Ergot Grain Fungus - Meer informatie over ergot Fungus Disease

Ergot Grain Fungus - Meer informatie over ergot Fungus Disease

Het verbouwen van granen en hooi kan een interessante manier zijn om in je levensonderhoud te voorzien of je tuinervaring te verbeteren, maar grote granen brengen grote verantwoordelijkheden met zich mee. Moederkoren is een ernstige ziekteverwekker die uw rogge, tarwe en andere grassen of granen kan infecteren - leer hoe u dit probleem vroeg in de levenscyclus kunt identificeren.

Wat is moederkorenzwam?

Moederkoren is een schimmel die al honderden jaren zij aan zij met de mensheid leeft. In feite deed het eerste gedocumenteerde geval van ergotisme zich voor in 857 na Christus in het Rijndal in Europa. De geschiedenis van de ergot-schimmel is lang en gecompliceerd. Vroeger was de ziekte van moederkoren een zeer ernstig probleem onder populaties die leefden van graanproducten, vooral rogge. Tegenwoordig hebben we moederkoren commercieel getemd, maar je kunt deze schimmelpathogeen nog steeds tegenkomen als je vee fokt of als je hebt besloten om een ​​klein stukje graan te proberen.

Hoewel algemeen bekend als moederkorengraanschimmel, wordt de ziekte feitelijk veroorzaakt door de schimmel in het geslacht Claviceps. Het is een veel voorkomend probleem voor zowel veehouders als boeren, vooral als de bronnen koel en nat zijn. Symptomen van vroege moederkorenzwammen in granen en grassen zijn erg moeilijk te detecteren, maar als je goed naar hun bloeiende koppen kijkt, kun je een ongebruikelijke glinstering of glans opmerken die wordt veroorzaakt door een kleverige substantie die uit geïnfecteerde bloemen komt.

Deze honingdauw bevat een groot aantal sporen die klaar zijn om te verspreiden. Vaak oogsten insecten onbedoeld en dragen ze van plant naar plant terwijl ze door de dag reizen, maar soms kunnen hevige regenbuien de sporen tussen dicht bij elkaar geplaatste planten spatten. Zodra de sporen zich hebben vastgehouden, vervangen ze levensvatbare graankorrels door langwerpige, paarse tot zwarte sclerotia-lichaampjes die nieuwe sporen zullen beschermen tot het volgende seizoen.

Waar wordt moederkoren gevonden?

Aangezien moederkorenzwam mogelijk bij ons is sinds de uitvinding van de landbouw, is het moeilijk te geloven dat er geen uithoek van de wereld is die onaangeroerd is door deze ziekteverwekker. Daarom is het zo belangrijk om te weten hoe u moederkoren kunt identificeren wanneer u een soort graan of gras tot volwassenheid laat groeien. De consumptie van met moederkoren besmette grassen of granen heeft ernstige gevolgen voor zowel mens als dier.

Bij mensen kan moederkorenconsumptie leiden tot een groot aantal symptomen, van gangreen tot hyperthermie, convulsies en psychische aandoeningen. Vanwege het gevoel van verbranding en de zwarte gangreneuze ledematen bij vroege slachtoffers, was ergotisme ooit bekend als St. Anthony's Fire of gewoon Holy Fire. Historisch gezien was de dood vaak het eindspel van deze schimmelpathogeen, aangezien de mycotoxinen die door de schimmel vrijkomen vaak de menselijke immuniteit tegen andere ziekten vernietigden.

Dieren lijden aan veel van dezelfde symptomen als mensen, waaronder gangreen, hyperthermie en convulsies; maar wanneer een dier erin is geslaagd zich gedeeltelijk aan te passen aan met moederkoren besmet voer, kan het ook de normale voortplanting verstoren. Grazende dieren, met name paarden, kunnen last hebben van langdurige dracht, een gebrek aan melkproductie en de vroege dood van hun nakomelingen. De enige behandeling voor ergotisme in welke populatie dan ook, is om het onmiddellijk te stoppen met eten en ondersteunende therapie voor symptomen te bieden.


Moederkoren van de Rogge | Een hallucinogeen dat de middeleeuwen gek maakte

In de middeleeuwen waren er in heel Europa gevallen van hallucinaties en collectieve dwaasheden die na eeuwen werden toegeschreven aan de tussenkomst van een krachtig hallucinogeen: de moederkoren van Rye. Een schimmel die de grondstof infecteert waarmee de inwoners van Europa in depressieve tijden hun brood kookten. Doe met ons mee om de Moederkoren van de Rogge, een hallucinogeen die in de middeleeuwen gek werd .

De Moederkoren van Rye Het wordt ook Claviceps purpurea of ​​Ergot genoemd. Het wordt moederkoren genoemd omdat het de vorm heeft van kleine gebogen brads in de vorm van kleine hoorns. Ze meten tussen de 4 en 6 cm. lang met ongeveer 4 mm. Breed. Ze ontkiemen tegelijk met de stekels en veranderen van een witachtige kleur in een blauwachtig zwart. Het nestelt bij voorkeur in de eierstok van rogge, vooral in natte jaren of verwaarloosde velden, hoewel het ook voorkomt in tarwe, haver en gerst.


Aanwijzingen en bewijs

Toen Linnda Caporael begin jaren zeventig als student aan de heksenprocessen van Salem begon, had ze geen idee dat een gewone graanschimmel verantwoordelijk zou kunnen zijn voor de verschrikkelijke gebeurtenissen van 1692. Maar toen begonnen de stukjes op hun plaats te vallen. Caporael, nu gedragspsycholoog aan het Rensselaer Polytechnic Institute in New York, merkte al snel een verband op tussen de vreemde symptomen die werden gemeld door de aanklagers van Salem, voornamelijk acht jonge vrouwen, en de hallucinogene effecten van drugs zoals LSD. LSD is een afgeleide van moederkoren, een schimmel die rogge granen aantast. Ergotisme - moederkorenvergiftiging - was inderdaad betrokken geweest bij andere uitbraken van bizar gedrag, zoals het kleine Franse stadje Pont-Saint-Esprit in 1951.

Maar zou moederkoren eigenlijk de boosdoener kunnen zijn? Had het de middelen en de mogelijkheid om in Salem grote schade aan te richten? Caporael's speurwerk, met de hulp van de wetenschap, leverde de antwoorden.

Ergotisme wordt veroorzaakt door de schimmel Claviceps purpurea, die rogge, tarwe en andere graangrassen aantast. Bij de eerste infectie zal de bloeiende kop van een korrel zoet, geelgekleurd slijm uitspugen, "honingdauw" genaamd, dat schimmelsporen bevat die de ziekte kunnen verspreiden. Uiteindelijk dringt de schimmel de zich ontwikkelende graankorrels binnen en neemt ze over met een netwerk van filamenten die de korrels in paarszwarte sclerotia veranderen. Sclerotia kan worden aangezien voor grote, verkleurde korrels rogge. Ze bevatten krachtige chemicaliën: moederkorenalkaloïden, waaronder lyserginezuur (waaruit LSD wordt gemaakt) en ergotamine (nu gebruikt om migraine te behandelen). De alkaloïden beïnvloeden het centrale zenuwstelsel en veroorzaken de samentrekking van gladde spieren - de spieren die de wanden van aders en slagaders vormen, evenals de interne organen.

Toxicologen weten nu dat het eten van met moederkoren besmet voedsel kan leiden tot een krampachtige aandoening die wordt gekenmerkt door hevige spierspasmen, braken, waanvoorstellingen, hallucinaties, kruipende sensaties op de huid en tal van andere symptomen - die allemaal aanwezig zijn, merkte Linnda Caporael op. in de verslagen van de hekserijprocessen in Salem. Moederkoren gedijt goed in warme, vochtige, regenachtige bronnen en zomers. Toen Caporael de dagboeken van de inwoners van Salem bekeek, ontdekte ze dat die exacte omstandigheden aanwezig waren in 1691. Bijna alle aanklagers woonden in het westelijke deel van het dorp Salem, een regio met moerassige weiden die een uitstekende broedplaats voor de schimmel zou zijn geweest. . In die tijd was rogge de hoofdkorrel van Salem. De rogge die in de winter van 1691-1692 werd geconsumeerd - toen de eerste ongebruikelijke symptomen begonnen te worden gemeld - zou gemakkelijk kunnen zijn besmet door grote hoeveelheden moederkoren. De zomer van 1692 was echter droog, wat het abrupte einde van de 'betoveringen' zou kunnen verklaren. Deze en andere aanwijzingen bouwden zich op in een indirecte zaak tegen moederkoren die Caporael onmogelijk kon negeren.


