Historia mikologii, czym się ona zajmuje i gałęzie

4243
Basil Manning

Plik mikologia jest dyscypliną zajmującą się badaniem grzybów w różnych aspektach. Organizmy te miały ogromne znaczenie dla ludzi od czasów prehistorycznych. Jej początki sięgają starożytnej Grecji, kiedy to grzyby klasyfikowano jako rośliny. Później, w XVIII i XIX wieku, położono podwaliny tej dyscypliny.

Za twórcę współczesnej mikologii uważa się włoskiego Pier Antonio Micheli (1679-1737). Autor ten wykazał znaczenie struktur rozrodczych w klasyfikacji grzybów.

Później Szwed Elias Fries (1794-1878) zaproponował podstawy nomenklatury obecnie stosowanych grzybów. Następnie mikologię kształciły dyscypliny takie jak mikroskopia, genetyka molekularna i genomika.

Mikologia ma kilka gałęzi, wśród których wyróżnia się taksonomia i filogeneza, a także biochemia i biologia komórki. Zajmuje się również dziedziną mikologii medycznej, przemysłowej, rolniczej i fitopatologii..

Wśród ostatnich badań systematyki wyróżnia się wykorzystanie genomiki do generowania informacji o pokrewieństwie niektórych grup. W dziedzinie przemysłowej badania koncentrowały się na produkcji biopaliw z działalności grzybów.

Indeks artykułów

  • 1 Historia
    • 1.1 Cywilizacje prehistoryczne
    • 1.2 Starożytny Rzym i Grecja
    • 1.3 Średniowiecze i renesans
    • 1.4 XVIII wiek
    • 1.5 XIX wiek
    • 1,6 XX i XXI wiek
  • 2 Co bada mykologia? Kierunek studiów
  • 3 gałęzie
    • 3.1 Taksonomia i filogeneza
    • 3.2 Biochemia, biologia komórki i fizjologia
    • 3.3 Biotechnologia i mikologia przemysłowa
    • 3.4 Mikologia lekarska
    • 3.5 Mikologia rolnicza
    • 3.6 Fitopatologia
  • 4 Znani mikolodzy
  • 5 Przykład ostatnich badań
  • 6 Odnośniki

Fabuła

Cywilizacje prehistoryczne

Od paleolitu istnieją wzmianki archeologiczne o stosowaniu grzybów. Uważa się, że niektóre grzyby jadalne zostały zebrane w celu spożycia do celów spożywczych. Podobnie znaleziono obrazy przedstawiające grzyby.

W Afryce znaleziono dowody na stosowanie grzybów halucynogennych przez cywilizacje zamieszkujące Saharę. Również w Europie istnieją zapisy dotyczące wykorzystania tego gatunku Fomes fomento jako część podpałki używanej do rozpalania ognia.

Istnieją zapisy o stosowaniu grzybów w kulturach Majów w Meksyku i Gwatemali. W rytuałach magiczno-religijnych tych kultur używano różnych grzybów o właściwościach halucynogennych.

Starożytny Rzym i Grecja

W cesarskim Rzymie grzyby jadalne były wysoko cenione i uważane za królewskie pożywienie. Były również używane jako trucizna do zabijania ważnych ludzi. Niektóre z opisów symptomów tych zgonów sugerują, że były one spowodowane przez gatunek Amanita phalloides.

Jednak podstawy mikologii zaczynają się układać z wielkimi przyrodnikami starożytnej Grecji. Pierwsza wzmianka o jej uprawie znajduje się w pracach greckiego Atenaeusza w Aleksandrii (II-III wpne).

Pierwszym, który zdefiniował grzyby, był filozof Teofrast (372-288 pne), który wskazał, że są to „rośliny niedoskonałe, bez korzeni, liści, kwiatów i owoców”. Theophrastus opisał cztery rodzaje grzybów, które nadal są podzielone na różne rodziny.

Kolejny wkład w mikologię wnosi Dioscorides w swojej pracy "Della Materia Medica”, Gdzie opisuje toksyczne właściwości niektórych grzybów. Podobnie, jest pierwszym, który opisał grzyby agaric (rodzaj grzybów), które były szeroko stosowane w celach leczniczych..

Claudius Galen (grecki lekarz) podzielił grzyby na trzy różne grupy: „bolités” (prawdopodobnie obecne Amanita caesaera), „borowiki”, należące do rodzaju Borowik, i „Mykés”. Galen wskazał, że dwie pierwsze grupy były jadalne, a ostatnia była toksyczna i bardzo niebezpieczna.

