând parte din regnul Plantae. După anul 1995, pe baza unor caracteristici
descoperite s -a constatat formarea unui regn specific acestor specii si anume regnul Fungi . Au fost
descrise până în prezent 80.000 până la 120.000 de specii d e fungi, dar numărul poate ajunge până
la 1,5 milioane de specii. De asemenea s -a constatat că fungi sunt cele mai puțin exploatate
biodiversități dintre resursele Terrei. Din punct de vedere structural celula fungilor este formată
din următoarele componen te: protoplasmatice (citoplasma, nucleu) și neprotoplasmatice (perete
celular, vacuom, substanțe de rezervă) . Peretele celular prezintă microfibrile, respectiv chitină și
celuloză (micoceluloză, hemiceluloză, caloză). Membrana celulară la fungi, fiind alcă tuită din
ergosterol.

4
Fungi sunt alcătuiți de un tal fungic care are aspectul unei mase filamentoase, formate din
hife (ramificate sau neramificate) care poartă denumirea de miceliu, reprezentând organul de
asimilație. Hifele sunt de 2 tipuri: aseptate întâlnite frecvent la fungi inferiori, lipsiți de un peretele
celular transversal care care rol în individualizarea celulelor și septate , prezente la fungi superiori
(Ascomycota, Deuteromycota) formate din perete celular despărțitor. Nutri ția fungilor este
heterotrofă, deoarece nu pot realiza procesul de fotosinteză, ele preluându -și substanțele nutritive
prin absorbție. Reproducerea la fungi este de 3 tipuri:
• Sexuată prin fuziune sau meioză ;
• Parasexuată prin fuziune nucleară, urmată de dip loidizare graduală ;
• Asexuată prin mitoză .
Habitatul este reprezentat de omniprezența fungilor în apele dulci și în mediile terestre, fiind
puțin răspândite în mediul marin. Ecologia fungiilor este descrisă de rolurile deosebite pe care le
îndeplines c ca saprofite simbiote, mutante sau parazite. Fungii se adaptează la diferite condiții
climatice, facilitând procesul de creștere sau de supra viețuire, cum ar fi în zonele climatice cu
temperaturi ridicate și pH scăzut. Sunt răspândite în natură, ân princ ipal în soluri, fiind saprofite,
dar și parazite pentru plante, animale, inclusiv pentru om. Împrăștierea în mediu apare în principal
prin spori care sunt reprezentați prin conidia, spori sexuali, clamidospori sau prin conidospori liberi
sau asociați cu pa rticule anorganice (Comtois, 1990). Acest fenomen de dispersie reprezintă
motivul pentru care fungi sunt considerați unele dintre cele mai dăunătoare organisme.
Speciile de fungi sunt clasificate in următoarele filumuri, ulima clasificare realizându -se dupa
anul 2007 (Hibbett și colab ., 2007) :
• Microsporidia (1300+ specii, în 170 de genuri);
• Chytridiomycota (706 specii în 105 genuri);
• Blastocladiomycota (179 specii în 14 genuri );
• Neocallimastigomycota (20 specii în 6 genuri);
• Glomeromycota (169 de specii în 12 genuri);
• Ascomycota (64163 specii în 6355);

5
• Basidiomycota (31515 specii în 1589 genuri).
O altă metodă de clasificare a fungilor este determinate de clasificarea în funcție de: ciclul de
viață, morfologia organelor de multiplicare și a sporilor, de exemplu:
• Holocarpul reprezentată de celula care este transformată dintr -un organ de multiplicare ;
• Eucarpul reprezentată de o parte din micelui transformată în organ de multiplicare, iar
restul celulei își continua activitatea vegetativă.
De asemenea fungii sunt prevăzuți de forme auxiliare de multiplicare: zoospori , caracteristici
fungilor acvatici și paraziți și aplanospori , care la rândul lor se împart în:
• Endospori în sporangiu, care poate fi sub formă de: teacă (caracteristică la ascomicete),
bazidie (prezentă la bazidiomicete) și himenium, prezent la suprafața miceliului, fiind
străbătut de hife. Acești endospori se găsesc la Deuteromycetes sub formă de picnidie cu
picnospori și de conidi ofor cu conidii ;
• Oidiospori care se formează prin desprinderea din hife;
• Clamidospori se pot găsi terminal sau în interiorul hifelo r și se formează prin contracția
citoplasmei, astfel încât sunt intercalați print re celulele vegetative.

6
Capitolul I
Scurt istoric și cercetări recente privind biodeteriorarea obiectelor de
patrimoniu cultural din piatră

1.1 Definiții
Conform legii 422/2001 , monumentul este o construcție sau o parte de construcție,
împreună cu instalațiile,componentele artistice, elemente de mobilier interior sau exterior, precum
și lucrări artistice comemorative, funerare de for public, împreună cu terenul aferent delimitat
topografic, care constituie mărturii cultural -istorice semnificative, d in punct de vedere
architectural, istoric, artistic, etnografic, religios, social, științific sau tehnic (Monitorul Oficial al
României, 2001).
Noțiunea de” monument istoric” reprezintă atât o creație arhitecturală izolată, cât și o așezare
urbană sau rurală, care aduce la mărturia unei civilizații anume, a unei evoluții semnificative, sau
a unui eveniment istoric (Carta de la Veneția, 1964) .

1.2. Biodeteriorare a
În anul 1981, Rose , în articolul ”Biodeteriorarea microbiană.Mic robiologia economică” a
definit biodeteriorarea ca fiind ” orice schimbare nedorită a proprietăților unui material cauzată de
activitățile vitale ale organelor” și ”procesul prin care agenții biologici, în aces caz organismele vii
sunt cauza scăderii struc turale în calitate sau valoare” (Wei și colab , 2013) .
De asemenea există o diferență între procesele de biodeteriorare și biodegradare, degradarea
fiind un proces care acționează în sens pozitiv, având o contribuție majoră în circulația elementelor
biogene în natura, iar biodeterioarea reprezintă acțiunea prin care microorganismele în general și
fungii în special determină tranformarea unui material valoros într -un material re zidual. Acesta

7
este considerat un proces cu influențe negative și din aceast ă cauză se impune evitarea, oprirea sau
întarzierea acestuia (Allsopp și colab. , 2004) .

1.3. Istoric
Cercetările privind biodeteriorarea frescei au fost abordate pentru prima dat ă în anul 1957 în
cadrul Institutului Central de Restaurare din Roma, când s -a ajuns la concluzia că modificările
picturii murale se datorează atât organismelor autotrofe (alge și lichieni) c ât și ce lor heterotrofe
(bacterii, actinom icete, fungi). Numărul speciilor de fungi identificate, care sunt implicate în
biodeteriorarea picturii murale este foarte mare (Lazar 1967, Kuritina 1968, Rudniewski și
Samborski 1969) .
Deteriorarea monumentelor de către fungi a fost subestimat deoarece aceste microorganisme
sunt considera te colonizatori secundari având un efect diferit comparativ cu alte specii de
microorganism e (bacterii, cianobacterii și alge) sau licheni (Salvadori și Municchia, 2016) .
Cercetările cu privire la importanța fun giilor care influențează substraturile de piatră au început în
jurul anului 1990 , prin observarea ”fungilor negri ” pe monumentele de marmură, deteriorând
suprafața (Salvadori și Municchia, 2016) . Studiile referitoare la biodeterioarea picturiilor din ulei
și tempera s -au desfășurat paralel cu cele pe vopse a în domeni u industrial, suporturile fiind
asemănătoare din punct de vedere material. Inițial s -au considerat că vopselele nu reprezintă suport
nutrițional pentru fungi, dezvoltarea acestora fiind datorată straturilo r subadiacente (G alloway ,
1955). S -a evidențiat astfel modul de atac și factorii de mediu care favorizează degradarea
biologică a picturilor (Kuritna, 1968).
Primele investigații cu privire la biodeteriorarea hârtiei au fost realizate de Seé , în anul 1919 ,
studiind cauzele și mecanismele de degradare biologica a lemnului, care es te sursa primară de
fabricare a hârtiei. S -a evidențiat că fungi pot determina deteriorarea fibrelor de celuloză în urma
acțiunii enzimelor.
Hueck van der Plas în anul 1968, respectiv 1972 e xplică modul de dezvoltare a fungilor pe
monumentele de piatră, datorită resturilor organice sau minerale care se pot găsi pe aceste

8
substraturi, aduse de apa din infiltrații și precipitații, dar și datorită materialelor organice care sunt
utilizate la ten cuieli.
Fusey și Hyvert (1966) au demonstrat că deteriorarea este rezultatul acțiunii unui complex de
factori fizici, chimici, biologi, ce se poate realiza succesiv sau simultan, cu alte cuvinte nu este
considerat un proces izolat.
Gome z-Alarcon și colaboratorii în anul 1995 și mai târziu Wascheid și Braams în anul
2000, au studiat procesul de biodeteriorare în lucrările de piatră care determină în principal
formarea biofilm elor, fiind cauzată de acizi organici și anorganici, procese red ox asupra cationilor
din zăcăm intele mineral e și penetrarea fizică de către comunitățil e microbiene (Fernandes, 2006) .
Instalarea și dezvoltarea fungiilor pe monumente de piatră sunt datorate resturilor organice
sau mater ialelor care se pot găsi întâmplător pe aceste subtraturi, aduse de apa din infiltrații și
precipitații precum și datorită materialelor organice care sunt adăugate la tencuieli (Hueck van der
Plas E., 1968) .
Istoria fungilor în medicină si impact ul acestora asupra bolilor infecțioase a fost evidențiat
de Wainwright în anul 2008 (Sterflinger, 2010) . De asemenea pe lângă beneficiile acestor specii,
fungi au un rol dăunător, spre exemplu: producerea de micotoxine, acțiunea patogen ă, deteriorarea
alimentelor și biotedeteriorarea materialelor. Prima descoperire a procesului de biodeteriorare a
fost menționată în Biblie , în Vechiul Testament, Cartea a treia a lui Moise, în capitolul 14, versetele
33-57 prin apariția mucegaiului din casă, fiind consi derat ca ”lepră” pe cărămidă, lut și lemn
(Sterflinger, 2010) .
1.4. Cercetări
S-au făcut o serie de cercetări cu privire la tehnici moleculare, folosite pentru a studia
interacțiunea dintre microorganisme și materiale , pentru detectarea fungilor pe materiale le
patrimoniului cultural și pentru înțelegerea structurii coloniilor de fungi și consecințele materalului
deteriorat (Sterflinger, 2010) . În ceea ce privește acțiunile de prevenire , conservare și consolidare ,
de un deosebit interes a fost microscop ia electronic ă (Sterflinger, 2010) .

9
În urma cercetărilor efectuate, contaminarea fungică amenința obiectele de artă in muzee, în
sălile de expoziție, această distrugere fiind destul de frecventă . În anul 1975, Allsopp a demonstrat
că fungi au capacitatea de a degrada toate materialele organice și anorganice .
Cercetări recente realizat e pe coloniile fungic e dezvoltate pe marmura Catedralei din Mi lano,
folosindu -se tehnici de izolare, cultivare, caracterizarea morfologică și metode independente de
cultivare, au concluzionat prezența fungi lor negri ca având efect putern ic asupra suprafeței de
piatră, protejată de rășini sintetice (Capitelli și colab ., 2007). Cercet ările în domeniul
biodeteriorării s -a concretizat mai ales pe licheni, fungi microscopici filamentoși , alge și bacterii ,
mai ales în țări din Europa și Marea Mediterană ( Tretiach, 2003; Nimis și Monte, 1988; Tiano și
colab. , 1995) . În ultimii ani s -a pus accentual pe tehnici le moleculare cu privire la diversitatea
micro biotei și au permis identificarea microorganismelor în probe de mediu (Scheerer, 2009) .
Începând cu anul 1900, s -au făcut cercetări asupra” curățeniei biologice ” în domeniul
patrimoniului cultural, pentru operele de artă, aplicații care au fost utilizate din ce în ce mai mult.
În prezent , aceast proces este recunoscut ca o alternativ ă viabilă la tratamentele chimice, de
exemplu: solvenți organici , precum și metode de conservare, cum ar fi tratamentele mecanice
(Bosch -Roig și Ranalli, 2014) .
Tehnologiile de biocleaning aplicate obiect elor patrimoniu lui cultural au evoluat pentru a
funcționa într -o gamă largă de medii, din condiții de laborator până la monumentele istorice
(Bosch -Roig și Ranalli, 2014) . Cercetările recente au demonstrate că sistemele microbiologice
avansate sunt utilizate pentru eliminarea modificărilor prin procesul de biodeteriorare, fiind
considerate o alternative viabilă pentru restaurarea obiectului patrimoniului cultural (Bosch -Roig
și Ranalli, 2014) .

