МІКОЛОГІЯ: ІСТОРІЯ, ЩО ВОНА ВИВЧАЄ ТА ГАЛУЗЯМИ - БІОЛОГІЯ - 2025

Мікології це дисципліна , відповідальність за вивчення грибів в різних аспектах. Ці організми мали велике значення для людини ще з доісторичних часів. Його початки датуються Стародавньою Грецією, коли гриби були класифіковані як рослини. Пізніше, протягом 18-19 століть, були закладені основи цієї дисципліни.

Основоположником сучасної мікології вважається італійський П’єр Антоніо Мікелі (1679-1737). Цей автор засвідчив важливість репродуктивних структур у класифікації грибів.

Пізніше швед Еліас Фріз (1794-1878) запропонував основи номенклатури грибів, які зараз використовуються. Згодом мікологію підтримували такі дисципліни, як мікроскопія, молекулярна генетика та геноміка.

Мікологія має кілька галузей, серед яких виділяються таксономія та філогенія, а також біохімія та біологія клітин. Також розглядається сфера медичної, промислової, сільськогосподарської мікології та фітопатології.

Останні дослідження систематики включають використання геноміки для отримання інформації про спорідненість деяких груп. У промисловій галузі дослідження були зосереджені на виробництві біопалива з активності грибів.

Історія

Доісторичні цивілізації

З часів палеоліту існують археологічні згадки про використання грибів. Вважається, що деякі їстівні гриби збирали для вживання в харчові цілі. Так само знайдено картини, де представлені гриби.

В Африці знайдено докази використання галюциногенних грибів цивілізаціями, які населяли пустелю Сахара. Також в Європі є записи про використання виду Fomes fomento як частини труту, що використовується для запалювання пожеж.

Є записи про використання грибів в культурах майя Мексики та Гватемали. Різноманітні гриби з галюциногенними властивостями використовувались у магічно-релігійних ритуалах цих культур.

Стародавній Рим та Греція

У імператорському Римі їстівні гриби високо цінувались і вважалися королівською їжею. Вони також використовувались як отрута для вбивства важливих людей. Деякі описи симптомів цих смертей свідчать, що вони були спричинені видом Amanita phalloides.

Однак основи мікології починають заселятися великими натуралістами Стародавньої Греції. Перші згадки про його вирощування знаходимо у творі грецького Афінея в Олександрії (ІІ-ІІІ ст. До н. Е.).

Першим визначив грибів філософ Теофраст (372-288 рр. До н. Е.), Який вказав, що вони "недосконалі рослини, без коріння, листя, квітів чи плодів". Теофраст описав чотири типи грибів, які і донині об'єднані в різні родини.

Ще один внесок у мікологію вносить Діоскорид у своїй праці "Della Materia Medica", де він описує токсичні властивості деяких грибів. Так само він першим описав агаричні гриби (грибний тип), які широко використовувались у лікарських цілях.

Клавдій Гален (грецький лікар) класифікував гриби на три різні групи: "боліти" (можливо, нинішня Amanita caesaera), "свині", що знаходяться в роду Boletus, і "Mykés". Гален зазначив, що перші дві групи їстівні, а остання токсична і дуже небезпечна.

Нарешті, Пліній Старший у своєму творі «Historis naturalis» посилається на те, що «підберезники» легко плутали з іншими отруйними грибами. Автор вважав, що якщо ці гриби росли на ділянках з токсичними речовинами, вони могли б їх поглинати.

Середньовіччя та Відродження

Протягом середньовіччя мікологія не мала великих успіхів, оскільки природознавці слідували лише за працями Діоскоридів та Плінія. У цей час в Європі виникли серйозні проблеми при вирощуванні жита через напад ергота (Claviceps purpurea).

Пізніше, в епоху Відродження, деякі вчені зробили скромний внесок у цю дисципліну. Серед них є Андреа Маттіолі, яка підтримала помилковий підхід Плініо до отруйних «свиней».

Відомий ботанік Андреа Касальпініо запропонував класифікацію грибів, засновану переважно на деяких морфологічних характеристиках та різних видах використання різних видів.

Століття XVIII

Джон Рей, англійський ботанік, розділив гриби на три групи за їх звичками росту (епігеальні та підземні) та морфологічними характеристиками. Зі свого боку, Джозеф Турнефорт (французький) розділив їх на сім груп відповідно до їх морфології.

П'єр Антоніо Мішелі. Джерело: Невідомо, невизначено. Вікісховище

Засновником сучасної мікології прийнято вважати італійця П’єра Антоніо Мішелі. Він є автором кількох відкриттів, які вважаються фундаментальними у вивченні грибів.

Він першим показав, що розмноження відбувається через спори, а не шляхом спонтанного покоління, як вважали досі.

Система класифікації грибів, запропонована Мішелі, встановлює чотири класи на основі репродуктивних структур. Це вважається штучною класифікацією, оскільки в ньому використовуються змінні символи в одній групі, такі як колір.