Wreszcie Pliniusz Starszy w swojej pracy „Historis naturalis„Odnosi się do faktu, że„ borowiki ”można było łatwo pomylić z innymi trującymi grzybami. Autor uznał, że gdyby grzyby te rosły na terenach z substancjami toksycznymi, to mogłyby je wchłonąć.

Średniowiecze i renesans

W średniowieczu mikologia nie osiągnęła większych postępów, ponieważ przyrodnicy podążali tylko za dziełami Dioscoridesa i Pliniusza. W tym czasie w Europie występowały poważne problemy w uprawie żyta z powodu ataku sporyszu (Claviceps purpurea).

Później, w okresie renesansu, niektórzy naukowcy wnieśli skromny wkład w tę dyscyplinę. Wśród nich jest Andrea Mattioli, który poparł fałszywe stwierdzenie Plinio o trujących „borowikach”.

Znany botanik Andrea Caesalpinio zaproponował klasyfikację grzybów opartą głównie na niektórych cechach morfologicznych i różnych zastosowaniach różnych gatunków.

Wiek XVIII

John Ray, angielski botanik, podzielił grzyby na trzy grupy w zależności od ich pokroju (nadbrzeżnego i podziemnego) oraz cech morfologicznych. Ze swojej strony Joseph Tournefort (Francuz) podzielił je na siedem grup według ich morfologii.

Pier Antonio Micheli. Źródło: nieznane [domena publiczna], niezdefiniowane. Wikimedia Commons

Za twórcę współczesnej mikologii uważa się Włocha Pier Antonio Micheli. Jest autorem kilku odkryć uznanych za fundamentalne w badaniach grzybów.

Był pierwszym, który wykazał, że rozmnażanie odbywa się przez zarodniki, a nie przez spontaniczne pokolenie, jak dotąd uważano.

System klasyfikacji grzybów zaproponowany przez Micheli ustala cztery klasy na podstawie struktur rozrodczych. Jest to uważane za sztuczną klasyfikację, ponieważ używa zmiennych znaków w tej samej grupie, takich jak kolor.

Kiedy szwajcarski Carolus Linnaeus proponuje w swojej pracy nazewnictwo dwumianowe „Systema Naturae”(1735) zmienił sposób nazywania gatunków. Linneusz nie wniósł wielkiego wkładu do mikologii, ale jego system położył podwaliny pod innych badaczy.

XIX wiek

W tym stuleciu mikologia została w pełni uznana za dyscyplinę niezależną od botaniki, głównie ze względu na stosowanie zasad ustalonych przez Micheli do badania grzybów..

Jednym z najbardziej znanych mikologów tamtych czasów jest Christian Persoon. Jego praca opierała się na analizie struktur rozrodczych, a jego główną pracą była „Opis Methodica Fungorum”(1801).

Ten autor podzielił grzyby na klasy "angiocarpus”(Zarodniki dojrzewające wewnątrz owocnika) i„ gymnocarpus ”(zarodniki dojrzewające poza owocnikiem). Opisał ponad dwa tysiące gatunków w tych dwóch dużych grupach.

Elias Fries (Szwed) jest uważany za jednego z największych mikologów w historii. Autor opublikował ponad 26 prac naukowych, uważanych za podstawę współczesnej mikologii.

Jego główna praca to „Systema mycologicum”(1821), gdzie proponuje klasyfikację opartą na koncepcji filogenezy. Nazwy zaproponowane przez tego autora zostały przyjęte jako podstawa nazewnictwa mykologicznego na Międzynarodowym Kongresie Botanicznym w Brukseli (1910).

XX i XXI wiek

Mykologia odniosła wielki postęp, gdy nowe technologie umożliwiły dokładniejszą identyfikację grzybów. Metody fizjologiczne i biochemiczne, które obejmowały testy wzrostu i wykorzystania składników odżywczych, zaczęto stosować na początku XX wieku..

Rozpoczęto również identyfikację wtórnych metabolitów wytwarzanych przez grzyby i udowodniono ich przydatność w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym..

Później, w latach 90-tych XX wieku, nastąpił rozwój technik molekularnych, które pozwoliły na badanie związków filogenetycznych w obrębie grzybów oraz badanie ich składu genetycznego..

Wreszcie, już w XXI wieku rozwinęła się dziedzina genomiki (badania treści genetycznej). Techniki te umożliwiły sekwencjonowanie całego genomu różnych gatunków grzybów..