10

Capitolul al II -lea
Mecanismele biodeteriorării

Obiectivele de patrimoniu cultural sunt expuse condițiilor climatice variabile care favorizează
apariția unor procese fizice, chimice și biologice care determină modificarea compozițională a
materialelor din structura acestora. Unul din principalii factori implicați în degradarea obiectelor
de patrimoniu este reprezentat de agenții biologici, a căror dezvoltare este favorizată de condițiile
de mediu (umiditate, temperature, pH).
Biodeterioarea reprezintă efectul dăunător al colonizării microorganismelor prin activitatea
lor microbiană, ce are un impact important asupra durabilității materialelor de construcție.
Monumentele antice , în mod frecvent sunt afectate de colonizarea microorganismelor, în special
de bacterii, cianobacterii, anumite specii de alge și în special de diferite specii de fungi, deoarece
au un rol important în procesul de biodeteriorare a monumentelor (Gorbushina și colab., 2004).
Mecanism ele procesului de biodeteriorar e sunt reprezentat e de următorii parametrii : efectele
biodeteriorării, condițiile favorabile ambientale și de metodele de biodeteriorare.
2.1. Efectele biodeteriorării
Biodeteriorarea reprezintă orice schimbare nedorită asupra proprietăților unui material prin
activitatea vitală a microorganismelor, determinând distingerea de numite procese , de exemplu
coroziunea, uzura materialelor, pe ca re le influențează prin modificarea structurilor unui material,
prin acțiunea chimică, mecanică și fizică (Kumar și Kumar, 1999). Dezvoltarea metodelor
biologice specifice de pe o suprafață de piatră depinde atât de proprietățile materialului
(constituenți i minerali, pH, procent ul de minerale, salinitate, umiditate, textură), cât și de factorii
de mediu (temperatură, lumină, nivelu l de poluare atmosferică, vânt, precipitații) . Cu alte cuvinte,
răspunsul organismelor vii pe o suprafață ce poate fi potențial colonizată, este determinată de
cerințele ecologice și fiziologice al speciilor biologice implicate (Kumar și Kumar, 1999).

11
Omul contribuie la biodeteriorare prin expun erea suprafețelor de piatră, astfel distrugând
echilibrul natu ral. Intera cțiunile fizice și chimice al complexelor de poluanți atmosferici, provocați
de sursele antropice, cu constituenții minerali ai pietrei au determinat accelerarea deteriorarea
material ului (Warscheid și Braams, 2000; Zanardini și col ab., 2000; Tecer și Cerit, 2002).
Deteriorarea microbiologic ă, determinat ă de microorganismele, care se dezvolta pe suprafa ța
materialului este de natura chimic ă (Zanardini și colab., 2000). În urma cercetar ilor,
biodeteriorarea a fost considerat ă ca fiind un proces de degradare, în urma acțiunii efectelor inițiale
de deteriorare al agen ților anorganici, ce au proprietatea de a condi ționa suprafe țele de piat ră
pentru contaminarea microbian ă, prin schimb ări structurale și îmbog ățire cu substan țe nutritive
organice sau anorganice. Microorganismele prezente pe suprafe țele de piatr ă sunt reprezentate de
fungi, bacterii (inclusiv actinomicete), alge (inclusiv cianobacterii), licheni și protozoare
(Warscheid și Br aams, 2000; Zanardini și colab., 2000; Tomaselli și colab., 2000).
Algele și cianobacteriile sunt primii colonizatori ai monumentelor istorice, datorită naturii lor
fotosintetice, care deterioreaz ă chimic și mecanic piatra, proces detectat prin forma re de cruste.
Lichenii, care sunt organisme simbiotice rezisten te la deshidratare și temperaturi extreme sunt
implica ți în procesul de biodeteriorare ca de altfel și mușchii vegetali sau plantele vasculare.
Bacteriile autotrofe precum și cele heterotrofe s unt implicate în biodeterioararea pietrei,
determinând efecte chimice și fizice (Salvadori & Municchia, 2016 )
Fungii prezintă capacitatea de biodeterioare a suprafeței de piatră prin degradarea acesteia
chimic sau fizic (Herrera și Videla, 2004) . Dezvoltarea fungilor pe obiectele de patrimoniu cultural
este evidenția tă frecvent prin formarea coloniilor caracteristice (pufoase, aderente la substrat) și
care cu timpul se pigmentează cauzând o estetică caracteristică (Sterflinger, 2010) .
Microorganismele sunt capabile să -și procure elemente minerale, utilizate în metabolism, de
exemplu: calciu, aluminiu, siliciu, fier, potas iu, prin biosolubilizarea materialelor, ce implică
producerea de acizi organici și anorganici, prin activitatea metabolică a algelor, lichenilor,
bacteriilor și fungilor. În urma cercetărilor recente, colonizatorii sunt considerați microorganisme
autotrof e, capabile să supraviețuiască pe substraturi anorganice prin utilizare de dioxid de carbon.
Microorganismele heterotrofe sunt considerate că ar putea să colonizeze substraturile de piatra cu
ajutorul unui sistem organic capabil să elibereze substranțe prin liza celulară a microorganismelor
autotrofe (Zanardini și colab., 2000). În urma studitiilor efectuate, s -a demonstratat că

12
microorganismele heterotrofe prezente pe suprafețele de piatră, au capacitatea de a utiliza compuși
organici de pe suprafețele mate rialelor, pentru procesul de creștere, cu alte cuvinte aceste
microorganisme acționează că primii colonizatori în zonele cu un nivel ridicat de compuși organici
poluanți.
2.2. Condiții favorabile ambientale
Biodeteriorarea este condiționat ă de anumiți factori, de exemplu:
• Natura și caracteristicile sustratului;
• Categoriile de organisme implicate în proces;
• Condițiile de mediu care permit sau nu creșterea și multiplicarea acestora.
Natura si caracteristicile subtratului
Substraturile umede precum și suprafețele de susținere determină creșterea diverselor
organisme, a căror prezență este influențată de natura mecanismelor implicate în procesul de
biodeteriorare a substraturilor. Substraturile care suferă deteriorarea determinată de prezența
microorganismelor sunt reprezentate de: lemn, piatră, hârtie, beton, opere de artă (fresca, picturi),
precum și substraturi anorganice.
Biodeteriorarea, în cazul substanțelor anorganice, colonizate în special de organisme
autotrofe, dar și de organismele heterotrofe, deoarece materialele anorganice nu sunt lipsite
complet de substanțe organice (Șesan, 2009) .
Piatra nu reprezintă un substrat favorabil pentru dezvoltarea fungilor, însă reziduurile organice
care sunt întotdeauna prezente pe suprafețele și picturile murale, favorizează dezvoltatarea unor
specii diferite de fungi care manifestă exigente nutriționale relativ limitate (Șesan T., 2009) .
Prezența fungilor se identifică ca urmare a formării petelor colorate, datorită eliberării de pigmenți
sau a prezenței miceliului; fungi solubilizează constituenții pietrei prin metaboliți caracteristici în
special acizii organici (Șesan, 2009)
Biodeterio rarea hârtiei este determinată de alterările cromatice cauzate de speciile de fungi,
care poate varia în funcție de condițiile de creștere și de proprietățile hârtiei (pH, prezența

13
metalelor), determinând în acest fel pierderea proprietăților mecanice prin modificarea
componentei celulozice de bază (Șesan, 2009) .
Biodeteriorarea operelor de artă , fiind reprezentate de picturi se pot desfășura atât pe
porțiunile acesteia, cât și pe componente, prezentând o sursă de nutriție pentru organismele
heterotrofe. Suprafața pictată este degradată, deoarece microorgan ismele pătrund în interiorul
suportului, ajungând pe fața internă a peliculei picturale urmate de mici fracturi și desprinderi de
fragmente (Șesan, 2009)
Biodeteriorarea lemnului determină apariția putregaiului, respectiv fisurarea acestuia prin
alterarea selectivă a celulozei, dar lignina din structura lemnului nu este degradată. Lemnul se
transformă într -o substanță friabilă, colorată brun -roșcat. Miceliul acestor specii de fung i atacă și
alte esențe lemnoase. Degradările materiei lignocelulozice care formează pereții celulari ai
lemnului, cauzate de fungi, au fost sistematizate și grupate pe baza simptomelor caracteristice, în
patru categorii de putregai: brun, alb, mucilaginos și bacterian (Șesan, 2009) .
Categoriile de organisme implicate în proces
Microorganisme le joacă un rol major în procesul de biodeteriorare a pietrei , prin modificarea
vitezei și a mecanismelor de climatizare chimică și fizică a rocilor (Ascaso, 2005) , de exemplu:
bacteriile, cianobacteriile, algele, lichenii și fungii, acționând separat sau in comun prin
interacțiuni complexe. Cu alte cuvinte suprafețele materialelor sunt cons iderate habitate pentru
organisme chemoorganotrofice ți chemolitotrofice, bacteri, dar în special fungi. Deteriorarea
diferitelor substraturi este cauzată în principal de eliberarea unor metaboliți intermediari, precum
și exoenzime (Ascaso, 2005) .
Primii colonizatori sunt re prezentați de alge și de cianobacterii, care au capacitatea de a furniza
azot și carbon pentru colonizatorii secundari, cum ar fi fungii. De exemplu, lichenii și unele
cianobacterii și alge verzi pot fi identificate prin observarea modificărilor suprafeței materialului.
Lichenii sunt considerați colonizatori principali și reprezintă cei mai agresivi agenți în
biodeteriorare (Ascaso, 2005) .
Fungii, în stare liber ă sau în simbioz ă cu lichenii reprezintă cele mai numeroase
microorganisme identificate pe obiectele de patrimoniu cultural . De asemenea, fungii prezintă

14
avantaje ecologice față de bacterii și alge, datorate capacității lor de propagare, de reproducere,
chiar și în condiții nefavorabile ( concentrații scăzute ale nutrienților) (Ascaso, 2005) .