Коли швейцарець Каролус Лінней запропонував біноміальну номенклатуру у своїй праці "Systema Naturae" (1735), він змінив спосіб називання виду. Лінней не зробив великого внеску в мікологію, але його система заклала основу для інших дослідників.

XIX століття

Протягом цього століття мікологія була повністю визнана незалежною дисципліною від ботаніки, головним чином завдяки застосуванню принципів, встановлених Мікелі для вивчення грибів.

Один з найвідоміших мікологів цього часу - Крістіан Персоон. Його робота ґрунтувалася на аналізі репродуктивних структур, головна його робота - «Synopsis Methodica Fungorum» (1801).

Цей автор розділив гриби на класи «ангіокарпус» (спори, що дозрівають всередині плодоносного тіла) та «гімнокарпус» (спори, що дозрівають поза плодоносним тілом). Він описав понад дві тисячі видів у цих двох великих групах.

Еліас Фріз (шведський) вважається ще одним із великих мікологів в історії. Цей автор опублікував понад 26 наукових праць, що вважаються основою сучасної мікології.

Основна його робота - "Systema mycologicum" (1821), де він пропонує класифікацію, засновану на концепції філогенезу. Імена, запропоновані цим автором, були прийняті за основу мікологічної номенклатури на Міжнародному ботанічному конгресі в Брюсселі (1910).

20 та 21 століття

Мікологія зробила великий прогрес, коли нові технології дозволили більш точно визначити гриби. Фізіологічні та біохімічні методи, включаючи тести на ріст та використання поживних речовин, почали застосовувати на початку 20 століття.

Вторинні метаболіти, що виробляються грибами, також почали виявлятись і доведено їх корисність у харчовій та фармацевтичній промисловості.

Пізніше, у 90-х роках XX століття, стався розвиток молекулярних методик, що дозволило вивчити філогенетичні зв’язки всередині грибів та вивчення їх генетичного складу.

Нарешті, вже в XXI столітті сформувалася сфера геноміки (вивчення генетичного змісту). Ці методи дали можливість секвенувати весь геном різних видів грибів.

На основі геномних досліджень було досягнуто точне визначення різних груп, які не можна було диференціювати класичними методами. Так само розширені можливості використання цих організмів у різних галузях, таких як виробництво біопалива та медицини.

Що вивчає мікологія? Поле дослідження

Вивчення грибів. Джерело: AJC1 з Великобританії, через Wikimedia Commons

Мікологія - це дисципліна, яка відповідає за вивчення грибів - Королівство грибів - і всі аспекти, пов’язані з ними.

В рамках мікології передбачається вивчення структурних характеристик, життєвих циклів та фізіологічної поведінки грибів. Так само розглядаються знання еволюційних процесів та значення цих організмів у екосистемах.

Різноманітність грибів. Джерело: Сасата, з Вікісховища

Завдяки важливості грибів для сільського господарства, мікологія розробила поле для вивчення симбіотичних груп. Гриби, що утворюють мікоризу (симбіоз між грибами та корінням), оптимізують використання рослинами поживних речовин.

Ще один із найцікавіших аспектів - той, що стосується патогенних грибів. У цьому сенсі мікологія стосується вивчення паразитарних грибів рослин і тварин.

Гілки

Мікологія стосується різних галузей дослідження. Це змусило дослідників спеціалізуватися на різних її галузях, серед яких:

Таксономія та філогенія

Ця галузь займається виявленням та класифікацією грибів, а також вивченням зв’язків між ними та іншими організмами. На основі морфологічних, репродуктивних та фізіологічних характеристик, серед інших аспектів, були створені різні класифікаційні системи.

З розвитком молекулярних методик для Королівства грибів були розроблені філогенії. Так само вдалося встановити зв’язки всередині кожної з великих груп грибів.

Дослідження географічного та екологічного поширення різних видів також враховується. Дослідження різноманітності та стану збереження грибів у різних регіонах викликає великий інтерес.

Іншим важливим аспектом у цій галузі є вивчення екологічних зв’язків грибів, яке стосується симбіотичних зв’язків з іншими організмами, а також екологічної поведінки численних груп паразитів.

Біохімія, біологія клітин та фізіологія

Ця галузь вивчає хімічний склад та клітинну будову грибів за допомогою методів мікроскопії, оптичної та електронної, для вивчення біології клітин.

Дослідження в галузі генетики дозволяють краще зрозуміти механізми розмноження. Також можливо досягти культуральних середовищ, придатних для розвитку штамів в різних умовах.

У галузі фізіології вивчаються взаємозв'язки грибів з їх середовищем та формами харчування. Так само вона стосується руху розчинених речовин і води, а також тропізмів, тактизмів та інших механізмів.

Біотехнологія та промислова мікологія

Основна увага приділяється дослідженню корисності грибів у різних видах діяльності людини, таких як використання дріжджів у процесах бродіння або отримання лікарських препаратів.