Claviceps Purpurea: voorkomen en verspreiding | Schimmels

In dit artikel gaan we in op: - 1. Voorkomen van Claviceps Purpurea 2. Verdeling van Claviceps Purpurea 3. Primaire infectie veroorzaakt 4. Hyphal structuur 5. Differentiatie van sclerotium 6. Verspreiding van sclerotia 7. Kieming van Sclerotium 8. Reproductie 9. Host-parasietrelatie 10. Beheersing van de ziekte 11. Economisch belang.

  1. Voorkomen van Claviceps Purpurea
  2. Verdeling van Claviceps Purpurea
  3. Primaire infectie veroorzaakt door Claviceps Purpurea
  4. Hyphale structuur van Claviceps Purpurea
  5. Differentiatie van Sclerotium
  6. Verspreiding van Sclerotia
  7. Kieming van Sclerotium
  8. Voortplanting in Claviceps Purpurea
  9. Host-parasitaire relatie van Claviceps Purpurea
  10. Beheersing van de ziekte veroorzaakt door Claviceps Purpurea
  11. Economisch belang van Claviceps Purpurea

1. Voorkomen van Claviceps Purpurea:

Deze schimmel ergotiseert bepaalde vatbare wilde grassen en granen zoals rogge (Secale cereales) en gerst en soms ook tarwe. De infectie vindt plaats wanneer de planten bloeien. Op de roggeplant is C. purpurea verantwoordelijk voor het veroorzaken van een ziekte die bekend staat als moederkoren van rogge.

2. Verdeling van Claviceps Purpurea:

Het is een ziekte van de gematigde zone en komt in overvloed voor in Canada, de VS, Rusland en vele andere landen van het Europese continent. In India komt het zelden voor en is op een paar plaatsen gemeld. Pushkar Nath en Padwick (1941) en Kamat (1953) registreerden de schimmel in de heuvelachtige gebieden van Noord. Kulkarni (1942) rapporteerde de moederkorenziekte vanuit Bombay en Karnataka over de oogst van Jowar.

3. Primaire infectie veroorzaakt door Claviceps Purpurea:

Het vindt plaats door de door de wind verspreide ascosporen (Fig. 11.19 A). Stager (1912) meldde echter dat de conidia resistent zijn tegen kou en dus levensvatbaar blijven tijdens de winter. De overlevende conidia veroorzaken mogelijk infectie in het volgende groeiseizoen. De consensus van mening is nog steeds voorstander van de opvatting dat de primaire bron van inocculum de ascosporen zijn die worden vrijgemaakt als gevolg van natuurlijke ontkieming van sclerotia.

Infectie vindt plaats wanneer de planten bloeien. Watkins en Littlefield (1976) rapporteerden dat de incidentie van moederkoreninfectie groter is bij of vóór de anthesis dan na de anthesis (het tijdstip waarop helmknoppen voor het eerst worden geëxtrudeerd). Zowel het stigma als de eierstokwand zijn de infectieplaatsen. Penetratie vindt plaats via beide. Kolonisatie is intercellulair.

Landend op de gevederde stempels of eierstokwand van Secale cereale (Fig. 11.17), ontkiemt de ascospore door verschillende kiembuisjes (Fig. 11.19B). De kiembuisjes dringen tussen de cellen van het stempel door. Hun groei is gericht op de zaadknop. De intercellulaire hyfen groeien naar beneden tussen de cellen van de stijl en strekken zich uit tot in het apicale weefsel van de eierstok.

Van daaruit groeien de hyfen rond de zaadknop in de binnenste lagen van de eierstokwand en bereiken ze de punt van de rachilla (vaatweefsel in de basis van de eierstok). De schimmelhyfen strekken zich niet uit tot in de rachilla, maar vormen een smal grensvlak met het vaatweefsel. Met het blote oog ziet de interface er vaak uit als een bruine lijn.

4. Hyphale structuur van Claviceps Purpurea:

De intercellulaire hyfen zijn hyaline, septaat en ongeveer 3 µm in diameter. Binnen de hyfenwand bevindt zich het plasmamembraan. De laatste omsluit granulair cytoplasma dat mitochondriën, blaasjes, kleine lipide-bolletjes en verschillende kernen bevat.

Sphacelium van Claviceps Purpurea:

Binnen ongeveer een week na infectie neemt de hyfenmassa zodanig toe dat slechts enkele cellen van de eierstok intact konden worden gezien. De zaadknop is volledig omgeven en gepenetreerd door de prolifererende hyfen, maar er is geen penetratie in de rachilla. Ten slotte wordt de zaadknop vernietigd en op de 10e dag vervangen door een dikke zachte katoenachtige hypha-massa of mat (D) van bijna dezelfde vorm als de bloemenholte zelf.

Het staat bekend als het sphacelium (Fig 11. 18). De laatste vervangt het ovariumweefsel en bestaat uit los plectenchym.

Het is extern gedifferentieerd in 3 regio's, namelijk:

(i) Het basale voetgebied met een glad, wit oppervlak aan de basis van de gastheerbloem,

(ii) Een centraal groter deel dat het conidiale stroma-gebied van het sphacelium vormt en

(iii) Het schaars binnengedrongen ovariële apicale of kapgebied bedekt met borstelharen.

Sporulatie van Claviceps Purpurea:

Het eerste teken van sporulatie dat extern bewijs van infectie oplevert, verschijnt tussen 4-6 dagen na infectie in de vorm van witte ruggen van conidioforen op het oppervlak van de eierstok.

Bepaalde hyfen van de myceliummat (stroma van sphacelium) groeien naar buiten, komen tevoorschijn tussen de epidermale cellen van de eierstokken, breken de cuticula en produceren een compacte, palissade-achtige oppervlakkige laag van phialidische conidioforen. Aan het uiteinde draagt ​​elke comdiofoor een opeenvolging van kleine, sporenachtige structuren, de conidia.

Ze zijn abstrictief in een basipetale opvolging. De conidia zijn kleine, hyaliene, niet-kernachtige structuren die bolvormig tot langwerpig van vorm zijn. De vroegere mycologen beschouwden deze conidia als een onvolmaakte schimmel Sphacelia segetum. Dus het conidiale stadium van de schimmel werd bekend als het sfaceliale stadium in de levenscyclus.

Het wordt gekenmerkt door de vrij sporulerende conidioforen over het hele buitenoppervlak van de eierstok en binnenzakken (D). In ongeveer dit stadium begint een kleverige, dichte gele, suikerachtige vloeistof, honingdauw genaamd, tussen de kelkblaadjes uit te stralen, waardoor de geïnfecteerde roosjes opvallen.

Om deze reden noemen sommige mycologen het sfaceliale stadium liever het stadium van honingdauw. Conidia hopen zich op in het suikerachtige exsudaat en sijpelen uit de roosjes in druppels honingdauw tegen de 6e of 7e dag (Luttrell, 1980). Insecten worden aangetrokken door de honingdruppels.

Terwijl ze zich voeden met honing, nemen ze de conidia op en dragen ze deze naar andere gezonde roosjes op dezelfde of een andere roggeplant om secundaire infecties te veroorzaken. Op deze manier verspreidt de ziekte zich tijdens het groeiseizoen. Overvloed aan suiker in de honingdauw maakt het een uitstekend substraat voor microbiële groei.