Condițiile de mediu care permit sau nu creșterea și multiplicarea acestora
În condiții favorabile (temperatura, umiditate , lumina ), sporii fungici germinează imediat,
în schimb alte specii necesită un timp de maturare sau de a fi stimulate cu ajutorul unui semnal de
activare, cum ar fi șocul termic sau substanțe chimice (Carlile, și colab, 2001) . În procesul de
biodeteriorare a materialelor de patrimoniu cultural, sporii fungici germinează după acțiunea unor
activatori chimici, incluzând detergenții, acizii organici, alcoolii , care sunt utilizați în mod obișnuit
în conservarea obiectelor valoroase și supraviețuiesc pe materialele de piatră, datorită capacității
lor de a utiliza dioxid ul de carbon , microorganism autotrofe, pe rmițând astfel și colonizarea
microorganismelor heter otrofe prin utilizarea substanțelor organice eliberate de liza celulară a
celor autotrofe (Zanardini și colab. , 2000) .
Multe din genurile de fungi, de exe mplu Penicillium, Aspergillus, Alternaria, Fusarium se
caracterizează prin creșterea rapidă în cultură în anumite condiții de mediu, reprezentate de un
conținut de apă relativ ridicat și o temperatură de 24 -28°C. Acestea predomină pe suprafețe de
sticlă, h ârtie, lemn, piatră determinând astfel deteriorarea estetică suprafețe lor prin apariția unor
pete vizibile (negre, maro, portocalii) din cauza producției de pigmenți, cum ar fi melanina și
carotenoizii (Sterfl Inger, 2000). S -a demonstrat că acest e genuri de fungi provoacă deteriorări
biochimice prin producerea unor acizi organici (oxalic, citric, succinic) sau a unor exoenzime
(proteaze, lipaze) care acționează împotriva sub stratelor organice și anorganice (Gadd, 2011) .
Dintre factorii de mediu, enumerați anterior, cei care au un impact important în dezvoltarea
microorg anismelor sunt temperatura și umiditatea.
Temperatura . Reprezintă factorul care influentează creșterea și supraviețuirea organismelor.
În funcție de adaptarea la factorul termic, microorganismele pot fi:1. Psihrofile (criofile ), care
cresc cel mai b ine la temperaturi scăzute cuprinsă intre 0 -7°C; speciile aparținând genurilor:
Botrylis, Mucor, Penicillium, Candida . 2. Mezofile sunt majoritatea microorganismelor a căror
optim de activitate metabolică este în jur de 10 -20°C. 3. Termofile reprezintă microorganismele
a căror metabolism este intens la temperaturi relativ ridicate,cuprinse între 55 -60°C; specii

15
reprezentative: Aspergillus fumigatus, A. niger, Mucor pusillus, Chaetomium thermophile, Torula
termophila .
Exemplu: Microrga nismele care se dezvoltă la temperature moderate , colonizează pe
suprafețele pietrei, iar cele care se dezvoltă în regiunile tropicale sau subtropicale au capacitatea
de a penetra rocile și de a pătrunde în interiorul acestora pentru a se proteja împotriva radiațiilor
ultraviolete (Scheerer, 2009) .
Umiditatea . Este un factor major care influențează procesele vitale ale microorganismelor.
În funcție de factorul de umiditate, acestea se împart în:
1. Xerofile sunt cele care se găsesc într -un mediu sărac în apă;specii
reprezentative: Sarcinomyces, Coniosprorium, Trimmatostroma (Sterflinger, 2010) .
2. Mezofile sunt microorganismele care se dezvoltă în medii cu umiditate
moderată;majoritatea fungilor si bacteriilor ; speciile reprezentative sunt: Alternaria,
Cladosporium, Epicoccum (Sterflinger, 2010) .
3. Higrofile , cele care se găsesc în medii cu umiditate ridicată;predominant bacteriile. De
asemenea, în urma unor cercetări s -a constata t că materialele higroscopice, în condiții de umiditate
relativ scăzută, spijină creșterea fungilor (Sterflinger, 2010) .
2.3. Metode de biodeteriorare
Procesele de biodeteriorare a substraturilor determină distrugerea unităților structurale
prin urmare rezultând pierderea proprităților funcționale și fizice ale acestor materiale. Fungi
acționează diferit asupra suprafețelor: mecanic, chimic și biochimic.
Acțiunea mecanică se manifestă asupra substraturilor de hârtie, picturi, fiind pe netrate de
hifele fungilor , între particulele substratului, determinând separarea elementelor constitutive ale
materialului la nivel atomic,urmată de umiditatea ridicată . Acțiunea fizică determină eroziunea și
ruperea st raturilor de suprafață din cauza aderenței microbiene (Ascaso, 2005) . Prin acest tip ce
acțiune rezultă două tipuri de efecte: 1. Efectul de creștere ce poate fi atribuit unei mase sporite de
microorganisme capabile să se dezvolte pe diferite suprafețe, rezultând în urma penetrării fungice
(Ascaso, 2005) . 2. Efecte sunt determinate de presiunile fizice, ce apar în urma interacțiunii dintre
microorganisme și apă, prin modificarea volumului, datorate extinderii coloniilor fungice (Ascaso,

16
2005) . Cele mai intense efecte fizice sunt produse de cele mai multe ori de fungi prin penetrarea
spațiilor dintre g ranulele de piatră și minerale, determinând creșterea fungiilor, ce conduce la
fragmentarea rocilor cum ar fi: calcar, marmură, granit sau gresie (Ascaso, 2005) . De exemplu,
fungii negri provoacă daune fizice pietrelor, datorită capacității lor eficient e de penetrare a rocilor,
fiind demostrate prin tehnici de microscopie, pentru caracterizarea p articularităților morfologice
ale acestor colonii (Ascaso, 2005) .
Acțiunea chimică este influențată în mod special de fungii microscopici filamentoși care
prezintă proprietatea de a secreta diferiți acizi organici, dintre care cei mai mulți exercită acțiune
asupra metalelor, precum și a celor relativ rezistente. Pigmenții fungilor determină apariția petelor
caracteristic e materialelor. Nu întotdeauna sunt remarcate modificări fizice, însă au loc și
modificări de aspect și alterări cromatice. De asemenea, sunt inclu se și procesele de dizolvare și
chelatare implicate în formarea complexelor metalice , produse de produsele me tabolice și alte
substanțe produse de microorganisme (Ascaso, 2005) . Un exemplu este reprezentat de poluarea
atmosferic ă și de umi ditate , fungii negrii, care interacționează cu substratul de calcit, determină o
transformare chimică în gips (sulfat de calciu hidratat), care conține particule de minerale,
conducând astfel la formarea cristelor negre (Cappitelli și colab., 2007; Polo și colab. , 2010) .
Acțiunea biochimică este reprezentată de activitatea enzimatică, proprietate fungilor care,
pentru a obține carbonul necesar metabolismului determinând biodeteriorarea materialelor. S -a
demonstrat faptul că materialele textile celulozice (inul, cânepa, bumbacul), fibrele nat urale (lâna,
mătasea naturala) și fibrele sintetice (mătasea artificială) sunt sensibile la acțiunea fungilor,
deoarece consumă de preferat surse de carbon. Sensibilitatea fibrelor, atât naturale, cât și sintetice
este datorată prezenței substanțelor pecti ce care favorizează germinarea sporilor, precum și de tipul
de celuloză, hemiceluloză sau lignină care pot fi hi drolizate ulterior. Prin aceste mecasnime ale
fungiilor pot duce la modificări micropatologice prin perforarea, gravarea și dizolvarea
mineralel or, fiind asociate cu substanțe mucilaginoase extracelulare, care conțin pe lângă produși
metabolici, compuși acide și chelatori (Scheerer, 2009) .Fungii care sunt izolate pe suprafețe de
calcare, produc acidul oxalic, care în urma reacției cu calciul solubilizat din piatră au rezultat
produși sub formă de cristale, având capacitatea de a solubiliza metalele (fier, aluminiu, mangan)
cu scopul de a forma oxalați (Scheerer, 2009) .

17
Deteriorarea pietrei și a mineralelor care sunt induse de fungi este descrisă prin mecanismele
biogeofizice și biogeochimice (Salvadori și Municchia, 2016) . Datorită structurilor filamentoase
ale hifelor, fungii au capacitatea de a pătrunde în subtratul de piatră în funcție de cr iterii, precum:
compoziție chimică, structură și conservarea monumentului și de a penetra suprafața de piatră sub
influența presiunii în interiorul hifelor și melaninei , determinând fisuri, crăpături, care reprezintă
un microhabitat favorabil pentru fungi (Salvadori & Municchia, 2016) . Mecanism ele
biogeochimice sunt determinate de produși metabolici care acționează as upra suprafețelor de piatră
formând minerale secundare (corbonați și oxalați), care precipită atât pe suprafața cât și în
interiorul pietrei, conducând la dizolvarea mineralelor și la formarea unei cruste la exterior, iar la
interior, mai precis în jurul hifelor se cimentează fisurile și crăpăturile (Salvadori și Municchia,
2016) . Fungii secretă o serie de acizi organici ( oxalic, citric, formic, gluconic, fumaric, ma lic),
care acționează ca agenți chelatori (Salvadori și Municchia, 2016) .
Capitolul III
Substraturile pietrei
Piatra reprezintă suprafața pe care microorganismele colonizează,determinând deterioararea
substratului, atât în exterior, cât și în interior. Cele mai abundente microorganisme ce colonizează
pe monumentele de piatră sunt speciile de fungi, fiind asoc iate cu suprafețele acestora, ce
reprezintă habitatele comune a diferitelor tipuri fungice . Cu alte cuvinte , deteriorarea pietrei de
construcție provoacă pierderi iremediabile ale obiectivelor de patrimoniu cultural.
Fungii produc foarte multi acizi organici (citric, oxalic, glucuronic, gluconic, lactic, fumaric)
care formează complecși de chelate cu cationii metalici ai subtratului și dizolvând calcarele,
mineralele, silicate, minerale care contin fier, magneziu și diverși fosfați.
Rocile vulc anice sunt mai susceptibile la atacul fungilor decât rocile granitice, care sunt foarte
rezistente. În gresie sunt atacate atât materialele de cimentare cât și aluminosilicații. Specii ale
genurilor de Aspergillus , Penicillium și Spicaria produc mari canti tăți de acizi (acid oxalic, acid
citric). Acidul oxalic corodează mineralele primare și descompun complet mineralele argiloase,
feruginoase. Propietatea fungilor de a forma oxalate de calciu, care sunt depozitați pe suprafața
externă a hifelor a fost demon strate experimental de calcite și marmura, iar aceasta le include între

18
organismele, care au capacitatea de a forma pelicule de oxalate atât de frecvent observate pe
monumetele de piatra.

3.1. Structura pietrei
Pietrele (rocile) sunt clasificare în 3 categorii, după compoziția minerală:
• Sedimentare – formate la suprafața pământului sau în mări, prin acumulare de materiale
și prin acțiunea unor agenți externi;
• Eruptive – formate prin solidificarea magmei, ce rezultă prin procese vulcanice ;
• Metamorfice – formate prin recristalizarea altor pietre preexistente, sub acțiunea
temperaturii și presiunii la adâncimi mari.
Rocile sedimentare . Reprezintă rezultatul distrugerii rocilor existente de către agenți fizici,
purtând denumire de roci dentritice ( se formează prin depunerea substanțelor dizolvate în apă),
ori al alterării acestora prin agenți chimici sau din resturile viețuitoarelor, formându -se rocile de
precipitare chimică ( calcare, silicolite), și rocile biotice (calcare organogene, cărbuni). Calcarul
este o piatră sedimentară, formată din minerale calcite, cum ar fi carbonatul de calciu,care poate fi
direct precipitat din apa ării, dar majoritatea se formează din fosilele organismelor marine, de
exemplu scoici; este rezistent la umi ditate, dar sensibil la soluții acide.
Rocile eruptive . Se formează în urma fierberii magmei, materia din interiorul pământului,
alcătuită din silicați, oxizi și gaze. Se caracterizează prin duritate sporită, prezența obligatorie a
siliciului. Roc ile eruptive acide au culori deschise și sunt bogate în siliciu; cele bazice au mai puțin
siliciu, având culori închise, datorită prezenței piroxenilor, amfibolilor și olivinei. Cea mai
reprezentativă piatră eruptivă este granitul , ce are în compoziție cua rț sau minerale de culoare
închisă, elemente care definesc cromatica plăcilor de granit: alb, negru, roz; de asemenea, există
plăci de granit care se aseamănă foarte mult cu marmura, dar diferența dintre cele 2 este că granitul
este mai rezistent la zgârie turi, acizi, foc; acest tip de rocă eruptivă este utilizată de mii de ani în
construcții.
Roci metamorfice . Se formează în urma metamorfozei ce este un proces prin care o rocă
preeexistă formează un alt tip de rocă, de exemplu din roci silicioase bogate în cuarț ia naștere prin

