FIZIKA: ISTORIJA, STUDIJŲ IR TYRIMŲ SRITIS - BIOLOGIJA - 2025

Phycology arba algology yra mokslo disciplinos, kad studijų dumbliai, sutelkiant visų pirma dėl jų fotosintezės mechanizmai, gamybos toksinų, ir sistemingai pramonės produktų tyrimas.

Dumbliai yra polifiletinė fotosintetinių organizmų, esančių ląstelės sienelėje, grupė (be bendro protėvio). Į šią grupę įeina vienaląsčiai individai (cianobakterijos ar mėlynai žalieji dumbliai) ir daugialąsčiai. Taip pat įtraukiamos ir prokariotinės, ir eukariotinės ląstelės.

Biokuras, pagamintas laboratorijoje su dumbliais. Šaltinis: „Honeywell“, per „Wikimedia Commons“

Fikologija prasidėjo senovės Graikijoje, naudojant Theophrastus ir Dioscorides darbus. Ilgą laiką dumbliai buvo laikomi augalais, todėl juos daugiausia tyrinėjo botanikai.

Linnaeus pirmasis panaudojo pavadinimą dumbliai apibrėžti šią organizmų grupę, nors jis taip pat įtraukė kai kuriuos bryofitus. Tačiau fikologija laikoma disciplina XIX amžiuje, nes dumblių struktūra yra geriau žinoma.

Per tuos metus puikūs biologai, tokie kaip Stackhouse, Lamouroux ir Kützing, padarė svarbų indėlį į dumblių biologiją ir klasifikavimą. Jo darbai daugiausia buvo pagrįsti šių organizmų anatomijos ir gyvenimo ciklo tyrimais.

Tarp filologijos studijų sričių išsiskiria „raudonųjų potvynių“, kuriuos sukėlė eksponentinis mikrodumblių augimas, tyrimai. Šie organizmai gamina toksinus, kurie nuodija žuvis ir vėžiagyvius, daro neigiamą poveikį žvejybos pramonei ir visuomenės sveikatai.

Istorija

Pakrantės žmonių civilizacijos sukūrė svarbų ryšį su dumbliais. Čilės „Mapuche“ dumbliai įeina į jų mitologinę simboliką. Savo ruožtu kinai pirmieji palieka rašytines nuorodas į šiuos organizmus.

Fikologija arba algologija, kaip mokslas, daugiausia kyla iš Vakarų kultūros ir jos raida yra susijusi su botanikos istorija. Mes galime atpažinti keturias jo istorinės raidos fazes.

Senovės Graikija iki XVIII amžiaus pabaigos

Pirmieji terminą phykos (jūriniai augalai), kalbėdami apie dumblius, vartojo graikai Theophrastus ir Dioscorides. Vėliau iš šio graikiško pavadinimo buvo kilęs romėniškas terminas Fucus, naudojamas šiems organizmams įvardyti.

XVI – XVII amžiuose nebuvo atlikta daug tyrimų, susijusių su fikologija. Čekų botanikas Von Zalusianas (1592 m.) Į „Musci“ grupę įtraukė dumblius kartu su grybais, kerpėmis ir jūros žolelėmis. Von Zakusianas šias grupes laikė „Ruda et Confusa“ (sunkiomis ir painiomis) dėl sunkumų jas klasifikuojant.

Kitas botanikas, prisidėjęs prie pirmųjų fikologijos dienų, buvo Gasparas Bauhinas, savo veikale „Prodromus theatri botánica“ (1620). Autorius įvairias augalų grupes priskyrė dumbliams, pavyzdžiui, samanoms ir arkliams (Equisetum).

1711 metais prancūzas Ferchault de Reaumur aprašė dumblių rūšies lytines struktūras. Tai buvo svarbus indėlis į algologiją, nors botanikai, pavyzdžiui, Samuelis Gottliebas, ir toliau manė, kad dumbliai, dauginami partenogenezės būdu.

Linnaeus įtraukė dumblius į kriptogamas (augalus be sėklų) į savo seksualinės klasifikavimo sistemą (1735). Vėliau, 1753 m., Jis aprašė Fucus gentį ir ten grupė pradėjo geriau apibrėžti.

1800–1880 m

Naudojant geresnius optinius mikroskopus, pasiekta didžiulė pažanga fikologijos srityje. Būtent šiuo laikotarpiu buvo apibrėžta dauguma pagrindinių dumblių grupių, kaip jie žinomi šiandien.

Pirmasis, kuris aiškiai parodė dumblių seksualumą, buvo šveicaras Pierre'as Vaucheris savo darbe „Histoire des conferves de'eau douce“ (1803 m.). Iš šio darbo dumbliai atpažįstami kaip grupė ir algoritmai pradeda tvirtėti.