Фізіологічні фактори різних видів обробляються для маніпулювання вуглеводнями, синтезом білків і вітамінів. Усі метаболічні аспекти грибів маніпулюються з метою отримання продуктів, які можуть бути використані людиною.

Медична мікологія

Він стосується вивчення грибкових захворювань як у тварин, так і у людини.

Грибкові інфекції вражають багатьох людей по всьому світу, а в деяких випадках вони можуть бути дуже серйозними. У цій галузі вивчаються такі аспекти, як поведінка збудника, його життєвий цикл та реакція господарів.

Дослідження проводяться щодо шляхів зараження та симптомів грибкових захворювань. Також вивчаються імунні реакції та пропонується можливе лікування.

Сільськогосподарська мікологія

Сільськогосподарська мікологія займається вивченням корисних грибів у сільському господарстві. Ці організми є частиною ґрунтової біоти, необхідної для розвитку рослин.

Існує ціла область досліджень в області мікоризного утворення (об'єднання коренів і грибів). Цей симбіоз має велике значення для підтримання рослин природним шляхом. Так само вони широко застосовуються в сільському господарстві для зменшення використання добрив.

Фітопатологія

Фітопатологія - одна з найбільш розвинених галузей мікології. Він вивчає захворювання, спричинені грибами у рослин.

Високий відсоток грибів є паразитами рослин і більшість є причиною важливих захворювань. Ці грибкові захворювання є причиною великих втрат у сільському господарстві.

Виноград, інфікований Botrytis cinerea. Джерело: Джон Єсберг, з Wikimedia Commons

У цій галузі вивчаються збудники хвороб, що викликають захворювання, а також симптоми, які виникають у рослини. З іншого боку, пропонуються методи лікування та плани управління, щоб уникнути великої шкоди від нападу цих грибів.

Відомі мікологи

Основними мікологами, які зробили великий внесок у цю галузь, були:

• Алехандро Посадас , який у 1981 році виявив грибок під назвою Coccidioides immitis.
• У 1986 році Гільєрмо Зебер зустрічав грибок, більш відомий сьогодні під назвою Rhinosporidium seeberi.
• Бразильський Адольфо Луц повідомив про грибок, відомий як Paracoccidioides brasiliensis, який був уродженим багатьма системними мікозами в регіоні Бразилії. Це сталося в 1908 році.
• З іншого боку, у Венесуелі прогрес мікології просунувся з 1909 року. Завдяки відкриттю Р. Піно Поу почала будуватися спеціалізована лабораторія з мікології.

Останній приклад дослідження

В останні роки дослідження мікології зосереджувались головним чином на галузі геноміки та одержанні промислової продукції.

У галузі філогенетичних досліджень геноміка дозволила встановити більш точні зв’язки у грибів, які утворюють арбускулярні мікоризи. Ця група не може рости в культуральних середовищах, тому отримати проби ДНК непросто.

Протягом 2013 року вдалося секвенувати геном виду Rhizophagus nepravilis (Glomeromycotina). За цими даними у 2016 році вдалося визначити споріднені зв’язки цього виду з іншими грибами.

В даний час вивчається потенціал різних грибів у виробництві біопалива. У 2017 році анаеробні гриби роду Pecoramyces були використані для переробки залишків кукурудзи та отримання цукрів та біопалива.

Дослідникам вдалося маніпулювати поведінкою гриба, вносячи зміни в культуральне середовище. Цим вони домоглися високого продукування етанолу процесами бродіння гриба.

Список літератури

1. Gow N та MG Netea (2016) Медична мікологія та грибкова імунологія: нові перспективи дослідження для вирішення важливих світових проблем в галузі охорони здоров'я. Філ. Транс. Р. Соц. 371: 1-10.
2. Григор’єв I, Каллен D, С. Б. Гудвін, DHibbett, TW. Джеффріс, CP. Кубічек, С Куске, Дж. К. Магнусон, Ф Мартін, Ю. В. Спатафора, А. Цанг та С. Е. Бейкер (2011 р.) Підживлення майбутнього за допомогою грибкової геноміки. Мікологія 2: 192-209
3. Herrera, T (1994) Перспективи досліджень в мікології. Бол. Соц. Бот. Мексика 55: 39-44.
4. Siniscalco C, F Doveri, G Bellato, L Campana, F Floccia, C Jacomini, C Luperi, C Marciasini та G Visentin (2013) Історія мікології італія і перший внесок у правильну номенклатуру грибів. ISPRA (Інститут охорони навколишнього середовища та досліджень) Рома, Італія. 101 с.
5. Zhang N, J Luo та D Bhattacharya (2017) Прогрес грибкової філогеноміки та їх вплив на грибкові систематичні В: Таунсенд J та ZWang (ред.) Грибкова філогенетика та філогеноміка 309-328.