19
recristalizarea cuarțului o rocă metamorfică, unde granulația inițială dispare. Mar mura reprezintă
o piatră metamorfică reprezentativă, fiind o rocă de apă sărată;este compusă din calcit și obținută
prin metamorfoza calcarului; culorile marmurei se datorează impurităților conținute: roșu de la
sărurile de fier, maro de la cele de mangan, cenușiu de la grafit; acest tip de piatră a fost asociat cu
vechile culturi antice ale Romei și Greciei.
3.2. Alterări cromatice
Sunt mai mult sau mai puțin superficiale și adesea reprezintă pete de culoare inchisă. Petele
care sunt produse de fung i din familia Dematiaceae (Cladosporium, Stachybotrys, Altenaria ), se
datorează melaninei (derivat foarte slab al indochinonei), prezență în miceliu și sunt de obicei de
culoare neagră, foarte dificil de îndepărtat. Petele care sunt provocate de alte specii de fungi sunt
mai puțin stabile. Hifele fungilor pătrund profund în tencuiala picturilor murale (10 mm, uneori
mai mult) și pot cauza pierderea coeziunii și desprinderea stratului pictural.
În tabelul următor (Tab elul nr. 1) sunt prezentate ti purile de alterări determinate de către
procesul de biodeteriorare, caracteristicile acestora, precum și speciile de microorganisme care
acționează asupra substraturilor de piatră:
Tabelul nr. 1. -Tipurile de alterări cromatice, mecanismul prin care se mani festă și speciile de sunfi care
determină tipul de colorație
Tipuri de colora ție
Caracteristici Speciile de microorganism
Pete negre -maronii Se formează datorită pigmenților melanici.
Apariția acestora este data de fungi care oxidează
fierul și manganul, precum și cei care precipită
oxizii de fier sau mangan , conducând la înnegrirea
suprafeței și la modificări estetice. Speciile care aparțin familiei
Dematiaceae
Pete verzi Se formează din clorofila algelor verzi care
interacționează cu substr aturile de piatră . Pigmenți proveniți din alge și
cianobacterii
Pete galben -orange Apar în urma oxidării manganului. În cazul
microorganismelor fototrofice, culoare este
determinată de ficobilină, carotene, pigmenți
carotenodici . Alge, licheni și cianobacterii
Pete roșu orange și
maro Provin de la: derivații clorofilei, melanina fungală,
fier, magneziu. Bacterii, fungi și licheni

20

3.3. Bisericile de piatră din județul Hunedoara (Prislop, Strei, Ostrov, Nucșoara, Sinpetru,
Sintamarie)
Biserica Strei (Biserica Adormirea Maicii Domnului) este o biserică ortodoxă aflată în
localitatea Strei, județul Hunedoara, fiind considerată una dintre cele mai vechi și reprezentative
monumente de arhitectură transilvăneană. Este construită din pi atră brută , în stil gotic , fiind de
dimensiuni mici și prezintă un turn -clopotniță, o navă scurtă cu boltă de scânduri, un altar ce este
bolțit în cruce pe ogive massive de piatră. Această biserică prezintă o colecție valoroasă de picture
murale atât în in terior cât și la exterior, într -un stil original, sinteză de elemente iconografice
bizantine și trăsături stilistice nord italien, dar cu o puternică amprentă romană
(https://ro.wikipedia.org/wiki/Biserica_Adormirea_Maicii_Domnului_din_Strei )
Biserica Ostrov (Pogorârea Sfântului Duh) este ceonsiderată una dintre cele mai vechi
monumente de zid păstrate în Transilvania. Este construită din piatră, la exteriorul acesteia fiind
prezentate numeroase picturi, prin care se pot distinge scene cu sfin ți, pe care se pot citi inscripții
zgâriate, iar în interior se pot găsi părți consistente din vechea frescă, atrăgând atenția vizitatorilor.
Cu alte cuvinte, biserica a fost în întregime acoperită de fresce frumoase, pentru că unele din
fragmentele deteri orate se pot observa atât în interior, cât și la exterior. De asemenea, în jurul
bisericii se poate remarca o expoziție de 208 pietre romane sculptate adunate prin împrejurimi
(http://www.hateggeoparc.ro/biserici -din-piatra -si-manstiri -medievale/biserica -din-ostrovul –
mare/ ).
Biserica Sîntamaria se numără print re cele mai vechi biserici din spațiul românesc. Construită
din piatră brută și piatră fățuită la muchii, biserica este cunoscută atât prin aspectul îngrijit al
zidurilor sale, cât și prin frumusețea portalurilor și a ferestrelor. În interiorul bisericii se conserv ă
un vast ansamblu mural, cu o valoare excepțională, prezentând o îmbinare a stilului bizantin cu cel
Italian, de asemenea găsindu -se numeroase picture arhitectonice provenind de l a Sarmizegetusa.
Lăcașul combină în mod armonios elemente le stilurilor romanic și gotic
(https://turismretezat.ro/povestea -oamenilor/biserici -de-piatra/#bisericadinsantamariaorlea ).

21
Biserica Nucșoara (Înălțar ea Domnului) reprezintă o construcție mas ivă din piatră brută și
bolovani de râu cu un edificiu inclus în categoria monumentelor ecleziastice în stil romanic, cu
unele influe nțe gotice (https://ro.wikipedia.org/wiki/Biserica_Înălțarea_Domnului_din_Nucșoara)
Biserica Sânpetru ( Sfântul Mare Mucenic Gheorghe) se numără printre cele mai vechi
monumente de zid. A fost construită din piatră brută, tencuită la exterior, fiind introdu se elemente
ornamentale câteva piese litice romane și un frumos bust antic, oferind bisericii un aspect straniu.
În privința decorației interioare și exterioare, este înfățișat ă de către fragmente murale ; în interior
se află picturi murale,dar și la exterior. Biserica păstrează unele elemente interesante ale stilului
romanic și gotic , pentru că în zidurile bisericii au fost prinse, bucăți din ruinele romane din
apropiere. Cea mai deosebită dintre aceste pietre romane este altarul din marmură de la intrarea în
biserică (www.hateggeoparc.ro/biserici -din-piatra -și-manastire -medievale/biserica -din-sanpetr/).
Biserica Prislop reprezintă unul dintre cele mai importante așezăminte religioase ortodoxe
din Transilvania , fiind conservat între zidurile sale, spiritul autentic creștin. A fost contruită din
piatră de râu. Din punct de vedere al decorației, este rep rezentată de picturi în frescă, dar există și
picturi ce se încadrează în tradițiile brâncovenești (http://www.hateggeoparc.ro/biserici -din-piatra –
si-manstiri -medievale/manastirea -prislop/ ).

Capitolul IV
Biocleaning
Biocleaning reprezintă o aplicație utilizată în restaurarea monumentelor istorice, fiind un
domeniu pentru cercetare în diverse proiecte regionale și naționale, precum si un proiect european
(BIOBRUSH EVK4 -2001 -00055). În princi piu este studiată testarea eficienței bioproceselor ș i
procedurilor de optimizare, dar și confirmarea acestor aplicații (Bosch -Roig și Ranalli, 2014) .
Avantajele utilizării acestei biotehnologii sunt: standardizarea protocoalelor, reducerea timpului
de efectuare a restaurării monumentelor, costuri scăzute (Bosch -Roig și Ranalli, 2014) .
Pentru protejarea și conservarea patrimoniului cultural este folosită biotehnologia, prin
varietatea de tehnici moleculare pentru studierea efectelor biodeteriorării, reprezentând o
modalitate de diagnosticare și conservare preventivă a obiectivului de pat rimoniu cultural,

22
folosindu -se biocide, care se bazează pe metode chimice, având și dezavantaje precum: decolorări
și daune asupra suprafețelor, afectând de asemenea si organismele superioare, inclusiv oamenii
(Sasso și colab ., 2013) .
Înainte de a se realiza procesul de biocleaning a suprafețelor de piatră, trebuie să se cunoască
proprietățile mineralogice ale substraturilor pietrei, caracterizarea degradării pr in severitate, rata
de progres și efectele specifice ale diferitelor microorganisme care colonizează monumentele,
pentru înțelegerea cauzelor și a mecanismelor tipului de dezintegrare (Bosch -Roig și colab. , 2015) ,
acest mecanism fiind determinat și de compoziția chimică și rezistența materialului (Sterflinger,
2010) . Pentru a efectua aplicațiile cu rol de biocleaning, trebuie să se testeze nivelul de degradare
a materialului de către fungi, cu ajutorul unei gam e de medii, de exemplu: agar de celuloză, agar
de cazeină sau medii indicatoare colorate, dar mai pot fi utilizate și agarul de extract din malț și
glicerol dicloran (Sterflinger, 2010) .
Pentru restaurarea monumentelor istorice , se pot utiliza diferite tratamente, precum:
• Fizice – sunt utilizate pentru distrugerea fungilor, dar și a sporilor acestora, de exemplu:
radiațiile gamma (Sterflinger, 2010) . În articolele de specialitate, autorii precizează că
pentru distrugerea fungilor, trebuie folosite doze mai mari decât cele utilizate pentru
bacterii (Sterflinger, 2010) . Un dezavantaj în utilizararea radiațiilor gamma, este că poate
afecta compoziția chimică al substratului (Sterflinger, 2010) .
• Chimice – includ lichide biocide, b romu ră de metil, bromură de etilenă. Sunt utilizate
diferite substanțe împotriva fungilor, fără a cauza deteriorarea materialului: 1. Produși
care conțin donori care eliberează lent formaldehida. 2. Produși care conțin în structura lor
amoniu cuaternar. 3. Izotiazolinona este utilizată în mod eficient pentru combaterea
dezvoltării fungice pe obiectele de hârtie (Sterf linger, 2010) . Un exemplu de tratament
chimic este reprezentat de etanol de concentrație 70%, fiind un dezinfectant folosit frecvent
în microbiologie și poate avea și efect fungitoxic dacă timpul de aplicare este de mai puțin
de 2-3 minute (Sterflinger, 2010) .
Metodele fizice si chimice prezintă un avantaj pentru curățarea microorganismelor, care
de asemenea sunt folosite si en zime pentru eliminarea substanțelor, care se găsesc sub formă de
complexe sau încrustate. Aceste metode trebuie să fie drastice și în anumite cazuri să provoace
daune ireversibile asupra substraturilor afectate. Un dezavantaj este reprezentat de faptul că

23
enzimele, prin activitatea lor specifică asupra substratului nu sunt capabile să disttruga substanțele
complexe, deoarece este dificil de obținut un amestec de enzime, ce prezintă un grad de dificultate
mare de a fi utilizat.
În liter atura de specialitate este menționat că pentru curățarea unei suprafețe de marmură
încrustat cu gips este folosită bacteria Desulfovibrio desulfuricans , pentru transformarea în calcit,
atât în tratamente de curățare cât și în tratamente de conservare (Sasso și colab ., 2013) . După
cercetările efectuate, s -a constatat că există două metode de biocleaning , care sunt alese în funcție
de anumite criterii, de exemplu: 1. Conservarea patinei nobile ( confera caracteristici specifice
suprafeței). 2. Daune fizice și chimice. 3. Omogenitatea îndepărtării depozitelor de suprafață. 4.
Eficiența curățării. 5. Culoarea. 6. Estetica (Cappitelli și colab., 2007) . Cele 2 metode sunt
reprezentate de:
• Metoda tradițională folosește un amestec de EDTA -carbonat de amoniu ( 30 g EDTA, 50
g carbonat de amoniu) și 10 mL de surfactant Contrad 2000 ( amestec de anion surfactant
și detergent neionizat, la un pH de 12,3) în 1000 mL de apa distilată (Cappitelli și colab.,
2007) .
• Metoda inovatoare în care este utilizată o bacterie reducătoare de sulf, cum ar fi
Desulfovibrio vulgaris ATCC 29579 în Carbogel , pentru îndepărtarea crustelor negre (Fig.
1)(Cappitelli et al., 2006; Sasso et al., 2013) . Această bacterie este folosită în biotehnologie,
pentru evitarea formării precipitatelor de sulf . Înafară de bacteriile reducătoare de sulf sunt
folosite baterii, care îndepărtează crustele de azotat de pe suprafețele de piatră, de exemplu:
Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas stutzeri ( Bosch Roig , 2013) .

24
Figura nr. 1- În imaginea din partea stângă este reprezentată substratul de piatră deteriorat de fungi negri,
prin apariția crustelor negre, formate de către gips, iar în imaginea din partea dreaptă sugerează suprafața de
piatră după procesul de biocleaning , utilizând Desulfovibrio vulgaris (Cappitelli și colab., 2006) .