Volgens Cunfer (1976) bevat de honingdauw een factor (en) die de kieming van conidiën van bepaalde schimmels die in contact komen met het sfaceliale stadium, verhinderen. Het is echter niet effectief tegen de conidiën van die schimmels (Fusarium heterosporum) die het sfaceliale stadium kunnen koloniseren en de rijping van moederkoren sclerotia kunnen voorkomen.

Volgens sommige mycologen wordt honing uitgescheiden door de hyfen en volgens anderen door de bloemnectaris. De meest recente opvatting is dat overvloedige afscheiding van honingdauw het resultaat is van de schimmelparasiet die op het vasculaire systeem van de gastheer tikt, dat onaangedaan blijft.

De productie van conidia is overvloedig van 7 dagen tot 11 dagen en stopt met 13 dagen. Op de 10e dag na infectie van de eierstok zijn alle gastweefsels waartoe de parasiet toegang heeft, door de hyfen binnengedrongen. Het pad van infectie is voltooid. Er is geen verdere invasie van de gastweefsels. Verdere ontwikkeling van de schimmel vindt plaats door de ontwikkeling van het sclerotische stadium.

5. Differentiatie van Sclerotium:

Milovidov (1954) merkte op dat sclerotische cellen worden gevormd door transformatie van sfaceliale cellen. Het proces begint aan de basis van het sphacelium. Shaw en Mantle (1980) die met deze opvatting overeenstemden, meldden dat het sfaceliale weefsel het vermogen heeft om te differentiëren tot sclerotische vorm.

Als de overgang begint, vormt de schimmelgroei aan de basis van het sfacelium hyfen, voornamelijk van het sclerotische type en niet van het sfaceliale type. Als de productie van conidiën stopt en het groeiseizoen bijna voorbij is, wordt de differentiatie van de hyfen in de sclerotische vorm duidelijk in het onderste deel van het sphacelium.

Volgens Luttrell (1980) nemen de hyfen aan de bovenkant van het voetgebied van het sfacelium een ​​verticale oriëntatie aan en vormen ze een palissade-achtige laag. Deze hyfen verschillen van het aangrenzende sfaceliale weefsel doordat ze kort, bolvormig, breed en vaak gesepteerd zijn.

Ze zijn samengesteld uit cilindrische meerkernige, lipide-rijke cellen die kleine vacuolen bevatten en hebben de neiging om prosenchym te vormen. Deze palissade-achtige laag van korte hyfen wordt de generatieve laag genoemd.

Volgens Luttrell begrenst de generatieve laag de voet en ontstaan ​​de weefsels van het moederkoren sclerotium. De groei van de hyfenpunt van de generatieve laag resulteert in een toename in lengte van het zich ontwikkelende sclerotium.

Vertakking en septatie van de resulterende sclerotiale hyfen en lipide-afzetting in de sclerotiale cellen bepalen de compacte plectenchymateuze aard ervan. Naarmate de differentiatie van sclerotisch weefsel van onder naar boven verloopt, duwt het onder en in het conidiale stroma omhoog.

Bijgevolg worden de overblijfselen van het conidiale stroma van het oppervlak afgestoten. De toename van de sclerotiumlengte duwt de conidiale stroma (losjes gepakte sfaceliale hyfen) omhoog met de dun geïnfecteerde borstelige ovariumkap aan de bovenkant. Tegen die tijd is het sclerotium opvallend ontwikkeld.

Het steekt uit door de toppen van de roosjes met de sfaceliale kap die voornamelijk bestaat uit de overblijfselen van de eierstokcelwanden, stempels, overblijfselen van de zaadknop en degenererende sfaceliale hyfen, die nog steeds aan zijn top blijft bestaan. De gastweefsels leven niet meer.

Het sclerotium is aanzienlijk steviger dan het sphacelium dat bestaat uit los op elkaar gepakte hyfen. De hyfen klinken de omtrek van het sclerotium donkerder en worden samengevoegd om de korst te vormen.

Het sclerotium dat het eierstokweefsel heeft vernietigd en het graan heeft vervangen, ligt tussen de kafjes van het aartje. Het steekt uit de kafjes als een donkere uitloper op de piek (afb. 11.19 H). Het is veel langer en breder dan het graan dat het heeft vervangen. De rijpe oren van rogge dragen zowel de sclerotia als de gezonde roggekorrels.

De sclerotium rijpt in ongeveer 4 weken tijd. Het volwassen sclerotium is een harde pseudoparenchymateus donkerpaars of zwartachtig, meestal een gebogen structuur (Fig. 11.19 G). Onder de donkere buitenvacht of korst, die beschermend is en dus te veel vochtverlies voorkomt, bevindt zich het hyaline (kleurloos) weefsel dat voornamelijk bestaat uit compact opgestelde isodiametrische bewaarcellen.

Het medullaire gebied bestaat uit een los hyfen geleidend weefsel dat de centrale streng vormt. Van de laatste stralen smalle aderen onregelmatig naar de omtrek uit. De sclerotia worden in de nazomer geproduceerd en vallen in de herfst op de grond. Ze zijn bestand tegen bevriezing en hebben dus een lange levensvatbaarheid waardoor de schimmel in deze toestand kan overwinteren.

Sclerotia zijn dus de overlevingsstructuren van moederkorenzwammen en de bron van primair inoculum voor infectie. Cunifer en Seckenger (1977) rapporteerden echter dat sclerotia die op planten rijpen en bij de rijpheid van het gewas op de grond vallen, pas in de volgende lente kunnen overleven. Zes maanden is de langste overlevingsperiode voor elke sclerotia.

De sclerotia bereiken ongeveer dezelfde tijd als de gezonde korrels in andere eierstokken op de aar. Veel van de volwassen sclerotia vallen op de grond (G). Sommige raken vermengd met de granen tijdens het oogsten. Ze worden bij het vers zaaien weer op het veld teruggebracht en kunnen samen met het graan worden gezaaid.

7. Kieming van Sclerotium:

De sclerotia die op de grond zijn gevallen, overwinteren in de winter. De volgende lente ontkiemen ze onder geschikte vochtomstandigheden.

Ongeveer een half dozijn of zelfs meer kleine roze of donkerpaarse, trommelstokachtige uitgroeiingen groeien van het oppervlak en draaien naar het licht (A). Elk van deze is ongeveer 10-12 mm lang en wordt een stroma (pi. Stromata) genoemd. Het stroma bestaat uit een slanke steel die eindigt in een geflatteerde bolvormige of capitulaire kop. Zowel de steel als de stromatale kop zijn opgebouwd uit compact met elkaar verweven hyfen.

8. Voortplanting in Claviceps Purpurea:

Seksueel Reproductie:

(a) Geslachtsorganen (Afb.11.21):

Ingebed in het pseudoparenchymateuze weefsel van elke stromatale kop zijn een aantal kleine, flesvormige holtes aangebracht in een perifere laag (Fig. 11.22 B). Sommige auteurs noemen ze liever de peritheciale holtes. Elke holte bevat beide soorten geslachtsorganen (afb. 11.21 A). Ze zijn ontwikkeld uit de terminale cellen van zijtakken die voortkomen uit dezelfde hypha aan de basis van de peritheciale holte.

De vruchtbare hyfen hebben een rijkere protoplasmatische inhoud. Het mannelijke gametangium wordt het antheridium en het vrouwelijke ascogonium genoemd. Beide zijn meerkernig op de eindvervaldag. Het ascogonium is relatief dikker en breder dan het antheridium dat slank en langwerpig is. Er kunnen een of meer antheridia zijn die voortkomen uit de basis van het ascogonium.

Op weg naar volwassenheid ontwikkelt het ascogonium een ​​kleine, laterale papilla-achtige uitgroei die wordt aangebracht op het dichtstbijzijnde antheridium. Oplossen van de tussenliggende muren vindt plaats in het contactgebied (Fig. 11.21B). Killian (1919) rapporteerde de migratie van de mannelijke kernen naar het ascogonium.