Na podstawie badań genomiki udało się precyzyjnie zidentyfikować różne grupy, których nie można było odróżnić za pomocą klasycznych technik. Podobnie, możliwości wykorzystania tych organizmów zostały zwiększone w różnych dziedzinach, takich jak produkcja biopaliw i medycyna..

Co bada mykologia? Kierunek studiów

Badanie grzybów. Źródło: AJC1 z Wielkiej Brytanii [CC BY-SA 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0)], za pośrednictwem Wikimedia Commons

Mykologia to dyscyplina odpowiedzialna za badanie grzybów - Królestwo Grzybów - i wszystkie związane z nimi aspekty.

W mikologii rozważa się badanie cech strukturalnych, cykli życiowych i fizjologicznego zachowania grzybów. W podobny sposób omówiono wiedzę o procesach ewolucyjnych i znaczeniu tych organizmów w ekosystemach..

Różnorodność grzybów. Źródło: Sasata [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], z Wikimedia Commons

Ze względu na znaczenie grzybów w rolnictwie, mikologia rozwinęła dziedzinę badań dla grup symbiotycznych. Grzyby tworzące mikoryzę (symbiozę między grzybami a korzeniami) optymalizują wykorzystanie składników odżywczych przez rośliny.

Innym z najbardziej interesujących aspektów jest odniesienie do grzybów chorobotwórczych. W tym sensie mykologia zajmuje się badaniem pasożytniczych grzybów roślin i zwierząt..

Gałęzie

Mykologia zajmuje się różnymi dziedzinami nauki. Doprowadziło to naukowców do specjalizacji w różnych gałęziach, wśród których wyróżniają się:

Taksonomia i filogeneza

Branża ta zajmuje się identyfikacją i klasyfikacją grzybów, a także badaniem związków między nimi a innymi organizmami. Ustanowiono różne systemy klasyfikacji w oparciu, między innymi, na podstawie cech morfologicznych, reprodukcyjnych i fizjologicznych..

Wraz z rozwojem technik molekularnych opracowano filogeny dla Królestwa Grzybów. Podobnie było możliwe ustalenie pokrewieństwa w każdej z dużych grup grzybów.

Uwzględniono również badanie geograficznego i ekologicznego rozmieszczenia różnych gatunków. Ogromnym zainteresowaniem cieszą się badania nad różnorodnością i stanem ochrony grzybów w różnych regionach..

Innym ważnym aspektem w tej dziedzinie jest badanie relacji ekologicznych grzybów, które dotyczy związków symbiotycznych z innymi organizmami, a także zachowania ekologicznego licznych grup pasożytów..

Biochemia, biologia komórki i fizjologia

Ta gałąź bada skład chemiczny i strukturę komórkową grzybów za pomocą technik mikroskopowych, zarówno optycznych, jak i elektronicznych, w celu zbadania biologii komórek..

Badania z zakresu genetyki pozwalają na lepsze zrozumienie mechanizmów rozmnażania. Możliwe jest również uzyskanie odpowiednich pożywek hodowlanych do rozwoju szczepów w różnych warunkach..

W dziedzinie fizjologii badane są związki grzybów ze środowiskiem i formami żywienia. Podobnie odnosi się do ruchu substancji rozpuszczonych i wody, a także tropizmów, taktyków i innych mechanizmów..

Biotechnologia i mikologia przemysłowa

Koncentruje się na badaniach przydatności grzybów w różnych działaniach człowieka, takich jak wykorzystanie drożdży w procesach fermentacji czy pozyskiwanie leków..

Fizjologiczne czynniki różnych gatunków są wykorzystywane do manipulacji węglowodorami, syntezą białek i witaminami. Wszystkie metaboliczne aspekty grzybów są manipulowane w celu uzyskania produktów, które mogą być używane przez ludzi.

Mikologia lekarska

Zajmuje się badaniem chorób wywoływanych przez grzyby zarówno u zwierząt, jak iu ludzi.

Infekcje grzybicze dotykają wiele osób na całym świecie, aw niektórych przypadkach mogą być bardzo poważne. W tej dziedzinie badane są takie aspekty, jak zachowanie patogenu, jego cykl życiowy i reakcja gospodarza..

Prowadzone są badania nad sposobami zakażenia i objawami chorób grzybiczych. Badane są również odpowiedzi immunologiczne i proponowane są możliwe terapie..