Johnas Stackhouse'as. Šaltinis. „Google Books“ per „Wikimedia Commons“

Manoma, kad anglas Johnas Stackhouse'as fikologiją pavertė moksline disciplina. 1801 m. Stackhouse'as ištyrė Fucus rūšių zigotos daigumą ir nustatė, kad jie priklauso skirtingoms gentims.

Vėliau prancūzų botanikas Jeanas Lamourouxas 1813 m. Pasiūlė dumblių klasifikavimo sistemą. Savo darbuose jis aprašė daugybę rūšių ir apibrėžė tris dideles grupes (raudonuosius, rudąjį ir žaliuosius dumblius).

Tarp didžiųjų to meto fiologų išsiskiria švedai CA Agardhas ir jo sūnus JG Agardhas, kurie tyrė dumblių morfologiją. JG Agardhas pasiūlė jūrinių dumblių klasifikaciją pagal jų anatomines savybes.

Kitas žymus algologas buvo vokietis Friedrichas Kützingas, kuris paskelbė daugybę fikologijos traktatų, kuriuose aprašė įvairias rūšis. Atlikdamas tyrimus jis daugiausia atsižvelgė į šių organizmų anatomiją.

Nuo 1880 m. Iki XX a. Šeštojo dešimtmečio pradžios

Didžiąją šio laikotarpio dalį fiziologija buvo laikoma botanikos šaka, o dumbliai buvo įtraukti į Thallophyta (Plantae) skyrių. Taip pat buvo atliktas daugelio rūšių gyvenimo ciklo tyrimas, kuris leido aiškiau apibrėžti skirtingas grupes.

Italų fiologas Giovanni de Toni 35 metus dirbo savo darbe „Sillete Algarín“, kuris buvo paskelbtas 1924 m. Šiame darbe kaupiamos visos žinios apie iki šiol egzistavusią dumblių sisteminimą.

Be to, gimė jūrų filologija, kuri specializuojasi jūrose ir vandenynuose esančių dumblių tyrime. Šiuo laikotarpiu įvairiuose pasaulio pakrantėse buvo pradėtos ekspedicijos, siekiant klasifikuoti šiuos organizmus.

Šiuolaikinė fazė

Dešimtajame dešimtmetyje (XX a.) Buvo padaryta didelė pažanga filologijoje, nes buvo sukurti skenavimo ir perdavimo elektronų mikroskopai. Tai leido ištirti skirtingų dumblių grupių fiziologijos, ląstelių biologijos ir ekologijos aspektus.

Aštuntajame dešimtmetyje dėl molekulinių metodų pasikeitė sistemingas požiūris į fikologiją. Buvo galima nustatyti, kad dumbliai yra polifiletinė grupė (jie neturi bendro protėvio). Taigi cianobakterijos buvo bakterijų ir kitų dumblių grupių Protista karalystėje.

Šiuo metu fikologija yra konsoliduota disciplina ir skirtingose ​​jos srityse yra daugybė tyrėjų.

Studijų sritis

Fizika yra disciplina, skirta dumblių tyrimui. Tai ne tik minima taksonominei kategorijai (dėl šios grupės kilmės), bet vis dar naudojama praktiniais tikslais.

Dumbliuose randama ir prokariotinių, ir eukariotinių ląstelių, iš kurių didžioji dalis fotosintezuojasi. Eukariotų grupėje dumbliai yra talofitai (augalai su talija), kurių pirminis fotosintetinis pigmentas yra chlorofilas a.

Raudoni jūros dumbliai. Šaltinis: Ed Bierman, per „Wikimedia Commons“

Fikologijoje tiriamos skirtingų dumblių grupių morfologinės ir anatominės savybės. Be to, jame nagrinėjami šių organizmų evoliucijos procesai, įskaitant įvairius aspektus, tokius kaip chloroplastų ir fotosintezės mechanizmų evoliucija.

Fiziologijos ir biochemijos srityse filologai atsidėjo vadinamųjų raudonųjų potvynių tyrimams. Tai reiškia eksponentišką mikrodumblių, gaminančių fitotoksinus, kurie yra toksiški organizmai jūros faunai ir žmonėms, augimą.

Algologijoje numatomos žinios apie dumblių vaidmenį ekosistemose, kuriose jie randami. Ši tema yra labai svarbi mokslui, nes šie organizmai yra pagrindiniai deguonies gamintojai planetoje.

Kita vertus, dumbliai žmonėms yra naudingi kaip maistas ir kaip pagrindas gaminant pramoninius produktus. Todėl fiziologijoje taip pat tiriamos potencialiai naudingos rūšys, taip pat veiksmingiausi dumblių naudojimo būdai.