Microorganismele prezintă un metabolism capabil să producă agenți de deteriorare, de
exemplu: acizi organici sau anorganici, agenți de chelare, enzime și substanțe polimerice
extracelulare, care cauzează procesele precum: biocoroziune sau biomineralizare (Sasso și
colab., 2013) .
Biomineralizarea
Biomineralizarea reprezintă un proces indus de activitatea biologică a organismelor care
formează un micromediu, cu scopul de a forma minerale în anumite condiții care permit
precipitarea chimică ( Bindschedler, Cailleau, & Verrecchia, 2016) . Biomineralizarea este
împărțită în 3 categorii:
• Mineralizarea controlată biologic , proces care realizează, în anumite condiții de
mediu, sinteza directă a mineralelor atât la exterior cât și în interiorul celulei. De
exemplu în mediul intracelular, lipidele, proteinele și polizaharidele au capacitatea de
a forma o matrice stabilă cu ro l în condensarea cationilor și în creșterea mineralelor
(Access, f.a.) .
• Mineralizarea indusă biologic , proces care are rol în activitatea metabolică a
organismului, care influențează formarea mineralelor și creșterea extracelulară a
acestora, conducând ulterior la reacții chim ice ( Bindschedler, Cailleau și Verrecchia,
2016) . Un exemplu concret de mineralizare indusă biologic este reprezentat de
carbonatogeneza, proces prin care carbonatul de calciu (CaCO3) este precipitat prin
intermediul bacteriilo r sub influența a 4 factori: concentrația calciului, concentrația de
carbon anorganic dizolvat, pH și disponibilitatea locurilor nucleare . Acest proces este
necesar pentru: 1. Formarea sedimentelor carbonate care duce la fixarea atmos ferică a
dioxidului de carbon (CO2). 2. Recepționarea contaminanților anorganici (Access,
f.a.).
Ca2+ +CO2− 3 ←→CaCO3

25
Sub acțiunea hidrolizei ureei de către bacterii ( Bacillus pasteurii, Bacillus subtilis,
Pseudomonas sp.), carbonații sunt precipitați, conform ecuațiilor următoare:
CO(NH2)2+H2O → NH2COOH+NH3
NH2COOH+H2O → NH3+H2CO3 (Dhami, Reddy, &
Mukherjee, 2013)

• Mineralizarea influențată biologic asupra morfologiei mineralelor.

Capitolul V
Antagonismul
Antagonismul reprezintă acțiunea unui organism, care inhibă activitatea și creșterea unui
alt organism cu rol patogen, de exemplu bacterii și fungi. Aceste organisme sunt utilizat ă în
scopul controlului dăunătorilor, fiind considerați agenți de control biologic care se manifestă
prin secreția unor enzime put ernice care distruge structura celulei, care servește drept nutrient
pentru organismul inhibitor.
Antagonismul se clasifică clasifică în două tipuri: antagonism specific și antagonism
nespecific.
• Antagonismul specific care se manifestă în cazurile când unele specii prezintă
metaboliți care au acțiune negativă selectivă
• Antagonsimul nespecific este caracterizat prin manifestarea efectului dăunător al
speciilor de microorganisme care se găsesc în contact direct cu speciile antagoniste.
Competiția între fungi se manisfestă în două cazuri: prima se referă la gradul de
colonizare a unui substrat nou prin capacitatea de dispersie, viteza de germinație a sporilor,
creștere, iar în cel de -al doilea caz este descrisă agresivitatea cu care o specie colonizează
un substrat care este populat de altă specie.
Un exemplu de antagonism este reprezentat de cel de la distanță, care se manisfestă
prin apariția uneia sau a ambelor specii care au proprietatea de a produce enzime, toxine
sau met aboliți cu rol antifungic. Compușii organici (alcooli, aldehide, compuși aromatici),
care sunt implicați în procesul de difuzie, acționează la o anumită distanță, având efecte

26
negative asupra germinării, a formării miceliului. Acesți compuși organici afect ează
speciile de fungi care colonizează (Watkinson și colab. ).
Compușii organici volatili ajută microorganismele pentru a se adapta ala condițiile de
mediu, precum și răspândirea acestora pe o distanță variabilă. Interacțiunile între aceste
substanțe influențează rata de creștere și activitatea enzimelor. Speci ile de fungi
reprezentative pentru acest tip de antagonism este Trichoderma , pentru că au capacitatea
de a produce aceste substanțe organice volatile cum ar fi heptanal -octanal și 2 -metil -1-
butanol cu efecte antifungice.
Studiu de caz: genul Tricho derma
De-alungul anilor, speciile de Trichoderma au fost utilizate pe scară largă ca agenți
fungici antagonici, care acționează împotriva dăunătorilor și sunt caracterizate prin rata de
metabolism crescută, precum și prin producerea de metaboliți antimicrobieni, care
reprezintă factori esențiali, deoarece contribuie la antagonismul ace stor fungi (Verma,
Brar, Tyagi, Surampalli, & Val, 2007) . De asemenea, fungii din genul Trichoderma au
dezvoltat o capacitate de a interacționa, atât parazitar, cât și simbiotic cu diferite
substraturi, dar și organisme vii, cum ar fi plante sau alte microorganisme (Harman, G. E.,
and Kubicek, 1998) .
Micoparazitismul cuprinde o serie etape prezentate în figura nr. 2 este clasificat în două
mari categorii:
• Micoparazitism biotrofic în care fungii stabilesc o relație de hrănire specializată,
care se manifestă prin pătrunderea și absorbția substanțelor nutritivedin hifele
fungice vii (Gruber & Seidl -Seiboth, 2012) ;
• Micoparazitism necrotrofic în care fungii invadează și distruge alte celule
fungice, hrănindu -se cu celulele moarte (Deacon, 2006) .

27

Figura nr. 2 – Etapele micoparazitismului:A -coiling; B -penetrare; C – formarea barierei de către gazdă;
D- formarea de ramificații de către antagonist și sporularea; E – formarea de clamidospori; F – lizarea
hifei de gazdă. (după Dubey și Dwived, 1986)
Hiperparazitismul se caracterizează prin etapele: recunoașterea patogenului, atacul,
penetrarea gradată a celulelor a ntagonismului . Aceste etape implică producerea enzimelor
litice cu rol în degradarea peretelui celular (este alcătuit din chitină și glucan). Speciile de
Trichoderma produc aceste enzime litice care sunt reprezentate de: chitinaze (cele mai
importante: end ochitinaze, chitobiozidază), xilanaze, pectinaze, glucanaze, lipaze, amilaze,
proteolitice (cu rol în controlul activității și stabilității enzimelor extracelulare) , toate aceste
enzime fiind prezentate în tabelul următor (Tabelul nr. 2):
Tabelul nr. 2 – Activitatea enzimelor implicate în antagonism (Steyaert, J.M.; RIdgway, 2010)
Grup Enzime Proprietăți
β – glucanaze Exo/endo -β-1,3 – glucanaze sau β -1,6
glucanaze
endo -β-1,3 – glucanaze sau β -1,6 glucanaze
β-1,3 sau β -1,6 glucozidaze Clivează legături β de la capetele lanțului

Clivează randomic legături Exo/endo -β-1,3 –
glucanaze sau β -1,6 glucanaze
Taie oligo – și dizaharide
celulaze β-1,4- D-glucan celobiohidrolaze
endo – β-1,4 glucanaze
β-1,4 glucozidaze Taie celobioza de la capetele celulozei
Taie legăturile β randomic
Taie celobioza la glucoză
chitinaze Chitin β -1,4 chitibiozidaze
Endochitinaze
β-1,4- N acetylhexosaminidaze Taie legături β de la capătul chitinei
Taie legături β randomic în interior
Taie chitina și chitobioza la capete
Proteinaze Atacă lanțuri de aminoacizi specifici

28
În literatura de specialitate, s -a descris că fungii aparținând genului Trichoderma au fost
utiliza ți în principal ca agenți biofungici, având un afect antagonist asupra fitopatogenilor, ce poate
fi demonstrat prin testare în vitro.
Exemplu: 1 . Speciile de Trichoderma aureoviride, Trichoderma harzianum produc β –
glucozidază , celobiohidrolază și protează, care inhibă dezvoltarea speciilor de fungi din genul
Fusariu m, reprezentate de F. solani și F. culmorum (Morsy, 2009; Verma și colab ., 2007) ;
2. Trichoderma harzianum și Trichoderma koningii inhibă activitatea fungului
Botrytis cinerea prin producerea enzimelor litice și a chitinazelo r (Verma și colab ., 2007) ;
3. Trichoderma koningii, Trichoderma aureoviride și Trichoderma
longibrachiatum prin micoparazitism și producea de antibiotice și enzime cu funcție antagonistă
acționează împotriva fungului Sclerotinia sclerotiorum (Verma și colab ., 2007) ;
4. Trichoderma harzianum afectează dezvoltarea fu ngului Alternaria alternata
prin producea de enzime cu rol în de gradarea peretelui celular fungic (Verma și colab ., 2007) .

29
Capitolul VI
Partea practică
1. Scop și obiective ;
2. Materiale și metode ;
2.1.Prelevare și izolare ;
2.2.Tehnica colorației Bleu -Cotton -Lactofenol ;
2.3. Identificarea la nivel de specie prin spectrometrie de masă;
2.4. Studii de antagonism microbian;
3. Rezultate și discuții ;
3.1.Izolarea speciilor de fungi microscopici filamentoși de pe clădirile de patrimoniu
cultural din piatră;
3.2.Examinarea caracterelor de cultură și de colonie și a aspectului microscopic al
tulpinilor fungice izolate ;
3.3. Identificarea la nivel de specie prin spectrofotometride de masă MALDI -TOF ;
3.4. Rezultatele testelor de antagonism .

30

1. Scop și obiective
1.1 Scop
Studiul urmărește izolarea, identificarea și caracterizarea posibelelor interacțiuni de tip
antagonism dintre fungii microscopici filamentoși implicați în procesul de deteriorare a unor
obiective de patrimoniu cultural din piatră din județul Hunedoara: Biserica Strei, Biserica Prislop,
Biserica Ostrov, Biserica Sfântul Gheorghe, Biserica Sînmarie, Biserica Sînpetru.
1.2 Obiective le studiului
a. Prelevarea de probe biologice din interiorul bisericilor de piatră: Strei,
Ostrov, Prislop, Sfântul Gheorghe, Sînmarie, Sînpetru
b. Izolarea în cultură pură și identificarea fungilor microscopici filamentoși
implicați în deteriorarea pi etrei
c. Descrierea relațiilor ecologice dintre speciile de fungi microscopici
identificate anterior

2. MATERIALE ȘI METODE
2.1. Prelevare , cultivare și izolare
În luna august 2018 au fost prelevate probe din Bisericile de piatră (Biserica
Nucșoara, Biserica Ostrov, Biserica Prislop, Biserica Sfântul Gheorghe, Biserica
Sînamrie, Biserica Sînpetru) de către doamna Lector Univ. Dr. Irina Gheorghe și
doaman Asis. de cercetare Irina Balotescu din pronaosul, naosul și altarul bisericii.
Probele a u fost inoculate pe medii de cultură specifice ( Sabouraud solid și Rose
Bengal) și incubate 5 zile la temperatura camerei, după care s -a realizat un prim pasaj
pentru izolarea fungilor, urmat de un al doilea pasaj, toate efectuându -se în plăci Petri
cu me dii Sabouraud și Rose Bengal.
2.2 Tehnica colorației Bleu – Cotton -Lactofenol
După al doilea pasaj de izolare s -a trecut la determinarea prin analiză la
microscopul optic cu obiectivul de 10 X, 20 X, 40 X. Tehnica Colorației -Cotton –