Ontwikkeling van Ascocarp (Perithecium):

Plasmogamie wordt gevolgd door de ontwikkeling van ascogene hyfen uit het ascogonium. De ascogene hyfen (Fig. 11.21 C) keren terminaal terug om croziers te vormen zoals in de andere Ascomyceten. De resulterende binculeate oplichter of voorlaatste cel van elke ascogene hypha is voorbestemd om een ​​langwerpige ascus te worden.

Het staat bekend als de ascus-moedercel. De twee kernen in de ascus-moedercel smelten samen. De cel met fusiekern is de jonge ascus. Het verlengt aanzienlijk om een ​​langwerpige, smalle buisvormige ascus te vormen (Fig. 11.22 C). De diploïde kern ondergaat tegelijkertijd meiose om vier haploïde kernen te vormen.

Elk van de laatste verdeelt zich weer mitotisch. Een deel van het cytoplasma verzamelt zich rond elk van de acht haploïde kernen. Elke onoprechte protoplast wordt omhuld door een muur. De acht aldus gevormde cellen in elke ascus rijpen uit tot ascosporen. De ascosporen zijn lange, draadachtige, hyaline structuren.

Ze liggen parallel aan elkaar in de ascusholte (Fig. 11.22D). Terwijl deze veranderingen plaatsvinden, groeit een zachte, dunne, peritheciale wand (peridium) rond het seksuele apparaat om een ​​duidelijke vruchtvorming te vormen die het perithecium wordt genoemd (fig. 11.22C).

Structuur van het perithecium (11.22 B-C):

De volwassen kolfvormige perithecia is diep verzonken in holtes of locules in het corticale gebied van het stroma (B). De peritheciale wand is een of twee cellagen dik met een korte, smalle hals bekleed met perifyses en opening door een ostiole aan het stromatische oppervlak (B). De minuscule, ostiolate porie bevindt zich aan het uiteinde van een kleine papil. De aanwezigheid van ostiolaatpapillen op het oppervlak geeft het stroma een enigszins wrattig uiterlijk.

Binnen elk perithecium liggen verschillende asci (C) die smalle, langwerpige, ietwat gebogen buisvormige structuren zijn, elk met een dikke dop aan de top (D). Ze ontstaan ​​uit de basis van de peritheciale holte in een tufsteen en groeien op tot het ostiole.

Vanaf de zijkanten van de binnenwand van het perithecium ontstaan ​​de paraphysen die de asci omringen. De paraphysen zijn dus lateraal van oorsprong. Ze vermengen zich niet met de asci, maar blijven tegen de peritheciale wand. Voering van de korte nek en de ostiole zijn de perifyses.

Dehiscentie van asci en verspreiding van ascosporen:

Tegen de tijd dat de ascosporen volwassen zijn, bloeien de roggeplanten in de velden. De rijpe asci groeien volgens sommige auteurs achtereenvolgens op en strekken zich uit uit de ostiolate porie.

Daarin ontwikkelen zich hygroscopische drukken waardoor de ascosporen met een aanzienlijke kracht via een porie in de dikke ascal-kap in de lucht worden afgevoerd over een afstand van maximaal 50 mm. De draadvormige ascosporen (Fig. 11.19A) worden dus krachtig één voor één met korte tussenpozen uitgeworpen.

Ze worden alleen weggeschoten als de perithecia verticaal rechtop staat. De richting wordt aangepast door de langzame draai- en draaibewegingen van de stengel net onder het stroma. Deze bewegingen brengen elk perithecium voor een korte tijd rechtop.

De afgevoerde ascosporen worden door de luchtstromen naar de bloeiende aren van roggeplanten gedragen om de levenscyclus opnieuw te starten. Stager beweert echter dat de ascosporen worden verspreid door insecten. De ascosporen worden dus verspreid wanneer de roggebloemen open zijn met de gevederde stempels uitgespreid.

9. Host-parasitaire relatie van Claviceps Purpurea:

Tulsane (1950) wees erop dat moederkoren van rogge veroorzaakt door C. purpurea een vervangende ziekte is. De schimmelparasiet desintegreert de gastweefsels in de bloemenholte om ruimte te maken voor de ontwikkeling van zijn sfaceliale en sclerotische stadia die de vervangende structuren vormen. Het koloniseert het bloemenweefsel.

De fysieke aanwezigheid van de intercellulaire hyphe van de parasiet lijkt slechts een geringe vervorming van de gastheercellen te veroorzaken. Terwijl de parasiet selectief de eierstok koloniseert, handhaaft hij een compatibele relatie met het aangrenzende gastheercelweefsel aan de basis van de eierstok in het rachillagebied als een bron van water en voedingsstoffen.

10. Beheersing van de ziekte veroorzaakt door Claviceps Purpurea:

De belangrijkste methoden om moederkorenziekte te bestrijden zijn onder meer:

(i) Begrafenis van sclerotia door diep ploegen,

(ii) Het zaaien van grassen vóór de vorming van sclerotia,

(iii) Ziekteresistente of niet-gevoelige gewassen planten,

(iv) Voorkomen van koppen in rijen omheiningen of andere aangrenzende afvalgebieden

(v) Het zaaien van moederkorenvrije of 2-jarige zaden voor sclerotia kan niet langer dan 6 maanden overleven

(vi) Het doden van de schimmel in de sclerotia die tijdens het oogsten in de velden valt door verbranding

(vii) Het verbranden van stro en stoppels in en rond de aangrenzende gebieden.

Hardison (1972) adviseerde het gebruik van systemische en beschermende fungiciden die op sclerotia aan het bodemoppervlak worden aangebracht om perithecia-vorming te onderdrukken. Hij vond fenyl 5,6 dichloor-2-trinuor-methyl-l-benzimidazoolcarboxylaat nuttig bij het onderdrukken van perithecia-vorming bij 2 mg / 92 cm2 bodemoppervlak. Cardiumchloride kan een economische chemische cantrol opleveren.

11. Economisch belang van Claviceps Purpurea:

De schimmel (Claviceps purpurea) is verantwoordelijk voor het veroorzaken van de moederkorenziekte die tot op zekere hoogte de opbrengst van de roggeplant verlaagt, maar de ziekte heeft zelden veel gevolgen.

De harde paarszwarte sclerotia (in de volksmond moederkoren genoemd) die het graan vervangen, zijn echter zeer giftig. Ze bevatten een giftige stof die dieren vergiftigt en doodt. Het is ook voor de mens fataal. De sclerotia worden verzameld of gekweekt om een ​​officieel erkend medicijn te extraheren dat bekend staat als ergotine.

Het bevat verschillende belangrijke alkaloïden. De bekendste zijn ergonovine, ergometrine en ergotamine. Deze alkaloïden zijn nuttig bij zwangerschap en bevalling om uitdrijving van de foetus te bevorderen en worden daarom gebruikt bij de vervaardiging van een geneesmiddel dat kunstmatige abortus veroorzaakt.

Bijgevolg wordt vee dat graast op grasland dat besmet is met Claviceps, afgebroken vanwege de opname van sclerotia. Zo lijden de veehouders enorme verliezen.

De moederkorenalkaloïden worden ook gebruikt om baarmoederbloeding (bloeding) na de geboorte van een kind te beheersen en om andere baarmoederproblemen te controleren. De dieren die zich voeden met sclerotia die op de grond liggen of met moederkoren besmet meel, lijden aan een ernstige fysiologische ziekte die ergotisme wordt genoemd. De ernstige aanval van ergotisme kan zelfs leiden tot gangreen van tenen en voeten.


Moederkoren

Moederkoren (pron. / ˈɜːrɡət / UR-gət) of moederkorenzwam verwijst naar een groep schimmels van het geslacht Claviceps.

Het meest prominente lid van deze groep is Claviceps purpurea ("Moederkorenzwam"). Deze schimmel groeit op rogge en aanverwante planten en produceert alkaloïden die ergotisme kunnen veroorzaken bij mensen en andere zoogdieren die granen consumeren die besmet zijn met de vruchtvormende structuur (moederkoren sclerotium genaamd).