Mikologia rolnicza

Mikologia rolnicza zajmuje się badaniem grzybów pożytecznych w rolnictwie. Organizmy te są częścią flory glebowej niezbędnej do rozwoju roślin.

Istnieje cała dziedzina badań w zakresie tworzenia mikoryz (asocjacji korzeni i grzybów). Ta symbioza ma ogromne znaczenie w naturalnym utrzymaniu roślin. Są również szeroko stosowane w rolnictwie, aby zmniejszyć zużycie nawozów..

Fitopatologia

Fitopatologia to jedna z najbardziej rozwiniętych gałęzi mikologii. Bada choroby wywoływane przez grzyby w roślinach.

Duży odsetek grzybów to pasożyty roślin i większość z nich jest przyczyną ważnych chorób. Te choroby grzybowe są odpowiedzialne za duże straty w rolnictwie.

Winogrona porażone Botrytis cinerea. Źródło: John Yesberg [domena publiczna], z Wikimedia Commons

W tej dziedzinie bada się patogeny wywołujące choroby, a także objawy występujące w roślinie. Z drugiej strony proponowane są zabiegi i plany zarządzania w celu uniknięcia wielkich szkód spowodowanych atakiem tych grzybów..

Znani mikolodzy

Główni mikolodzy, którzy wnieśli wielki wkład w tę gałąź, to:

  • Symbol zastępczy dla Alejandro Posadas, który w 1981 roku odkrył grzyb o nazwie Coccidioides immitis.
  • W 1986r, William Seeber spotkałem grzyba lepiej znanego dziś pod nazwą Rhinosporidium seeberi.
  • Brazylijczyk Adolpho lutz zgłosił grzyb znany jako Paracoccidioides brasiliensis, że pochodzi z wielu grzybic układowych w regionie Brazylii. Stało się to w 1908 roku.
  • Z drugiej strony w Wenezueli postęp w mikologii postępuje od roku 1909. Dzięki odkryciu R. Pino Pou, rozpoczyna się budowa specjalistycznego laboratorium mikologicznego.

Przykład najnowszych badań

W ostatnich latach badania mikologiczne koncentrowały się głównie na obszarze genomiki i pozyskiwania produktów przemysłowych..

W dziedzinie badań filogenetycznych genomika umożliwiła ustalenie bardziej precyzyjnych zależności u grzybów tworzących mikoryzę arbuskularną. Ta grupa nie może rosnąć na pożywkach hodowlanych, więc nie jest łatwo uzyskać próbki DNA.

W 2013 roku udało się zsekwencjonować genom gatunku Rhizophagusregularis (Glomeromycotina). Dzięki tym danym w 2016 roku można było określić pokrewieństwo tego gatunku z innymi grzybami.

Obecnie badany jest potencjał różnych grzybów w produkcji biopaliw. W 2017 roku grzyby beztlenowe z rodzaju Pecoramyces do przetwarzania resztek kukurydzy oraz produkcji cukrów i biopaliw.

Naukowcom udało się manipulować zachowaniem grzyba, wprowadzając zmiany w pożywce hodowlanej. Dzięki temu osiągnęli wysoką produkcję etanolu w procesach fermentacji grzyba.

Bibliografia

  1. Gow N i MG Netea (2016) Mikologia medyczna i immunologia grzybów: nowe perspektywy badawcze dotyczące głównego światowego wyzwania zdrowotnego. Phil. Trans. R. Soc. 371: 1-10.
  2. Grigoriev I, Cullen D, SB Goodwin, DHibbett, TW. Jeffries, CP. Kubicek, C Kuske, JK Magnuson, F Martin, JW Spatafora, A Tsang i SE Baker (2011) Napędzanie przyszłości genomiką grzybów. Mycology 2: 192–209
  3. Herrera, T (1994) Perspectives of research in mykology. Bol. Soc. Bot. Meksyk 55: 39–44.
  4. Siniscalco C, F Doveri, G Bellato, L Campana, F Floccia, C Jacomini, C Luperi, C Marciasini i G Visentin (2013) Historia mikologii italiam i pierwszy wkład do prawidłowego nazewnictwa grzybów. ISPRA (Instytut Ochrony Środowiska i Badań) Roma, Włochy. 101 s.
  5. Zhang N, J Luo i D Bhattacharya (2017) Postępy w filogenomice grzybów i ich wpływ na systematykę grzybów W: Townsend J i ZWang (red.) Fungal Phylogenetics and Phylogenomics 309-328.

Jeszcze bez komentarzy