31
Lactofenol este cea mai utilizată metodă de observare a fungilor. Soluția are 3
componente:
• Fenol – omoară organismele vii;
• Acid lactic – păstrează strcutura fungilor;
• Bleu -cotton – colorează chitina din peretele celular al fungilor.
Pentru preparare s -a lucrat în condiții sterile: pe o lama microscopică sterile și
degresată s -a plasat o picătură de Bleu -Cotton -Lactofenol; cu o bucată de scotch tăiată s -a desprins
miceliul din placa de mediu de cultură; s -a plasat scotch -ul peste picătura de colorant, evit ând
formarea bulelor de aer și s -a analizat la microscopul optic cu obiectiv 10 X , 20 X , 40 X .
2.3. Caracterizarea biochimică a tulpilor prin spectrometrie MALDI -TOF
Spectrometria de masa MALDI -TOF este o metodă analitică frecvent uti lizată cu
scopul de a detecta și caracteriza amestecuri de molecule oranice, în special polimeri sintetici și
biopolimeri. MALDI reprezintă prescurtarea de la Matrix -Assited Laser Desorbtion Ionisation ,
care implică prezența unei raze de laser, care loveșt e un matrix de molecule mici organice, având
ca rezultat transformarea în ioni gazoși fără a le fragmenta și a le descompune. TOF este
prescurtarea de la Time of Flight și reprezintă o metodă de spectrometrie în masă care separă ionii
în funcție de raportu l dintre masa și sarcina electrică, detrminat în funcție de timpul necesar
molecule ionizate pentru a ajunge la un detector.
Etapele spectrometriei în masa MALDI -TOF sunt:
• Ionizarea moleculei sau a mixului de analizat, etapă care se efectuează în prezența
unui matrix menit să faciliteze ionizarea, absorbând energia razei laser de 337 nm și
trecând materia de analizat în formă gazoasă;
• Sortare ionilor;
• Detectarea ionilor.
Sistemul de spectrometrie în masă TOF accele rează ionii într -un câmp cu voltaj mare, care
le aplică o cantitate constantă de energie cinetică. Rezultatul este că cel mai mic dintre ioni se va
deplasa cel mai repde. Detectarea TOF înregistrează timpul necesar unei grupări de ioni pentru a

32
străbate o anumită distanță. Cunoscând timpul și sarcina câmpului electric, spectrometrul
calculează raportul masă/ încărcare energetică al fiecărui ion.
Identificarea fungilor filamentoși prin spectrometria în masă MALDI -TOF se bazează pe o
bază de date ce necesită o actualizare permanentă pentru o identificare cât mai exact ă.
2.4. Studiile de antagonism microbian

Figura nr. 3 Modelul de repartizare a plăcilor Petri
pentru testele de antagonism . Testele de antagonism s -au realizat pe plăci
Petri cu medii Sabouraud, pe care s -au
înămânțat câte două tulpini din specii diferite,
după cum urmează: s -a împărțit placa în două
după diametrul cercului (D). Cele două raze de
pe diametrul perpendicular pe (D) s -au împărțit
în cate două segmente egale, iar în
însămânțarea s -a facut în punctul rezultat.
Astel distanța dintre punctele de pornire a
coloniei este de jumatate de diametru (D/2), iar
între acestea și diametrul inițial (D) este un
sfert de diametru (D/4).

3. REZULTATE ȘI DISCUȚII
3.1. Izolarea speciilor de fungi microscopici filamentoși de pe obiectivele de
patrimoniu cultura l din piatră din județul Hunedoara.
În cadrul studiului, au fost prelevate probe constituite din materiale degradate
provenite de la Bisericile din piatră din județul Hunedoara. În tabelele și grafice sunt prezentate
genurile izolate de pe fiecare material și numărul de apariții al acelui g en în condiții de laborator.

33
Biserica Adormirea Maicii Domnului din Strei
Cod LMI: HD -II-m-A-03452
În urma prelevării probelor de pe picturile din exteriorul bisericii, inoculării și a
identificării prin tehnica colorației Bleu Cotton s-au obținut rezultatele conform tabelului nr. 3 și
a figurii nr. 4 :
Tabelul nr. 3 – Genurile izolate identificate și
numărul aparițiilor
Nr.
Crt. Genul speciei Numărul
aparițiilor
1. Aspergillus 2
2. Alternaria 4
3. Arthrinium 2
Total izolări 8

Figura nr. 4 – Graficul speciilor izolate

Biserica Pogorârea Sfântului Duh din Ostrov
Cod LMI: HD -II-a-A-03400
Speciile de fungi identificate, de la materialele degradate de la biserica sunt prezentate în
tabelul nr. 4 și figura nr. 5: 0 1 2 3 4 5AspergillusAlternariaArthrinium

34

Biserica Sîntămarie
Cod LMI: HD -I-s-B-03207
După studiul efectuat asupra materialelor degradate provenite de la Biserica Sîntămarie s -au
obținut speciile de fungi prezentate în tabelul nr. 5 și figura nr. 6 :

Nr.
Crt. Genul Numărul
apariției
1 Cladosporium 2
2 Alternaria 1
Total izolări
3
Tabelul nr. 4 – Speciile izolate și numărul apariției

Figura nr. 5 – Graficul speciilor izolate
Nr.
Crt. Genul speciei Numărul
Aparițiilor
1 Fusarium 3
2 Aspergillus 3
3 Alternaria 4
4 Rhizopus 2
5 Penicillium 2
Total izolări 14 Tabelul nr. 5 – Speciile de fungi izolate și numărul
aparițiilor

Figura nr. 6 – Graficul cu speciile izolate 0 0.5 1 1.5 2 2.5cladosporiumAlternaria
0 1 2 3 4 5FusariumAspergillusAlternariaRhizopusPenicillium

35
Biserica Prislop
Cod LMI: HD -II-A-03446.03
Rezultatele obținute în urma prelucrării probelor prelevate de la biserica respectivă sunt
deschise în tabelul nr. 6 și figura nr. 7 :

Tabelul nr.6 – Speciile izolate identificate și
Numărul aparițiilor

Nr.
Crt. Genul speciei Numărul
aparițiilor
1. Aspergillus 3
2. Alternaria 3
3. Mucor 1
4. Trichoderma 3
5. Penicillium 1
Total izolări 11

Figura nr.7 – Graficul speciilor izolate

Biserica ” Pogorârea Sf. Duh” din Paroș
Cod LMI: HD -II-m-A-03401
Rezultatele obținute în urma prelucrării probelor prelevate de la biserica respectivă sunt
deschise în tabelul nr. 7 și figura nr. 8: 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5AspergillusAlternariaMucorTrichodermaPenicillium

36

Biserica Sfântul Gheorghe
Cod LMI: HD -II-m-A-03442
Rezultatele obținute în urma prelucrării probelor prelevate de la biserica respectivă sunt
deschise în tabelul nr. 8 și figura nr. 9:
Tabelul nr. 7 – Speciile identificate și numărul
aparițiilor
Nr.
Crt. Genul Numărul
aparițiilor
1. Aspergillus 13
2. Alternaria 2
3. Mucor 1
4. Cladosporium 2
5. Penicillium 1
6. Stachybotrys 1
Total izolări
20

Figura nr. 8 – Graficul speciilor izolate
Nr.
Crt. Genul Numărul
aparițiilor
1 Aspergillus 6
2 Penicillium 3
3 Purpureocilium 3
4 Arthrinium 1
5 Mucor 1
6 Rhizopus 1
Total izolări 15 Tabelul nr. 8 – Speciile izolate și numărul aparițiilor

Figura nr. 9 – Graficul speciilor identificate 0 5 10 15AspergillusAlternariaPenicilliumMucorCladosporiumStachybotrys
0 10 20 30AspergillusPenicilliumMucorAlternaria

37

Biserica ” Înălțarea Domnului” din Nucșoara
Cod LMI: HD -II-m-B-03370
Rezultatele obținute în urma prelucrării probelor prelevate de la biserica respectivă sunt
deschise în tabelul nr. 9 și figura nr. 10:

3.2.Examinarea caracterelor microscopice, de cultură și de colonie a tulpinilor
fungilor izolate
În urma analizei microscopice s -au identificat 5 genuri, după cum urmează :
Penicillium sp. Link (1809 )
Regn: Fungi ;
Filum: Ascomycota;
Clasă: Eurotiomycetes ; Nr.
Crt. Genul
Numărul
aparițiilor
1 Aspergillus 24
2 Penicillium 8
3 Mucor 3
4 Alternaria 2
5 Fusarium 1
Total izolări 38 Tabelul nr. 9 – Speciile izolate și numărul
aparițiilor

Figura nr. 10 – Graficul speciilor identificate

0 5 10 15 20 25 30AspergillusPenicilliumMucorAlternariaFusarium

38
Ordin: Eurotiales ;
Familie: Trichocomaceae .
Reprezintă o specie foarte diversificată , datorită variabilității caracterelor morfologice
specifice ale reprezentanților să i. Se caracterizează prin prezența fialidelor cu lanțuri lungi formate
din fialospori (conidii), având aspect de sticlă cu gâtul mai mult sau mai puțin distinct sau
lanceolate (Figura nr. 11 A, B).
Miceliul este pluricelular și foarte ramificat, prezentând conidiofori septați, având în
partea terminală metule, fialide (celule conidiogene) și fialospori (conidii). Metulele pot fi dispuse
pe un singur nivel sau pe două nivele, aranjarea acestora fiind caracteristică de unde si denumirea
genului (lat. Penicillus – smoc de peri).

Figura nr. 11 A- Stuctura morfologică a
conidioforilor la genul Penicillium

Figura nr. 11 B. Aspectul conioforilor la genul
Penicillium (sursă proprie)

Există specii din genul Penicillium , care prezintă următoarele categorii de conidiofori
reprezentate și în figură nr. 12.
• Conidiofori simpli, neramificați care prezintă un singur mănunchi de fialide
și poartă denumirea de monoverticilați, fiind reprezentanți în subgenul
Aspergilloides;
stip
p metulă fialidă conidie
ramificație

39
• Conidiofori care prezintă 2 puncte de ramific are și se numesc biverticilați .
Aceasta categorie împreună cu conidioforii monoverticilați sunt caracteristice
subgenului Furcatum și Biverticillium. Între cele 2 categorii există diferențe
caracterizate prin lungimea și forma fialidelor, numărul și lungim ea metulelor
de pe fiecare conidiofor, dar și prin diametrul coloniilor în mediul de cultură;
• Conidioforii cu trei puncte de ramificare – terverticilați, dar și cu patru puncte
de ramificare – quaterverticilați sunt considerate forme complexe și sunt
repreze ntanți ai subgenului Penicillium .

Figura nr. 12 – Tipuri de ramificații ale conidioforului la Penicillium : A. Conidiofor cu fialide solitare; B.
Monoverticilate; C. Diavaricate; D, E. Biverticilate; F. Terverticilate; G. tetraverticilate .

Caracteristicile de identificare a speciilor din genul Penicillium sunt reprezentate de:
caracterele de culoare, care pot fi folosite drept criteriu taxonomic și mirosurile caracteristice
degajate de anumite specii cum ar fi: P. chysogenum prezi ntă un miros de ananas, iar la P.
aurantiogriseum asemănător coloniilor de Streptomyces.
Funcția naturală a speciilor ce aparțin acestui gen este de descompunător al materiei
organice, prezentând de asemenea și un inters industrial producției de enzime degradabile,
antibiotice.
Aspergillus sp. Micheli (1729)
Regn: Fungi;
Filum: Ascomycota;

40
Clasa: Eurotiomycetes;
Ordine: Eurotiales;
Familie: Trichocomaceae .
Acest gen a fost catalogat pentru prima data în anul 1729 de către biologul Pier Antonio
Micheli. Este caracterizat ca o strcutură asexuată, care formează spori. Prezintă conidiofori formați
dintr -o celulă bazală, neseptați și în general prezintă o veziculă ter minală din care se prind fialidele
în două moduri: 1. Uniseriat (direct); 2. Biseriat (în verticele pe metule). Conidioforii se pot grupa
în coloane sau divergente radiar. Anumite specii ale genului Aspergillus (A. nidulans și A. ustus )
formează celule hiale, cu peretele îngroșat, denumite celule H ȕlle (Figura nr. 13 A, B ).

Figura nr. 13 A – Structura morfologică a conidioforilor
la genul Aspergillus.

Figura nr. 13 B- Aspectul conidioforilor la genul
Aspergillus (sursă proprie)

Aceast gen prezintă specii ( A. niger ) genetic heterogene și poate elibera enzime precum:
amilaze, glucoamilază, glucozoxidază, celulaze, pectinaze și proteaze. Poate sintetiza lipide, și
ocazional micotoxine. Pot fi utilizate industrial pentru obținerea acizilor organici: acid gluconic,
citric, fumaric, oxalic.

stipă veziculă
metulă conidii

41
Cladosporium sp. Link (1816)
Regn: Fungi;
Filum: Ascomycota;
Clasă: Dothideomycetes ;
Ordin: Capnodiales ;
Familie: Davidiellaceae .