Claviceps omvat ongeveer 50 bekende soorten, voornamelijk in de tropische streken. Economisch belangrijke soorten zijn onder meer C. purpurea (parasitair op grassen en granen), C. fusiformis (op parelgierst, buffelgras), C. paspali (op dallisgras), C. africana (op sorghum) en C. lutea (op paspalum). C. purpurea treft meestal uitkruisingssoorten zoals rogge (de meest voorkomende gastheer), evenals triticale, tarwe en gerst. Het treft haver slechts zelden.

C. purpurea heeft ten minste drie rassen of variëteiten, die verschillen in hun gastheerspecificiteit:

  • G1 - landgrassen van open weiden en velden
  • G2 - grassen uit vochtige, bos- en berghabitats
  • G3 (C. purpurea var. Spartinae) - kweldergrassen (Spartina, Distichlis).

Een moederkoren, een sclerotium genaamd, ontwikkelt zich wanneer een spoor van schimmelsoorten van het geslacht Claviceps een bloem van bloeiend gras of graan infecteert. Het infectieproces bootst een stuifmeelkorrel na die tijdens de bevruchting in een eierstok groeit. Infectie vereist dat de schimmelsporen toegang hebben tot het stigma, dus planten geïnfecteerd door Claviceps zijn voornamelijk uitkruisende soorten met open bloemen, zoals rogge (Secale cereale) en raaigrassen (genus Lolium). Het prolifererende schimmelmycelium vernietigt vervolgens de eierstok van de plant en verbindt zich met de vaatbundel die oorspronkelijk bedoeld was voor zaadvoeding. Het eerste stadium van moederkoreninfectie manifesteert zich als een wit zacht weefsel (bekend als sphacelia) dat suikerachtige honingdauw produceert, die vaak uit de geïnfecteerde grasbloemen valt. Deze honingdauw bevat miljoenen ongeslachtelijke sporen (conidia), die insecten verspreiden naar andere roosjes. Later verandert de sphacelia in een harde, droge sclerotium in de schil van de bloem. In dit stadium hopen alkaloïden en lipiden zich op in het sclerotium.

Claviceps-soorten uit tropische en subtropische gebieden produceren macro- en microconidia in hun honingdauw. Macroconidia verschillen in vorm en grootte tussen de soorten, terwijl microconidia vrij uniform zijn, ovaal tot bolvormig (5 x 3 μm). Macroconidia kunnen secundaire conidia produceren. Een kiembuis komt uit een macroconidium door het oppervlak van een honingdauwdruppel en een secundair conidium met een ovale tot peerachtige vorm wordt gevormd, waarnaar de inhoud van het oorspronkelijke macroconidium migreert. Secundaire conidia vormen een wit, ijsachtig oppervlak op honingdauwdruppels en verspreiden zich via de wind. Een dergelijk proces vindt niet plaats in Claviceps purpurea, Claviceps grohii, Claviceps nigricans en Claviceps zizaniae, allemaal uit noordelijke gematigde streken.

Wanneer een volwassen sclerotium op de grond valt, blijft de schimmel inactief totdat de juiste omstandigheden (zoals het begin van de lente of een regenperiode) de vruchtfase beginnen. Het ontkiemt en vormt een of meerdere vruchtlichamen met koppen en stelen, verschillend gekleurd (lijkt op een kleine paddenstoel). In het hoofd vormen zich draadachtige geslachtssporen, die gelijktijdig worden uitgeworpen wanneer geschikte grasgastheren bloeien. Moederkoreninfectie veroorzaakt een vermindering van de opbrengst en kwaliteit van graan en hooi, en als vee besmet graan of hooi eet, kan het een ziekte veroorzaken die ergotisme wordt genoemd.

Zwarte en uitstekende sclerotia van C. purpurea zijn algemeen bekend. Veel tropische moederkoren hebben echter bruine of grijsachtige sclerotiën, die de vorm van het waardzaad nabootsen. Om deze reden wordt de infectie vaak over het hoofd gezien.

Insecten, waaronder vliegen en motten, dragen conidia van Claviceps-soorten, maar het is niet bekend of insecten een rol spelen bij de verspreiding van de schimmel van geïnfecteerde naar gezonde planten.

De evolutie van plantenparasitisme in de Clavicipitaceae gaat minstens 100 miljoen jaar terug, tot het begin van het midden van het Krijt. Een amberfossiel dat in 2014 werd ontdekt, bewaart een graspikelet en een moederkorenachtige parasitaire schimmel. Het fossiel laat zien dat de oorspronkelijke gastheren van de Clavicipitaceae grassen kunnen zijn. De ontdekking stelt ook een minimumtijd vast voor de mogelijke aanwezigheid van psychotrope verbindingen in schimmels. Verschillende evolutionaire processen hebben gewerkt om de reeks moederkorenalkaloïden die door schimmels worden geproduceerd te diversifiëren.Deze verschillen in enzymactiviteiten zijn duidelijk op de niveaus van substraatspecificiteit (LpsA), productspecificatie (EasA, CloA) of beide (EasG en mogelijk CloA). De "Oud geel enzym", EasA, presenteert een uitstekend voorbeeld. This enzyme catalyzes reduction of the C8=C9 double-bond in chanoclavine I, but EasA isoforms differs in whether they subsequently catalyze reoxidation of C8–C9 after rotation. This difference distinguishes most Clavicipitaceae from Trichocomaceae, but in Clavicipitaceae it is also the key difference dividing the branch of classical ergot alkaloids from dihydroergot alkaloids, the latter often being preferred for pharmaceuticals due to their relatively few side effects.

Effects on humans and other mammals

The ergot sclerotium contains high concentrations (up to 2% of dry mass) of the alkaloid ergotamine, a complex molecule consisting of a tripeptide-derived cyclol-lactam ring connected via amide linkage to a lysergic acid (ergoline) moiety, and other alkaloids of the ergoline group that are biosynthesized by the fungus. Ergot alkaloids have a wide range of biological activities including effects on circulation and neurotransmission.

Ergot alkaloids are classified as:

  • derivatives of 6,8-dimethylergoline and
  • lysergic acid derivatives.

Ergotism is the name for sometimes severe pathological syndromes affecting humans or other animals that have ingested plant material containing ergot alkaloid, such as ergot-contaminated grains. De Hospital Brothers of St. Anthony, an order of monks established in 1095, specialized in treating ergotism victims with balms containing tranquilizing and circulation-stimulating plant extracts. The common name for ergotism is “St. Anthony’s Fire”, in reference to this order of monks and the severe burning sensations in the limbs which was one of the symptoms. There are two types of ergotism, the first is characterized by muscle spasms, fever and hallucinations and the victims may appear dazed, be unable to speak, become manic, or have other forms of paralysis or tremors, and suffer from hallucinations and other distorted perceptions. This is caused by serotonergic stimulation of the central nervous system by some of the alkaloids. The second type of ergotism is marked by violent burning, absent peripheral pulses and shooting pain of the poorly vascularized distal organs, such as the fingers and toes, and is caused by effects of ergot alkaloids on the vascular system due to vasoconstriction, sometimes leading to gangrene and loss of limbs due to severely restricted blood circulation.

The neurotropic activities of the ergot alkaloids may also cause hallucinations and attendant irrational behavior, convulsions, and even death. Other symptoms include strong uterine contractions, nausea, seizures, high fever, vomiting, loss of muscle strength and unconsciousness. Since the Middle Ages, controlled doses of ergot were used to induce abortions and to stop maternal bleeding after childbirth. Klotz offers a detailed overview of the toxicities in mammalian livestock, stating that the activities are attributable to antagonism or agonism of neurotransmitters, including dopamine, serotonin and norepinephrine. As well, he shares that the adrenergic blockage by ergopeptines (e.g., ergovaline or ergotamine) leads to potent and long-term vasoconstriction, and can result in reduced blood flow resulting in intense burning pain (St. Anthony’s fire), edema, cyanosis, dry gangrene and even loss of hooves in cattle or limbs in humans. Reduced prolactin due to ergot alkaloid activity on dopamine receptors in the pituitary is also common in livestock. Reduced serum prolactin is associated with various reproductive problems in cattle, and especially in horses, including agalactia and poor conception, and late-term losses of foals and sometimes mares due to dystocia and thickened placentas. Although both gangrenous and convulsive symptoms are seen in naturally occurring ergotism resulting from the ingestion of fungus infected rye, only gangrenous ergotism has been reported following the excessive ingestion of ergotamine tartrate. Ergot extract has been used in pharmaceutical preparations, including ergot alkaloids in products such as Cafergot (containing caffeine and ergotamine or ergoline) to treat migraine headaches, and ergometrine, used to induce uterine contractions and to control bleeding after childbirth. Clinical ergotism as seen today results almost exclusively from the excessive intake of ergotamine tartrate in the treatment of migraine headache.

