Historia mikologii, badania i oddziały

The Mykologia Jest to dyscyplina odpowiedzialna za badanie grzybów w różnych aspektach. Organizmy te mają wielkie znaczenie dla ludzi od czasów prehistorycznych. Jego początki sięgają starożytnej Grecji, kiedy grzyby zostały zaklasyfikowane jako rośliny. Następnie w XVIII i XIX wieku ustanowiono podstawy tej dyscypliny.

Włoski Pier Antonio Micheli (1679-1737) uważany jest za twórcę współczesnej mikologii. Autor ten pokazał znaczenie struktur reprodukcyjnych w klasyfikacji grzybów.

Później szwedzki Elias Fries (1794-1878) zaproponował podstawy obecnie stosowanej nomenklatury grzybów. Następnie mikologia została odżywiona przez takie dyscypliny, jak mikroskopia, genetyka molekularna i genomika.

Mykologia ma kilka gałęzi, w tym taksonomię i filogenezę, a także biochemię i biologię komórkową. Zajmuje się także dziedziną mikologii medycznej, przemysłowej, rolniczej i fitopatologicznej.

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

Indeks

• 1 Historia
  • 1.1 Prehistoryczne cywilizacje
  • 1.2 Starożytny Rzym i Grecja
  • 1.3 Średniowiecze i renesans
  • 1.4 Wiek XVIII
  • 1,5 wieku XIX
  • 1.6 XX i XXI wiek
• 2 Co studiuje mikologia? 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 medyczna
  • 3.5 Mikologia rolnicza
  • 3.6 Fitopatologia
• 4 Znani mykolodzy
• 5 Przykład ostatnich badań
• 6 referencji

Historia

Prehistoryczne cywilizacje

Od czasu paleolitu istnieją archeologiczne odniesienia do stosowania grzybów. Uważa się, że niektóre jadalne grzyby zostały zebrane do spożycia w celach spożywczych. Ponadto znaleziono obrazy, w których reprezentowane są grzyby.

W Afryce znaleziono dowody na stosowanie grzybów halucynogennych przez cywilizacje zamieszkujące pustynię Sahary. Również w Europie istnieją zapisy dotyczące wykorzystania tego gatunku Fomes fomentarius jako część hubki używanej do zapalania pożarów.

Istnieją zapisy dotyczące stosowania grzybów w kulturach Majów w Meksyku i Gwatemali. W rytuałach magiczno-religijnych tych kultur stosowano różne grzyby o właściwościach halucynogennych.

Starożytny Rzym i Grecja

W cesarskim Rzymie grzyby jadalne były wysoko cenione i uważane za prawdziwe jedzenie. Były również używane jako trucizna do zabijania ważnych ludzi. Niektóre opisy objawów 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 dziele greckiego Ateneusza w Aleksandrii (II-III wiek pne).

Pierwszym, który zdefiniował grzyby, był filozof Teofrast (372-288 pne), który wskazał, że są „niedoskonałymi roślinami, bez korzeni, liści, kwiatów lub owoców”. Teofrast opisał cztery rodzaje grzybów, które nadal są pogrupowane w różne rodziny.

Dioscorides wnosi kolejny wkład w mikologię w swojej pracy ”Della Materia Medica„, Gdzie opisuje toksyczne właściwości niektórych grzybów. Podobnie jest to pierwszy opis grzybów agarowych (typu grzybowego), które były szeroko stosowane do celów leczniczych..

Claudius Galeno (grecki lekarz) sklasyfikował grzyby w trzech różnych grupach: „bolités” (prawdopodobnie obecny) Caesaera Amanita), „Porcini”, znajdujące się w rodzaju Borowik, i „Mykés”. Galeno wskazał, że dwie pierwsze grupy były jadalne, a ostatnia była toksyczna i bardzo niebezpieczna.

Wreszcie Pliniusz, stary człowiek w swojej pracy ”Historis naturalis„, Odnosi się do faktu, że„ borowik ”był łatwo mylony z innymi trującymi grzybami. Autor uznał, że gdyby te grzyby rosły na obszarach z substancjami toksycznymi, mogłyby je wchłonąć.

Średniowiecze i renesans

W średniowieczu mikologia nie miała większych postępów, ponieważ przyrodnicy śledzili tylko dzieła Dioscoridesa i Pliniusza. W tym czasie w Europie wystąpiły poważne problemy z uprawą żyta z powodu ataku sporyszu (Claviceps purpurea).

Później, w okresie renesansu, niektórzy naukowcy wnieśli niewielki wkład w dyscyplinę. Wśród nich mamy Andreę Mattioli, który poparł fałszywe podejście Pliniusza do trującego „porcini”.

Słynny botanik Andrea Caesalpinio zaproponował klasyfikację grzybów głównie w oparciu o pewne cechy morfologiczne i różne zastosowania różnych gatunków.

XVIII wiek

John Ray, angielski botanik, oddzielił grzyby na trzy grupy zgodnie z ich nawykiem wzrostu (epigeous i subterranean) oraz cechami morfologicznymi. Z drugiej strony Joseph Tournefort (francuski) podzielił ich na siedem grup według ich morfologii.