Naujausi tyrimų pavyzdžiai

Fikologija, kaip disciplina, apima įvairias tyrinėtojų interesų sritis. Šiuo metu išsiskiria tie, kurie yra susiję su jo fiziologija, toksinų gamyba, pramoniniais produktais ir sistematika.

Fotosintetiniai mechanizmai

Buvo manoma, kad dumblių chloroplastai išsivystė iš endosimbiotinių melsvadumblių. Šios srities tyrimai yra sutelkti į informacijos perdavimo mechanizmus, kurie kontroliuoja chloroplastų pasiskirstymą ir metabolizmą.

2017 m. Buvo atliktas tyrimas su melsvabakterėmis ir kitomis dumblių grupėmis. Tuo buvo ištirti deguonies panaudojimo mechanizmai, nes šio elemento perteklius gali sukelti oksidacinius pažeidimus ląstelėse.

Šio tyrimo rezultatai rodo, kad melsvadumbliuose aktyvuojamas fermentas, kuris apsaugo ląstelę nuo didelio šviesos intensyvumo. Kitoms rūšims buvo stebima biocheminė strategija, dėl kurios ląstelės tampa nejautrios O ₂ pertekliui .

Fitotoksinai

Fitotoksinų gamyba gali sukelti vadinamuosius „raudonuosius potvynius“, kurie daro didelį ekologinį ir ekonominį poveikį. Štai kodėl fiziologija daugiausia dėmesio skyrė šių junginių tyrimams.

Buvo atlikta įvairių tyrimų, siekiant nustatyti, kaip šie fitotoksinai veikia skirtingus organizmus, įskaitant žmones. 2018 m. Ispanijos tyrėjai apžvelgė mikrodumblių gaminamus toksinus ir jų veikimo mechanizmus bei simptomus žmonėms.

Raudona banga. Šaltinis: NOAA, per „Wikimedia Commons“

Biokuras

Fizika pastaraisiais metais daug dėmesio skyrė biokuro sričiai. Atlikta daugybė biologinių ir taikomųjų dumblių, kurie gali būti naudojami, aspektų.

Dumblių kaip biokuro naudojimo perspektyvų apžvalga (atlikta 2017 m.) Rodo, kad pagrindiniai veiksmų iššūkiai yra susiję su technologine sritimi. Daugiausia jų siekiama didinti biomasės gamybą, taip pat pasiekti tinkamas auginimo sąlygas.

Sunkieji metalai

Kai kurios dumblių gentys, tokios kaip Cladophora (žali dumbliai) ir Fucus (raudonieji dumbliai), yra tolerantiškos sunkiesiems metalams. Šia prasme vykdomi tyrimai, siekiant nustatyti metalų kiekį, kurį gali sudaryti šie organizmai.

Remiantis gauta informacija, buvo sudaryti modeliai, kaip sunkiaisiais metalais užteršiami vandens telkiniai.

Sistemingas

Fizologija suteikė didelę reikšmę sisteminiams dumblių tyrimams. Šioje srityje daugiausia dėmesio buvo skiriama dumblių ryšiui vienas su kitu ir jų poveikiui kitiems organizmams tirti.

Šia prasme nustatant šiuos organizmų ryšius, labai svarbūs buvo molekuliniai metodai.

Neseniai buvo tiriami Grenlandijos ledyniniai dumbliai, esantys Chlorophytas (žaliųjų dumblių) grupėje. Buvo nustatyta, kad tai yra dumbliai, labiausiai susiję su augalais, ir kad jų ekologija gali padėti geriau suprasti augalų kolonizaciją sausumos aplinkoje.

Nuorodos

1. Chapman RL, MA Buchheim, CF Delwiche, T Friedl, VAR Huss, KG Karol, LA Lewis, J Manhart, RM McCourt, JL Olsen ir DA Waters (1998). Žaliųjų dumblių molekulinė sistematika. p. 508-540. In: Soltis DE, PS Soltis ir JJ Doyle (red.) Molekulinė augalų sistematika II. „Springer“, Bostonas, MA. 585 psl.
2. Farabegoli F, L Blanco, L Rodríguez, J Vieites ir A Cabado (2018) Fitotoksinai jūriniuose vėžiagyviuose: kilmė, atsiradimas ir poveikis žmonėms. Kovas Vaistai 16: 1-26.
3. „Lee RE“ (2018 m.) Penktasis leidimas. Cambrige University Press. Niujorkas, JAV. 535 psl.
4. Norton TA, M Melkonian ir RA Andersen (1996) dumblių biologinė įvairovė. Phycologia 35 : 308–326.
5. South GR ir A Whittick (1987) Įvadas į fiziologiją. Blackwell mokslo publikacijos. Oksfordas, JK. 343 psl.