In addition to ergot alkaloids, Claviceps paspali also produces tremorgens (paspalitrem) causing “paspalum staggers” in cattle. The fungi of the genera Penicillium and Aspergillus also produce ergot alkaloids, notably some isolates of the human pathogen Aspergillus fumigatus, and have been isolated from plants in the family Convolvulaceae, of which morning glory is best known. The causative agents of most ergot poisonings are the ergot alkaloid class of fungal metabolites, though some ergot fungi produce distantly related indole-diterpene alkaloids that are tremorgenic.

Ergot does not contain lysergic acid diethylamide (LSD) but instead contains lysergic acid as well as its precursor, ergotamine. Lysergic acid is a precursor for the synthesis of LSD. Their realized and hypothesized medicinal uses have encouraged intensive research since the 1950s culminating on the one hand in development of drugs both legal (e.g., bromocriptine) and illegal (e.g., lysergic acid diethylamide= LSD), and on the other hand in extensive knowledge of the enzymes, genetics, and diversity of ergot alkaloid biosynthetic pathways.

The January 4, 2007 issue of the New England Journal of Medicine includes a paper that documents a British study of more than 11,000 Parkinson’s disease patients. The study found that two ergot-derived drugs, pergolide and cabergoline, commonly used to treat Parkinson’s Disease may increase the risk of leaky heart valves by up to 700%.

Ergotism is the earliest recorded example of mycotoxicosis, or poisoning caused by toxic molds. Early references to ergot poisoning (ergotism) date back as far as 600 BC, an Assyrian tablet referred to it as a ‘noxious pustule in the ear of grain’. In 350 BC, the Parsees described ‘noxious grasses that cause pregnant women to drop the womb and die in childbed’. In ancient Syria, ergot was called ‘Daughter of Blood’. Radulf Glaber described an ailment he called ‘hidden fire’ or ignus ocultus, in which a burning of the limb is followed by its separation from the body, often consuming the victim in one night. In 1588, Johannes Thallius wrote that it is called ‘Mother of Rye’, or rockenmutter, and is used to halt bleeding.

Human poisoning due to the consumption of rye bread made from ergot-infected grain was common in Europe in the Middle Ages. The first mention of a plague of gangrenous ergotism in Europe comes from Germany in 857, following this France en Scandinavia experienced similar outbreaks England is noticeably absent from the historical regions affected by ergotism as their main source of food was wheat, which is resistant to ergot fungi. In 944, a massive outbreak of ergotism caused 40,000 deaths in the regions of Aquitaine, Limousin, Perigord, en Angoumois in France. In Hesse in 1596, Wendelin Thelius was one of the first to attribute ergotism poisoning to grain. In 1778, S. Tessier, observing a huge epidemic in Sologne, France in which more than 8,000 people died, recommended drainage of fields, compulsory cleaning of grain, and the substitution of potatoes for affected grain.

Saint Anthony’s fire and the Antonites

In 1722, the Russian Tzar Peter the Great was thwarted in his campaign against the Ottoman Empire as his army, traveling down the Terek steppe, was struck by ergotism and was forced to retreat in order to find edible grains. A diary entry from the time describes that as soon as people ate the poisoned bread they became dizzy, with such strong nerve contractions that those who did not die from the first day found their hands and feet falling off, akin to frostbite. The epidemic was known as Saint Anthony’s fire, or ignis sacer, and some historical events, such as the Great Fear in France during the French Revolution have been linked to ergot poisoning. Saint Anthony was a 3rd Century Egyptian ascetic who lived by the Red Sea and was known for long fasting in which he confronted terrible visions and temptations sent from the Devil. He was credited by two noblemen for assisting them in recovery from the disease they subsequently founded the Order of St. Anthony in honor of him. Anthony was a popular subject for art in the Middle Ages and his symbol is a large blue “T” sewn onto the shoulder of the order’s monks, symbolizing the crutch used by the ill and injured.

De Order of St. Anthony, who were also known as Antonites, grew quickly and hospitals spread through France, Germany, en Scandinavia and gained wealth and power as grateful patrons bestowed money and charitable goods to the hospitals. By the end of the Middle Ages, there were 396 settlements and 372 hospitals owned by the order and pilgrimages to such hospitals became popular as well as the donation of limbs lost to ergotism, which were displayed near shrines to the saint. These hagiotherapeutic centers were the first specialized European medical welfare systems and the friars of the order were knowledgeable about treatment of ergotism and the horrifying effects of the poison. The sufferers would receive ergot-free meals, wines containing vasodilating and analgesic herbs, and applications of Antonites-balsalm, which was the first transdermal therapeutic system (TTS) in medical history. Their medical recipes have been lost to time, though some recorded treatments still remain. After 1130 AD, the monks were no longer permitted to perform operations, and so barber surgeons were employed to remove gangrenous limbs and treat open sores. Three barbers founded a hospital in Memmingen in 1214 and accepted those who were afflicted with the gangrenous form of ergotism. Patients were fed and housed with the more able-bodied individuals acting as orderlies and assistants. Patients with the convulsive form of ergotism, or ergotismus convulsivus, were welcomed for only nine days before they were asked to leave as convulsive ergotism was seen as less detrimental. Though the sufferers often experienced irreversible effects, they most often returned to their families and resumed their livelihoods.

An important aspect to the Order of St. Anthony’s treatment practices was the exclusion of rye bread and other ergot-containing edibles, which halted the progression of ergotism. There was no known cure for ergotism itself, however there was treatment of the symptoms, which often included blood constriction, nervous disorder, and/or hallucinations if the sufferer survived the initial poisoning, his limbs would often fall off and he or she would continue to improve in health if they halted consumption of ergot. The trunk of the body remained relatively untouched by the disease until its final stages and the victims, not understanding the cause of their ailment, would continue to imbibe ergot-laden food for weeks until the condition reached their digestive system. It is believed that the peasantry and children were most susceptible to ergotism, though the wealthy were afflicted as well, as at times entire villages relied on tainted crops for sustenance and during times of famine, ergotism reached into every house. Ergot fungus is impervious to heat and water, thus it was most often baked into bread through rye flour though other grasses can be infected, it was uncommon in Medieval Europe to consume grasses other than rye. The physiological effects of ergot depended upon the concentration and combinations of the ingested ergot metabolites, as well as the age and nutritional status of the afflicted individual. De Antonites began to decline after physicians discovered the genesis of ergotism and recommended methods for removing the sclerotium from the rye crops. In 1776, the cloisters of the Antonites were incorporated into the Maltese Knights Hospitaller, losing much of their medical histories in the process and losing the ergotism cures and recipes due to lack of use and lack of preservation.