Uważa się, że twórcą współczesnej mikologii jest włoski Pier Antonio Micheli. Jest autorem kilku odkryć uznanych za fundamentalne w badaniach grzybów.

Był pierwszym, który zademonstrował, że rozmnażanie zachodzi zarodnikami, a nie spontanicznym pokoleniem, jak do tej pory uważano.

System klasyfikacji grzybów zaproponowany przez Micheli ustanawia cztery klasy na podstawie struktur reprodukcyjnych. Uważa się to za sztuczną klasyfikację, ponieważ używa zmiennych znaków w tej samej grupie, takich jak kolor.

Kiedy szwajcarski Karol Linnausz proponuje w swojej pracy nazewnictwo dwumianowe ”Systema Naturae„(1735) zmienił sposób określania gatunku. Linneusz nie wniósł wielkiego wkładu do mikologii, ale jego system położył podwaliny pod innych naukowców.

XIX wiek

W tym wieku mikologia została w pełni uznana za niezależną dyscyplinę botaniki, głównie ze względu na zastosowanie zasad ustanowionych przez Micheli do badania grzybów.

Jednym z najbardziej uznanych mykologów tej epoki jest Christian Persoon. Jego praca opierała się na analizie struktur reprodukcyjnych, jego głównej pracy ”Opis Methodica Fungorum„(1801).

Ten autor oddzielił grzyby na zajęciach ”angiocarpus„(Zarodniki dojrzewają w owocniku) i„ gymnocarpus ”(dojrzałe zarodniki poza owocnikiem). Opisał ponad dwa tysiące gatunków w tych dwóch dużych grupach.

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

Jego główną pracą jest „Systema mycologicum„(1821), gdzie proponuje klasyfikację opartą na koncepcji filogenezy. Nazwy zaproponowane przez tego autora zostały przyjęte jako podstawa nomenklatury mikologicznej na Międzynarodowym Kongresie Botaniki w Brukseli (1910).

XX i XXI wiek

Mykologia osiągnęła wielki postęp, gdy nowe technologie umożliwiły najdokładniejszą identyfikację grzybów. Na początku XX wieku zaczęto stosować metody fizjologiczne i biochemiczne, w tym testy wzrostu i wykorzystania składników odżywczych.

Zaczęli także identyfikować metabolity wtórne wytwarzane przez grzyby, a ich przydatność została udowodniona w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym.

Następnie, w latach 90. XX wieku, nastąpił rozwój technik molekularnych, co umożliwiło badanie związków filogenetycznych w obrębie grzybów i badanie ich składu genetycznego.

Wreszcie, dziedzina genomiki (badanie zawartości genetycznej) została już opracowana w XXI wieku. Te techniki umożliwiły sekwencjonowanie kompletnego genomu różnych gatunków grzybów.

W oparciu o badania w dziedzinie genomiki osiągnięto dokładną identyfikację różnych grup, których nie można odróżnić klasycznymi technikami. Podobnie wzmocniono możliwości wykorzystania tych organizmów w różnych dziedzinach, takich jak produkcja biopaliw i medycyny..

Co studiuje mikologia? Kierunek studiów

Mycology jest dyscypliną odpowiedzialną za badanie grzybów - Królestwa Fungi - i wszystkich aspektów z nimi związanych.

Mykologia obejmuje badanie cech strukturalnych, cykli życiowych i fizjologicznych zachowań grzybów. Podobnie, wiedza o procesach ewolucyjnych i znaczeniu tych organizmów w ekosystemach.

Ze względu na znaczenie grzybów dla rolnictwa, mikologia opracowała dziedzinę badań dla grup symbiotycznych. Grzyby tworzące mikoryzy (symbioza między grzybami a korzeniami) optymalizują wykorzystanie składników odżywczych przez rośliny.

Innym aspektem, który jest bardziej interesujący, jest aspekt dotyczący grzybów patogennych. W tym sensie mikologia zajmuje się badaniem grzybów pasożytniczych roślin i zwierząt.

Gałęzie

Mykologia odnosi się do różnych dziedzin nauki. Doprowadziło to do tego, że naukowcy wyspecjalizowali się w różnych dziedzinach, wśród których są:

Taksonomia i filogeneza

Ta gałąź zajmuje się identyfikacją i klasyfikacją grzybów, a także badaniem związków między nimi a innymi organizmami. Ustanowiono kilka systemów klasyfikacji, opartych między innymi na cechach morfologicznych, reprodukcyjnych i fizjologicznych.

Wraz z rozwojem technik molekularnych opracowano filogenie dla Królestwa Grzybów. Możliwe było również nawiązanie relacji w każdej z dużych grup grzybów.

Uwzględniono również badania rozmieszczenia geograficznego i ekologicznego różnych gatunków. Bardzo interesujące są badania nad różnorodnością i stanem ochrony grzybów w różnych regionach.