Speciile acestui gen prezintă conid iofori înalți, de culoare inchisă, ramificați la vârf, de
formă ovala, neregulată, cilindrică, hialină și pot ajunge la o culoare brun -negricioasă sau măsliniu.
Miceliul fungilor se dezvoltă în spațiile intercelulare și emite prin stimate fascicule de cond iofori
simpli sau ramificați, brun -măslinii, septați ce produc apical conidia foarte diferite ca formă și
dimensiuni: ovale sau piriforme, cilindrice, drepte sau curbate cu 1 -2 septe transversal, majoritatea
fiind bicelulare, de culoare olivacee, desprindâ ndu-se usor de conidiofori, fiind disseminate de
curenții de aer (Fig ura nr. 14 ). Conidiile ajunse în condiții favorabile: temperature 20 -25C
(temperature minima 3 -4C, temperature maximă 31 -33C), umiditate crescută, au capacitatea
de a germina și de a p roduce infecții. Conidiile sunte foarte rezistente la uscăciune, acțiune chimică
și temperature scăzută din timpul iernii, putând să supraviețuiască în condiții extreme o anumită
perioadă de timp.

42
Figura nr. 14 – Aspectul conidioforilor la genul Cladosporium (sursă proprie)

Fusarium sp. Link (1809)
Regn : Fungi ;
Filum: Ascomycota ;
Clasă: Sordariomycetes ;
Ordine: Hypocreales ;
Familie: Nectriaceae .
Grupează specii de ciuperci saprofite care sunt frecvente în sol, pe alimente sau pe alte
produse, dar și specii parazite pe diferite plante, dar și pe cereale. Acest gen prezintă trei tipuri de
conidii:
• Macroconidiile (fialoconidiile) sunt falciforme, fusiforme, hialine, septate (cu 1 -9
pereți transversali, de obicei 3 -5 septate). Prezintă celule conidiogene care se găsesc de
trei tipuri: 1. Fialide simple laterale sau conidiofori slab ramificați (micronematoși )
care pr oduc mase mici de macroconidii cu forme variate, atipice, sau apendiculate; 2.
Conidiofori macronematoși au aspect penicilat și sunt bine dezvoltați, producând
mase de macroconidii de dimensiuni medii; 3. Sporodochii sunt celule complexe,
stromatice și pro duc mase mucilaginoase de macroconidii bine dezvoltate (Pascoe,
1990) .(Figura nr. 15)
• Microconidiile (fialoconidiile) sunt conidii mici, unicelulare, neseptate sau cu un sept,
de forme variabile, fiind micronematoși, mai ales cu fialide simple, laterale sa u
conidiofori slab ramificați, dispuse în aglomerări sferice sau în lanțuri și nu produc
mase de sporodochii stromatice (Pascoe, 1990).
• Clamidosporii sunt celule care se formează terminal sau intercalar, fiind formați în
lanțuri ceea ce reprezintă o carac teristică pentru identificarea speciilor din genul
Fusarium .

43
În culturi de Fusarium pot exista polifialide care se dezvoltă prin proliferare subapicală sau
laterală, cum ar fi pe conidiofori aerieni formând o colonie care se poate transforma î ntr-o colonie
mucilaginoasă alcătuită din conidii și poartă denumirea de colonie pionotică .

Figura nr. 15 – Aspectul conidioforilor la genul Fusarium (sursă proprie)
Rhizopus sp. Ehrenb (1820)
Regn: Fungi ;
Filum : Zygomycota ;
Clasă: Mucoromycotina ;
Ordine: Mucorales ;
Familie: Mucoraceae .
Acest gen grupează fungi saprofite comune, dar și fungi parazite care determină apariția
infecții. Speciile de Rhizopus cresc ca hife filamentoase, ramificare care nu au pereți încrucișați.
Se reproduc prin formare de: 1. Spori asexuali în repro ducerea asexuată în care sporangiosporele
se găsesc într -o structură sferică care poartă denumirea de sporangiu. 2. Spori sexuali.
3.3. Identificarea în sistem automat MALDI -TOF
Această tehnică a permis identificarea fungilor prin sp ectofotometrie de masă cu ajutorul
unei bazei de date ce necesită o actualizare permanentă pentru o identificare cât mai exact ă
conform următoarelor rezultate obținute

44
Biserica Adormirea Maicii Domnului din Strei
Cod LMI: HD -II-m-A-03452
În tabelul nr. 11 și figura nr. 15 sunt prezente speciile de fungi izolate și distribuția
acestora :

Biserica Pogorârea Sfântului Duh din Ostrov
Cod LMI: HD -II-a-A-03400
Speciile de fungi identificate cu maldi sunt reprezentate în tabelul nr. 12, iar distribuția
acestora evidențiată în figura nr. 16:
Tabelul nr. 12 – Speciile de fungi identificate din probă
Proba Specii identificate cu
Maldi
OS 21 Alternaria alternata
OS Clopotniță 1 Alternaria alternata

Figura nr. 16 – Distribuția speciilor de fungi

Alternaria alternataTabelul nr. 11 – speciile de fungi izolate din probă
Proba Specia identificată cu
Maldi
STRE 8 Aspergillus niger
STREI 1 Alternaria alternata
STREI 2 Alternaria alternata
STREI 13 Arthrinium arundinis

Figura nr. 15 – Distribuția speciilor identificate cu Maldi Aspergillus niger Alternaria alternata
Arthrinium arundinis

45
Biserica Sîntămarie
Cod LMI: HD -I-s-B-03207
Speciile de fungi identificate cu maldi sunt reprezentate în tabelul nr. 13, iar distribuția
acestora evidențiată în figura nr. 17:

Tabelul nr. 13 – Speciile de fungi identificate cu Maldi
Proba Specia identificată cu Maldi
S 5-2 Aspergillus flavus oryzae
S 19 A Alternaria alternata
S 10 ALB Fusarium cerealis culmorum
S 16 Rhizopus oryzae
S 10 ROZ Fusarium cerealis culmorum
S 2 VERDE Penicilium citrinum
S 19-B Alternaria alternata
S 16 ALB GRI Penicilium corylophium
S 5-1 Alternaria alternata
S16 ALB Rhizopus oryzae

Figura nr. 17 – Distribuția speciilor identificate
cu Maldi

Biserica Prislop
Cod LMI: HD -II-A-03446.03
Speciile de fungi identificate cu maldi sunt reprezentate în tabelul nr. 14, iar distribuția
acestora evidențiată în figura nr. 18:
Tabelul nr. 14 – Speciile de fungi identificate cu
Maldi
Proba Speciile identificate cu
Maldi
PL 4 Aspergillus niger
PRISLOP 7 Aspergillus niger
PL 3 Alternaria alternata
Alternaria alternata
Fusarium cerealis culmorum
Penicillium citrium
Penicillium corylophium
Rizopus oryzae

46
PL 6 -2 Alternaria alternata
PL 6 -1 Alternaria alternata
PL 2 Trichoderma sp.
PRISLOP 2 ALB Trichoderma sp.
PRISLOP 2 VERDE Trichoderma sp.
PL 6 -3 Penicillium commune
PL 6 -4 Mucor circinelloides

Figura nr. 18 – Distribuția speciilor identificate.

Biserica ” Pogorârea Sf. Duh” din Paroș
Cod LMI: HD -II-m-A-03401
Speciile de fungi identificate cu maldi sunt reprezentate în tabelul nr. 15, iar distribuția
acestora evidențiată în figura nr. 19:
Tabelul nr. 15 – Speciile de fungi identificate
Proba Specii identificate cu
Maldi
PR 13 Aspergillus versicolor
PR 18 Penicillium expansum
PR 1 NEGRU Alternaria alternata
PR 3 Aspergillus sydowii
PAROS 21 Alternaria alternata
PR 1 Aspergillus versicolor
PR 4 Mucor circinelloides
PR 6 Aspergillus versicolor
PAROS 6.2 Aspergillus versicolor
PR 16 Aspergillus sydowii
PR 15 Stachybotrys
chartarum

Figura nr. 19 – Distribuția speciilor
Trichoderma sp. Aspergillus niger
Alternaria alternata Penicillium commune
Mucor circinelloides
Aspergillus versicolor Aspergillus sydowii
Alternaria alternata Penicillium expansum
Mucor circinelloides Stachybotrys chartarum

47
Biserica Sfântul Gheorghe
Cod LMI: HD -II-m-A-03442
Speciile de fungi identificate cu maldi sunt reprezentate în tabelul nr. 16, iar distribuția acestora
evidențiată în figura nr. 20:

Tabelul nr. 16 – Speciile de fungi identificate cu
Maldi
Proba Specia identificată cu
Maldi
GHE 3 -1 Aspergillus niger
GHE 2 NEGRU Aspergillus niger
GHE 2 Aspergillus niger
GHE 3 NEGRU Aspergillus niger
GHE 6 A Purpureocillium
lilacium
B. SF GHE 4 Purpureocillium
lilacium
GHE 6 ROZ Purpureocillium
lilacium
GHE 6 Purpureocillium
lilacium
CORABIE SF GHE A
5-1 Mucor circinelloides
GHE 3 -2 Aspergillus nidulas
GHE D1 Aspergillus flavus
oryzae
BIS SF GHE CRUCE
1 Arthrinium
phaeospermum

Figura nr. 20 – Distribuția speciilor Aspergillus niger
Purpureocillium lilacium
Mucor circinelloides
Aspergillus nidulans
Aspergillus flavus oryzae
Arthrinium phaeospermum

48
Biserica ” Înălțarea Domnului” din Nucșoara
Cod LMI: HD -II-m-B-03370
Speciile de fungi identificate cu maldi sunt reprezentate în tabelul nr. 17, iar distribuția acestora
evidențiată în figura nr. 21:
Tabelul nr. 17 – Speciile identificate cu Maldi
Proba Specii identificate cu
Maldi
NS 4 Mucor circinelloides
NS 18 -2 Alternaria alternata
NS 2 -3 Aspergillus versicolor
NS 15A Aspergillus sydowii
NS 7-2 Penicillium digitatum
NUCSOARA 9
NEGRU Aspergillus niger
NS 2 A Mucor circinelloides
NS 18 -3 Aspergillus sydowii
NS 17 Aspergillus niger
NS 5 Aspergillus sydowii
NS 13 Aspergillus sydowii
NS 24 Penicillium
chrysogenum
NS 11 VERDE A Aspergillus versicolor
NUCSOARA 19 Penicillium fellutanum
NS 4 -1 Aspergillus versicolor
NS 12 B Penicillium
chrysogenum
LEMN NUCSOARA 1 Fusarium proliferatum
NS 24 INTRARE
ALTAR Penicillium
chrysogenum
NS 12 A Penicillium
chrysogenum
NS 4 -1B Aspergillus versicolor
NS 7 -3 Aspergillus versicolor
NS 6 Aspergillus versicolor

Figura nr. 21 – Distribuția speciilor Aspergillus versicolor Alternaria altenata
Aspergillus sydowii Mucor circinelloides
Penicillium digitatum Aspergillus niger
Penicillium chrysogenum Penicillium fellutanum
Fusarium proliferatum Aspergillus flavus oryzae
Penicillium corylophilum Aspergillus ustus

49

3.4. Rezultate le testelor de antagonism
Antagonismul este un proces natural care apare între diferite specii de fungi, în care una
o domină pe cealaltă sau în care își împart resursele și teritoriul, acest proces a fost evidențiat în
plăci Petri cu mediu de cultură PDA (Potato Dextrose Agar), inoculate concomitent cu două specii
de fungi microscopici filamentoși (tab ele cu nr. 18 -24) cultivate în laborator.
Tabelul nr. 18 – Aspectul și relația dintre P. Expansum și A. Niger pe mediu de cult ură PDA

Figura nr. 22 – Antagonism între Penicillium expansum
și Aspergillus niger
Rezultate : În urma inoculării celor 2 specii de
fungi, s -a observat că Aspergillus niger
interacționează cu Penicillium expansum, dar fără
s-o domine.
NS 4 -2B Aspergillus versicolor
NS 10 B Aspergillus flavus
oryzae
NS5 Alternaria alternata
NS 5 ALB Aspergillus versicolor
NS 15 B Aspergillus versicolor
NS 11 S Aspergillus versicolor
NS 18 -1 Penicillium
corylophilum
NS18 Penicillium
corylophilum
NS 14 Aspergillus ustus

50
Tabelul nr. 19 – Aspectul și relația dintre A. niger și F. cerealis pe mediu de cultură PDA

Figura nr. 23 Antagonism între Aspergillus niger și
Fusarium cerealis
Rezultate : Cele două specii de fungi nu interacționează
una cu cealaltă, cu alte cuvinte nici o specie nu este
dominantă și nu își împart resursele uneia celeilalte.