Usage in gynaecology and obstetrics

Midwives and very few doctors in Europe have used extracts from ergot for centuries:

  • In a Nürnberg manuscript of 1474 powdered ergot was prescribed together with Laurel-fruits and rhizomes of Salomon’s seals to cure »permutter« or »heffmutter«, that means pain in the lower abdomen caused by the »uprising of the womb«
  • In a printed book of 1582 the German physician Adam Lonicer wrote, that three sclerotia of ergot, used several times a day, were used by midwives as a good remedy in case of the »uprising and pain of the womb« (»auffſteigen vnd wehethumb der mutter«)
  • Joachim Camerarius the Younger wrote in 1586, that sclerotia of ergot held under the tongue, would stop bleeding

To prove, that ergot is a harmless sort of grain, in 1774 the French pharmacist Antoine-Augustin Parmentier edited a letter, he had received from Madame Dupile, a midwife of Chaumont-en-Vexin. She had told him, that if uterine contractions were too weak in the expulsion stage of childbirth she and her mother gave peeled ergot in an amount of the filling of a thimble solved in water, wine or broth. The administration of ergot was followed by a mild childbirth within 15 minutes. De French physician Jean-Baptiste Desgranges (1751–1831) published in 1818, that in 1777 he had met midwives in Lyon, who successfully treated feeble uterine contractions by administering the powder of ergot. Desgranges joined this remedy into his therapeutic arsenal. From 1777 to 1804 he was successful in alleviating childbirth for more than twenty women by the administration of the powder of ergot. He never saw any side-effect of this treatment.

In 1807 Dr. John Stearns of Saratoga County wrote to a friend, that he had used over several years a »pulvis parturiens« with complete success in patients with »lingering parturitation«. This »pulvis parturiens« consisted of ergot, that he called a »spurious groth of rye«. He boiled »half a drachm« (ca. 2g) of that powder in half a pint of water and gave one third every twenty minutes, till the pains commenced. In 1813 Dr. Oliver Prescott (1762–1827) of Newburyport published a dissertation “on the natural history and medical effects of the secale cornutum,” in which he described and analyzed the experience he had gathered over five years while using ergot in cases of poor uterine action in the second stage of labor in childbirth.

The 1836 Dispensatory of the United States recommended »to a woman in labor fifteen or twenty grains [ca. 1 to 1,3g] of ergot in powder to be repeated every twenty minutes, till its peculiar effects are experienced, or till the amount of a drachm [ca. 3,9g] has been taken«.

In 1837 the French Codex Pharmacopee Francaise required ergot to be kept in all pharmacies.

Low to very low evidence from clinical trials suggests that prophylactic use of ergot alkaloids, administered by intravenous (IV) or intramuscular (IM) in the third stage of labor, may reduce blood loss and may reduce the risk of moderate to severe hemorrhage following delivery however this medication may also be associated with higher blood pressure and higher pain. It is not clear of oral ergo alkaloids are beneficial or harmful as they have not been well studied. EEN 2018 Cochrane Systematic Review concluded that other medications such as oxytocin, syntometrine and prostaglandins, may be preferred over ergot alkaloids.

Though ergot was known to cause abortions in cattle and humans, it was not a recognized use for it as abortion was illegal in most countries, thus evidence for its use in abortion is unknown. Most often, ergot was used to speed the process of parturition or delivery, and was not used for the purpose of halting postpartum bleeding, which is a concern of childbirth. However, until anesthesia became available, there was no antidote or way of controlling the effects of ergot. So if the fetus did not move as expected, the drug could cause the uterus to mold itself around the child, rupturing the uterus and killing the child. David Hosack, an American physician, noted the large number of stillbirths resulting from ergot use and stated that rather than pulvis ad partum, it should be called pulvis ad mortem. He began advocating for its use to halt postpartum bleeding. Eventually, doctors determined that the use of ergot in childbirth without an antidote was too dangerous. They ultimately restricted its use to expelling the placenta or stopping hemorrhage. Not only did it constrict the uterus, ergot had the ability to increase or decrease blood pressure, induce hypothermia and emesis, and influence pituitary hormone secretions. In 1926, Swiss psychiatrist Hans Maier suggested to use ergotamine for the treatment of vascular headaches of the migraine type.

In the 1930s, abortifacient drugs were marketed to women by various companies under various names such as Molex pills and Cote pills. Since birth control devices and abortifacients were illegal to market and sell at the time, they were offered to women who were “delayed”. The recommended dosage was seven grains of ergotin a day. Volgens de United States Federal Trade Commission (FTC) these pills contained ergotin, aloes, Black Hellebore, and other substances. The efficacy and safety of these pills are unknown. De FTC deemed them unsafe and ineffective and demanded that they cease and desist selling the product. Currently, over a thousand compounds have been derived from ergot ingredients.

Speculated cause of hysterics and hallucinations

It has been posited that Kykeon, the beverage consumed by participants in the ancient Greek Eleusinian Mysteries cult, might have been based on hallucinogens from ergotamine, a precursor to the potent hallucinogen lysergic acid diethylamide (LSD), and ergonovine.

British author John Grigsby contends that the presence of ergot in the stomachs of some of the so-called ‘bog-bodies’ (Iron Age human remains from peat bogs Northeast Europe, such as the Tollund Man) is indicative of use of Claviceps purpurea in ritual drinks in a prehistoric fertility cult akin to the Greek Eleusinian Mysteries. In his 2005 book Beowulf and Grendel, he argues that the Anglo-Saxon poem Beowulf is based on a memory of the quelling of this fertility cult by followers of Odin. He writes that Beowulf, which he translates as barley-wolf, suggests a connection to ergot which in German was known as the ‘tooth of the wolf’.

Linnda R. Caporael posited in 1976 that the hysterical symptoms of young women that had spurred the Salem witch trials had been the result of consuming ergot-tainted rye. Echter, Nicholas P. Spanos en Jack Gottlieb, after a review of the historical and medical evidence, later disputed her conclusions. Other authors have likewise cast doubt on ergotism as the cause of the Salem witch trials.

Claviceps purpurea

Mankind has known about Claviceps purpurea for a long time, and its appearance has been linked to extremely cold winters that were followed by rainy summers.

The sclerotial stage of C. purpurea conspicuous on the heads of ryes and other such grains is known as ergot. Favorable temperatures for growth are in the range of 18–30 °C. Temperatures above 37 °C cause rapid germination of conidia. Sunlight has a chromogenic effect on the mycelium, with intense coloration. Cereal mashes and sprouted rye are suitable substrates for growth of the fungus in the laboratory.

Claviceps africana

Claviceps africana infects sorghum. In sorghum and pearl millet, ergot became a problem when growers adopted hybrid technology, which increased host susceptibility. It only infects unfertilized ovaries, so self-pollination and fertilization can decrease the presence of the disease, but male-sterile lines are extremely vulnerable to infection. Symptoms of infection by C. africana include the secretion of honeydew (a fluid with high concentrates of sugar and conidia), which attracts insects like flies, beetles, and wasps that feed on it. This helps spread the fungus to uninfected plants.

C. africana caused ergot disease that caused a famine in 1903-1906 in Northern Cameroon, West Africa, and also occurs in eastern and southern Africa, especially Zimbabwe en South Africa. Male sterile sorghums (also referred to as A-lines) are especially susceptible to infection, as first recognized in the 1960s, and massive losses in seed yield have been noted. Infection is associated with cold night temperatures that are below 12 °C occurring two to three weeks before flowering.

Sorghum ergot caused by Claviceps africana Frederickson, Mantle and De Milliano is widespread in all sorghum growing areas, whereas the species was formerly restricted to Africa en Asia where it was first recorded more than 90 years ago, it has been spreading rapidly and by the mid-1990s it reached Brazil, South Africa, en Australia. By 1997, the disease had spread to most South American countries and the Caribbean including Mexico, and by 1997 had reached Texas in de United States.


Animal and Human Parasites and Pathogens

Fungi can affect animals, including humans, in several ways. Fungi attack animals directly by colonizing and destroying tissues. Humans and other animals can be poisoned by eating toxic mushrooms or foods contaminated by fungi. In addition, individuals who display hypersensitivity to molds and spores develop strong and dangerous allergic reactions. Fungal infections are generally very difficult to treat because, unlike bacteria, fungi are eukaryotes. Antibiotics only target prokaryotic cells, whereas compounds that kill fungi also adversely affect the eukaryotic animal host.