Innym ważnym aspektem w tej branży jest badanie ekologicznych relacji grzybów, które dotyczą symbiotycznych relacji z innymi organizmami, a także ekologicznego zachowania 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 w dziedzinie genetyki pozwalają lepiej zrozumieć mechanizmy reprodukcji. Możliwe jest również uzyskanie odpowiednich pożywek hodowlanych do rozwoju szczepów w różnych warunkach.

W dziedzinie fizjologii bada się związki grzybów z ich środowiskiem i formami żywienia. Podobnie dotyczy ruchu substancji rozpuszczonych i wody, a także tropizmów, taktyk i innych mechanizmów.

Biotechnologia i mikologia przemysłowa

Koncentruje się na badaniach przydatności grzybów w różnych działaniach człowieka, takich jak stosowanie drożdży w procesach fermentacji lub uzyskiwanie leków.

Czynniki fizjologiczne różnych gatunków są traktowane do obsługi węglowodorów, syntezy białek i witamin. Wszystkie aspekty metaboliczne grzybów są manipulowane w celu uzyskania produktów, które mogą być używane przez ludzi.

Mikologia medyczna

Zajmuje się badaniem chorób wywoływanych przez grzyby u zwierząt i ludzi.

Zakażenia grzybicze dotykają wielu ludzi na całym świecie, w niektórych przypadkach mogą być bardzo poważne. W tej dziedzinie bada się takie aspekty, jak zachowanie patogenu, jego cykl życia i reakcja gospodarza.

Prowadzone są badania nad formami infekcji i objawami chorób grzybiczych. Zbadano również odpowiedzi immunologiczne i zaproponowano możliwe leczenie.

Mikologia rolnicza

Mikologia rolnicza zajmuje się badaniem grzybów przydatnych w rolnictwie. Organizmy te są częścią bioty gleby niezbędnej do rozwoju roślin.

Istnieje cały obszar badań w dziedzinie tworzenia mikoryzy (asocjacja korzeni i grzybów). Ta symbioza ma ogromne znaczenie w naturalnej pielęgnacji roślin. Podobnie, są one szeroko stosowane w rolnictwie w celu ograniczenia stosowania nawozów.

Fitopatologia

Fitopatologia jest jedną z gałęzi o największym rozwoju mikologii. Bada choroby wywoływane przez grzyby w roślinach.

Wysoki odsetek grzybów to pasożyty roślin, a większość z nich powoduje poważne choroby. Te choroby grzybowe są odpowiedzialne za duże straty w rolnictwie.

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

Znani mikolodzy

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

• Alejandro Posadas, który w roku 1981 odkrył grzyb zwany Coccidioides immitis.
• W 1986 roku, Guillermo Seeber Poznał grzyba znanego dzisiaj pod nazwą Rhinosporidium seeberi.
• Brazylijczyk Adolpho Lutz zgłosił grzyb znany jako Paracoccidioides brasiliensis, które było źródłem wielu grzybic układowych w regionie Brazylii. Stało się to w roku 1908.
• Z drugiej strony, w Wenezueli postępy w postępie mikologii od roku 1909. Dzięki odkryciu R. Pino Pou, zaczyna budować specjalistyczne laboratorium do mikologii.

Przykład ostatnich badań

W ostatnich latach badania w dziedzinie mikologii koncentrowały się głównie na dziedzinie genomiki i pozyskiwania produktów przemysłowych.

W dziedzinie badań filogenetycznych genomika pozwoliła ustalić bardziej precyzyjne relacje w grzybach tworzących mikoryzy arbuskularne. Ta grupa nie może rosnąć w pożywkach hodowlanych, więc nie jest łatwo uzyskać próbki DNA.

W 2013 r. Zsekwencjonowano genom gatunku Rhizophagus irregularis (Glomeromycotina). Dzięki tym danym w 2016 r. Możliwe było określenie relacji pokrewieństwa tego gatunku z innymi grzybami.

Obecnie badany jest potencjał różnych grzybów w produkcji biopaliw. W 2017 r. Wykorzystano grzyby beztlenowe z rodzaju Pecoramyces do przetwarzania odpadów kukurydzianych i produkcji cukrów i biopaliw.

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

Referencje

1. Gow N i MG Netea (2016) Mikologia medyczna i immunologia grzybicza: nowe perspektywy badawcze dotyczące głównych problemów zdrowotnych na świecie. Phil. Trans. R. Soc.371: 1-10.
2. Grigoriev I, D Cullen, 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) Perspektywy badań w mikologii. Bol. Soc. Bot. Meksyk 55: 39-44.
4. Siniscalco C, F Doveri, G Bellato, L Bell, F Floccia, C Jacomini, C Luperi, C Marciasini i G Visentin (2013) Historia mikologii italiam i pierwszy wkład w prawidłową nomenklaturę grzybów. ISPRA (Instytut Ochrony Środowiska i Badań) Rzym, Włochy. 101 pp.
5. Zhang N, J Luo i D Bhattacharya (2017) Postępy w filogenomice grzybów i ich wpływ na systematyczne grzyby In: Townsend J i ZWang (red.) Fogenogenetyka grzybów i filogenomika 309-328.