Tabelul nr. 20 – Aspectul și relația dintre și relația dintre A. alternata și A. flavus oryzae pe mediu de cultură PDA

.
Figura nr. 24 – Antagonism între Alternaria alternata
și Aspergillus flavus oryzae. Rezultate : În urma inoculării și incubării pentru
creșterea celor două specii de fungi, s -a observat că nici
o specie nu o domină pe cealaltă.

51
Tabelul nr. 21 – Aspectul și relația dintre A. alternata și Aspergillus sydowii pe mediu de cultură PDA

Tabelul nr. 22 – Aspectul și relația dintre P. commune și A. versicolor pe mediu de cultură PDA

Figura nr. 26 – Antagonismul între Penicillium
commune și Aspergillus versicolor
Rezultate : După inoculare s -a observat că Penicillium
commune este specia dominantă deoarece prezintă
colonii fungice numeroase față de Aspergillus
versicolor, dominând -o.

.

Figura nr. 25 – Antagonism între Alternaria alternata și
Aspergillus sydowii
Rezultate : În figura respectivă se observă că nici una
din specii nu o domină pe cealaltă și nu își impart
resursele dintre ele.

52
Tabelul nr. 23 – Aspectul și relația între Trichoderma sp. și Mucor circinelloides pe mediu de cultură PDA

Tabelul nr. 24 -Aspectul și relația dintre A. alternata și A. niger pe mediu de cultură PDA

Figura nr. 28- Antagonismul între Alternaria alternata
și Aspergillus niger.
Rezultate : Cele două specii de fungi nu interacționează
una cu cealaltă și niciuna nu este dominantă.

Figura nr. 27 – Antagonismul între Trichoderma sp și
Mucor circinelloides
Rezultate : În figura respectivă se observă că
Trichoderma este specia dominantă în urma inoculării
cu Mucor circinelloides.

53
Concluzii
Biodeteriorarea obiectivului de patrimoniu cultural este în prezent o problem majoră la
nivel mondial. Strategiile monderne de conservare subliniază nevoia de a cunoaște și înțelege
structura și funcția comunităților microbiene complexe, care prezintă una din principalele cauze
ale procesului de biodegradare a obiectelor incluse în patrimoniu cultural. Mult e dintre obiectele
de patrimoniu cultural sunt expuse condițiilor climatice variabile care favorizează apariția unor
procese fizice, chimice și biologice determină modificarea conpozițională a materialelor din
structura acestora .
Fungii prezintă capacitatea de a coloniza mediul terestru, creând condițiile necesare
dezvoltării acestora prin eroziunea rocilor, cu scopul de a furniza minerale și metaboliți organici.
În cazul organismelor studiate, s -a evidențiat interacțiunea antagonică (inocularea a două specii
de fungi microscopici filamentoși pe un mediu de cultură) .
Prin rolul de descompunător fungii contribuie la păstrarea echilibrului ecosistemelor, iar în acest
sens, poate rolul omului modern este de a le înțelege comportamentul și i nteracțiunile pentru a integra în
mod benefic în peisajul antropic.

54
Bibliografie
1. Access, O. (f.a.). We are IntechOpen , the world ’ s leading publisher of Open Access
books Built by scientists , for scientists TOP 1 %.
2. Allsopp, D., Seral, K., Gaylarde, C. (2004). Introduction to Biodete – rioration. Cambridge
Univ Press , 237.
3. Ascaso, C. (2005). Contributions of in situ microscopy to the current understanding of
stone biodeterioration, 181 -188.
4. Bindschedler, S., Cailleau, G., & Verrecchia, E. (2016). Role of Fungi in the
Biomineralization of Calcite, 1 -19. https://doi.org/10.3390/min6020041
5. Bosch -Roig, P., Lustrato, G., Zanardini, E., & Ranalli, G. (2015). Biocleaning o f Cultural
Heritage stone surfaces and frescoes: which delivery system can be the most appropriate?
Annals of Microbiology , 65(3), 1227 -1241. https://doi.org/10.1007/s13213 -014-0938 -4
6. Bosch -Roig, P., & Ranalli, G. (2014). The safety of biocleaning technolo gies for cultural
heritage. Frontiers in Microbiology , 5(April), 1 -3.
https://doi.org/10.3389/fmicb.2014.00155
7. Cappitelli, F., Toniolo, L., Sansonetti, A., Gulotta, D., Ranalli, G., Zanardini, E., & Sorlini,
C. (2007). Advantages of Using Microbial Technol ogy over Traditional Chemical
Technology in Removal of Black Crusts from Stone Surfaces of Historical Monuments ᰔ,
73(17), 5671 -5675. https://doi.org/10.1128/AEM.00394 -07
8. Cappitelli, F., Zanardini, E., Ranalli, G., Mello, E., Daffonchio, D., & Sorlini, C. (2006).
Improved methodology for bioremoval of black crusts on historical stone artworks by use
of sulfate -reducing bacteria. Applied and Environmental Microbiology , 72(5), 3733 -3737.
https://doi.org/10.1128/AEM.72.5.3733 -3737.2006
9. Carlile, M.J., Watkinson , S.C., and Gooday, G. (2001). The Fungi. New York: Academic
Press .
10. Deacon, J. (2006). Fungal Biology. Oxford: Blackwell Publishing .
11. Dhami, N. K., Reddy, M. S., & Mukherjee, A. (2013). Biomineralization of calcium
carbonates and their engineered applicatio ns : a review, 4(October), 1 -13.
https://doi.org/10.3389/fmicb.2013.00314
12. Document downloaded from : This paper must be cited as : Bosch Roig , MDP .; Regidor
Ros , JL .; Montes Estellés , RM . ( 2013 ). Biocleaning of nitrate alterations on wall

55
paintings by Pseudomonas stutzeri . International Biodeterioration and The final p. (2013),
266-274. https://doi.org/10.1016/j.ibiod.2012.09.009.The
13. Fernandes, P. (2006). Applied microbiology and biotechnology in the conservation of stone
cultural heritage material s. Applied Microbiology and Biotechnology , 73(2), 291 -296.
https://doi.org/10.1007/s00253 -006-0599 -8
14. Gadd, G. M. (2011). Geomycology: Biogeochemical transformations of rocks, minerals
and radionucleotides by fungi, bioweathering and bioremediation. Mycol. Res , 111, 3–49.
15. Giordani, P., Modenesi, P., Tretiach, M. (2003). Determinant factors for the formatio n of
the calcium oxalate minerals, weddellite and whewellite, on the surface of foliose lichens.
Lichenologist , 35.
16. Gómez -Alarcón G, de L. T. M. (1994). Mechanisms of microbial corrosion on petrous
materials. Microbiologia , 10, 111 –120.
17. Gruber, S. G., & S eidl-Seiboth, V. (2012). Self versus non -self: Fungal cell wall
degradation in Trichoderma. Microbiology , 158(1), 26 -34.
https://doi.org/10.1099/mic.0.052613 -0
18. Harman, G. E., and Kubicek, C. P. (1998). Trichoderma and Gliocladium. Enzymes,
Biological Contr ol and Commercial Applications. Taylor & Francis , 2.
19. Herrera, L. K., and Videla, H. A. (2004). The importance of atmospheric effects on
biodeteri – oration of cultural heritage constructional materials. Int. Biodeterior. Biodegrad ,
54, 125 –134.
20. Hibbett, D. S., Binder, M., Bischoff, J. F., Blackwell, M., Cannon, P. F., Eriksson, O. E.,
… Zhang, N. (2007). A higher -level phylogenetic classification of the Fungi. Mycological
Research , 111(5), 509 -547. https://doi.org/10.1016/j.mycres.2007.03.004
21. Hirsch, P.; Eck hardt, F.E.; Palmer, R. J. (1995). Fungi active in weathering of rock and
stone monuments. Can. J. Bot , 73.
22. MORSY, E. A. -Kaw. K. A. (2009). Efficiency of Trichoderma viride and Bacillus subtilis
as biocontrol agents against Fusarium solani on Tomato Plants . Egypt. J. Phytopathol ,
37(1).
23. Nimis, P. L., and Monte, M. (1988). Lichens and monuments. Stud. Geobot , 1-133.
24. Polo, A., Cappitelli, F., Brusetti, L., & Principi, P. (2010). Feasibility of Removing Surface
Deposits on Stone Using Biological and Chemical R emediation Methods.

56
https://doi.org/10.1007/s00248 -009-9633 -6
25. Salvadori, O., & Municchia, A. C. (2016). The Role of Fungi and Lichens in the
Biodeterioration of Stone, 39 -54. https://doi.org/10.2174/22102892016070
26. Sasso, S., Scrano, L., Ventrella, E., Bono mo, M. G., Crescenzi, A., Salzano, G., & Bufo,
S. A. (2013). Natural biocides to prevent the microbial growth on cultural heritage. Built
Heritage 2013 monitoring Conservation Management , (November), 1035 -1042.
https://doi.org/10.13140/RG.2.1.3871.4329
27. Scheerer, S. (2009). Chapter 5 Microbial Deterioration of Stone Monuments -An Updated
Overview, (May 2016). https://doi.org/10.1016/S0065 -2164(08)00805 -8
28. Șesan T., T. C. (2009). Fungi cu importanță în patrimoniu cultural.
29. Sterflinger, K. (2010). Fungi : Their role in deterioration of cultural heritage. Fungal
Biology Reviews , 24(1-2), 47 -55. https://doi.org/10.1016/j.fbr.2010.03.003
30. Steyaert, J.M.; RIdgway, H. (2010). Genetic basis of mycoparasitism: a amechanism of
biological control by species of Trichoderma. New Zeeland Journal of Crop and
Horticultural Science , 31.
31. Tiano, P., Accolla, P., and Tomaselli, L. (1995). Phototrophic bio deteriogens on lithoid
surfaces —An ecological study. Microbiol Eco , 29, 299 –309.
32. Verma, M., Brar, S. K., Tyagi, R. D., Surampalli, R. Y., & Val, J. R. (2007). Antagonistic
fungi , Trichoderma spp .: Panoply of biological control, 37, 1 -20.
https://doi.org/ 10.1016/j.bej.2007.05.012
33. WATKINSON, Sarah; LYNNE, Boddy ; MONEY, N. (f.a.). The Fungi. Academic Press .
34. Wei, S., Jiang, Z., Liu, H., & Zhou, D. (2013). Microbiologically induced deterioration of
concrete – A Review Microbiologically induced deterioration o f concrete – A Review,
(April 2015). https://doi.org/10.1590/S1517 -83822014005000006
35. Zanardini, E., Abbruscato, P., Ghedini, N., Realini, M., & Sorlini, C. (2000). In ¯ uence of
atmospheric pollutants on the biodeterioration of stone, 45, 35-42.

57
Bibliografie online
https://ro.wikipedia.org/wiki/Biserica_Adormirea_Maicii_Domnului_din_Strei
https://ro.wikipedia.org/wiki/Biserica_Pogor%C3%A2rea_Sf%C3%A2ntului_Duh_din_Ostr ov
https://www.descopera.ro/mari -intrebari/13356551 -din-ce-sunt -compuse -pietrele
https://ro.wikipedia.org/wiki/Biserica_cnezilor_C%C3%A2ndea_din_S%C3%A2nt%C4%83m%C4
%83ria -Orlea
https://turismretezat.ro/povestea -oamenilor/biser ici-de-piatra/
http://www.hateggeoparc.ro/biserici -din-piatra -si-manstiri -medievale/manastirea -prislop/
http://www.romania -travel -guide.com/atractii/religioase/bisericile -de-piatra -din-tara-
hategului.html?fbclid=IwAR3H0Ch NOlHxUPhZd_o2zaG5LWM9nUgzkzPFxVtu4vyJQVA__QGXdzP
wYOM