Many fungal infections (mycoses) are superficial and termed cutaneous (meaning “skin”) mycoses. They are usually visible on the skin of the animal. Fungi that cause the superficial mycoses of the epidermis, hair, and nails rarely spread to the underlying tissue (Figure 13.4.7). These fungi are often misnamed “dermatophytes” from the Greek dermis skin and phyte plant, but they are not plants. Dermatophytes are also called “ringworms” because of the red ring that they cause on skin (although the ring is caused by fungi, not a worm). These fungi secrete extracellular enzymes that break down keratin (a protein found in hair, skin, and nails), causing a number of conditions such as athlete’s foot, jock itch, and other cutaneous fungal infections. These conditions are usually treated with over-the-counter topical creams and powders, and are easily cleared. More persistent, superficial mycoses may require prescription oral medications.

Figure 13.4.7: (a) Ringworm presents as a red ring on the skin. (b) Trichophyton violaceum is a fungus that causes superficial mycoses on the scalp. (c) Histoplasma capsulatum, seen in this X-ray as speckling of light areas in the lung, is a species of Ascomycota that infects airways and causes symptoms similar to the flu. (credit a, b: modification of work by Dr. Lucille K. Georg, CDC credit c: modification of work by M Renz, CDC scale-bar data from Matt Russell)

Systemic mycoses spread to internal organs, most commonly entering the body through the respiratory system. For example, coccidioidomycosis (valley fever) is commonly found in the southwestern United States, where the fungus resides in the dust. Once inhaled, the spores develop in the lungs and cause signs and symptoms similar to those of tuberculosis. Histoplasmosis (Figure 13.4.7c) is caused by the dimorphic fungus Histoplasma capsulatum it causes pulmonary infections and, in rare cases, swelling of the membranes of the brain and spinal cord. Treatment of many fungal diseases requires the use of antifungal medications that have serious side effects.

Opportunistic mycoses are fungal infections that are either common in all environments or part of the normal biota. They affect mainly individuals who have a compromised immune system. Patients in the late stages of AIDS suffer from opportunistic mycoses, such as Pneumocystis, which can be life threatening. The yeast Candida spp., which is a common member of the natural biota, can grow unchecked if the pH, the immune defenses, or the normal population of bacteria is altered, causing yeast infections of the vagina or mouth (oral thrush).

Fungi may even take on a predatory lifestyle. In soil environments that are poor in nitrogen, some fungi resort to predation of nematodes (small roundworms). Species of Arthrobotrys fungi have a number of mechanisms to trap nematodes. For example, they have constricting rings within their network of hyphae. The rings swell when the nematode touches it and closes around the body of the nematode, thus trapping it. The fungus extends specialized hyphae that can penetrate the body of the worm and slowly digest the hapless prey.


Salem Witch Trials: The Fungus Theory

More than three centuries after the end of the Salem witch trials, they continue to defy explanation. In the mid 1970s, a college undergraduate developed a new theory. Does it hold water? Read on and decide for yourself.

SEASON OF THE WITCH

In the bleak winter of 1692, the people of Salem, Massachusetts, hunkered down in their cabins and waited for spring. It was a grim time: There was no fresh food or vegetables, just dried meat and roots to eat. Their mainstay was the coarse bread they baked from the rye grain harvested in the fall.

Shortly before the New Year, the madness began. Elizabeth Parris, the 9-year-old daughter of the local preacher, and her cousin, 11-year-old Abigail Williams, suffered from violent fits and convulsions. They lapsed into incoherent rants, had hallucinations, complained of crawly sensations on their skin, and often retreated into dull-eyed trances. Their desperate families turned to the local doctor, who could find nothing physically wrong with them. At his wit's end, he decided there was only one reasonable explanation: witchcraft.

Word spread like wildfire through the village: an evil being was hexing the children. Soon, more "victims" appeared, most of them girls under the age of twenty. The terrified villagers started pointing the finger of blame, first at an old slave named Tituba, who belonged to Reverend Parris, then to old women like Sarah Good and Sarah Osborn. The arrests began on February 29 the trials soon followed. That June, 60-year-old Bridget Bishop was the first to be declared guilty of witchcraft and the first to hang. By September, 140 "witches" had been arrested and 19 had been executed. Many of the accused barely escaped the gallows by running into the woods and hiding. Then, sometime over the summer, the demonic fits stopped -and the frenzy of accusation and counter-accusation stopped with them. As passions cooled, the villagers tried to put their community back together again.

UNANSWERED QUESTIONS

What happened to make these otherwise dour Puritans turn on each other with such destructive frenzy? Over the centuries several theories have been put forth, from the Freudian -that the witch hunt was the result of hysterical tension resulting from centuries of sexual repression- to the exploitive- that it was fabricated as an excuse for a land grab (the farms and homes of all the victims and many of the accused were confiscated and redistributed to other members of the community). But researchers had never been able to find real evidence to support these theories. Then in the 1970s, a college student in California made a deduction that seemed to explain everything.

Linnda Caporael, a psychology major at U.C. Santa Barbara, was told to choose a subject for a term paper in her American History course. Having just seen a production of Arthur Miller's play The Crucible (a fictional account of the Salem trials), she decided to write about the witch hunt. "As I began researching," she later recalled, "I had one of those 'a-ha!' experiences." The author of one of her sources said he remained at a loss to explain the hallucinations of the villagers of Salem. "It was the word 'hallucinations' that made everything click," said Caporael. Years before, she'd read of a case of ergot poisoning in France where the victim had suffered from hallucinations, and she thought there might be a connection.

THE FUNGUS AMONG US

Ergot is a fungus that infects rye, a grain more commonly used in past centuries to bake bread than it is today. One of the byproducts present in ergot-infected grain is ergotamine, which is related to LSD. Toxicologists have known for years that eating bread baked with ergot-contaminated rye can trigger convulsions, delusions, creepy-crawly sensations of the skin, vomiting, …and hallucinations. And historians were already aware that the illness caused by ergot poisoning (known as St. Anthony's Fire) was behind several incidents of mass insanity in medieval Europe. Caporael wondered if the same conditions might have been present in Salem.

They were. Ergot needs warm, damp weather to grow, and those conditions were rife in the fields around Salem in 1691. Rye was the primary grain grown, so there was plenty of it to be infected. Caporael also discovered that most of the accusers lived on the west side of the village, where the fields were chronically marshy, making them a perfect breeding ground for the fungus. The crop harvested in the fall of 1691 would have been baked and eaten during the following winter, which was when the fits of madness began. However, the next summer was unusually dry, which could explain the sudden drop in the bewitchments. No ergot, no madness.

SHE RESTS HER CASE

Caporael continued to research her theory as she pursued her Ph.D., publishing her findings in 1976 in the journal Science, which brought her support from the scientific community and attention from the news media. Caporael had been careful to say that her theory only accounts for the initial cause of the Salem witch hunts. As the frenzy grew in scope and consequence, she's convinced that the actual sequence of events probably included not only real moments of mass hysteria but also some overacting on the part of the accusers (motivated as much by fear of being accused themselves as by any actual malice toward the accused).

OTHER POSSIBILITIES

Caporael's theory remains one of the most convincing explanations for what started the madness that tore apart the village of Salem, Massachusetts, in 1692 …but there are others.

* Encephalitis Lethargica. Historian Laurie Win Carlson compared the symptoms of the accused in Salem (violent fits trance or coma-like states) with those experienced by victims of an outbreak of Encephalitis Lethargica, an acute inflammation of the brain, between 1915 and 1926. The trials were likely a "response to unexplained physical and neurological behaviors resulting from an epidemic of encephalitis," she says.

* Jimson Weed. This toxic weed, sometimes called devil's trumpet or locoweed, grows wild in Massachusetts. Ingesting it can cause hallucinations, delirium, and bizarre behavior.

The article above was reprinted with permission from the Bathroom Institute's book Uncle John's Heavy Duty Bathroom Reader. Since 1988, the Bathroom Reader Institute has published a series of popular books containing irresistible bits of trivia and obscure yet fascinating facts. If you like Neatorama, you'll love the Bathroom Reader Institute's books - go ahead and check 'em out!


Bekijk de video: Pharmacognosy OXYTOCIS,Drug Ergot botanical name,family,constituents,use