MIKOLOGIJA: ISTORIJA, JOS STUDIJOS IR ŠAKOS - BIOLOGIJA - 2025

Mikologija yra disciplina atsakingas už grybų įvairiais aspektais tyrimas. Šie organizmai nuo priešistorinių laikų turėjo didelę reikšmę žmonėms. Jo pradžia siekia Senovės Graikiją, kai grybai buvo klasifikuojami kaip augalai. Vėliau, XVIII – XIX amžiuose, buvo pakloti šios disciplinos pamatai.

Italas Pier Antonio Micheli (1679–1737) laikomas moderniosios mikologijos pradininku. Šis autorius įrodė reprodukcinių struktūrų svarbą klasifikuojant grybus.

Vėliau švedas Eliasas Friesas (1794–1878) pasiūlė šiuo metu naudojamų grybų nomenklatūros pagrindus. Vėliau mikologiją puoselėjo tokios disciplinos kaip mikroskopija, molekulinė genetika ir genomika.

Mikologija turi keletą šakų, tarp kurių išsiskiria taksonomija ir filogenija, taip pat biochemija ir ląstelių biologija. Taip pat nagrinėjama medicinos, pramonės, žemės ūkio mikologijos ir fitopatologijos sritis.

Naujausi sisteminiai tyrimai apima genomikos naudojimą kuriant informaciją apie kai kurių grupių giminystę. Pramonės srityje daugiausia dėmesio buvo skiriama biokuro gamybai iš grybo veiklos.

Istorija

Priešistorinės civilizacijos

Nuo paleolito yra archeologinių nuorodų apie grybų naudojimą. Manoma, kad kai kurie valgomieji grybai buvo nuskinti vartoti maistui. Taip pat rasta paveikslų, kuriuose vaizduojami grybai.

Afrikoje rasta įrodymų apie haliucinogeninių grybų naudojimą civilizacijose, gyvenusiose Sacharos dykumoje. Taip pat Europoje yra duomenų apie Fomes fomento rūšių naudojimą kaip skiedinio dalį, naudojamą ugniai uždegti.

Yra duomenų apie grybų naudojimą Meksikos ir Gvatemalos majų kultūrose. Šių kultūrų stebukliniuose ir apeiginiuose ritualuose buvo naudojami įvairūs haliucinogeninių savybių turintys grybai.

Senovės Roma ir Graikija

Imperinėje Romoje valgomi grybai buvo labai vertinami ir buvo laikomi karališkuoju maistu. Jie taip pat buvo naudojami kaip nuodai nužudyti svarbius žmones. Kai kurie šių mirčių simptomų aprašymai leidžia manyti, kad jas sukėlė Amanita phalloides rūšys.

Tačiau mikologijos pagrindai pradeda atsiskaityti su didžiaisiais Senovės Graikijos gamtininkais. Pirmoji nuoroda į jo auginimą randama Graikijos Atėnų kūrinyje Aleksandrijoje (II – III a. Pr. Kr.).

Pirmieji grybelius apibrėžė filosofas Theophrastus (372–288 m. Pr. Kr.), Kuris nurodė, kad jie yra „netobuli augalai, neturintys šaknų, lapų, žiedų ar vaisių“. Teofrastas aprašė keturias grybų rūšis, kurios šiandien vis dar grupuojamos į skirtingas šeimas.

Dar vieną indėlį į mikologiją daro „Dioscorides“ savo veikale „Della Materia Medica“, kur aprašomos kai kurių grybų toksiškos savybės. Taip pat jis pirmasis apibūdina agarinius grybus (grybų rūšis), kurie buvo plačiai naudojami medicininiais tikslais.

Claudius Galen (graikų gydytojas) grybus suskirstė į tris skirtingas grupes: „bolités“ (tikriausiai dabartinė Amanita caesaera), „porcini“, esančių Boletus gentyje, ir „Mykés“. Galenas nurodė, kad pirmosios dvi grupės buvo valgomos, o paskutinė - toksiškos ir labai pavojingos.

Galiausiai Plinijus Vyresnysis savo veikale „Historis naturalis“ nurodo, kad „baravykai“ buvo lengvai painiojami su kitais nuodingais grybais. Autorius manė, kad jei šie grybai augtų vietose, kur yra nuodingų medžiagų, jie galėtų jas absorbuoti.

Viduramžiai ir Renesansas

Viduramžiais mikologija neturėjo didesnių laimėjimų, nes gamtininkai sekė tik Dioskorido ir Plinijaus darbais. Tuo metu Europoje kilo rimtų problemų auginant rugius dėl skalsių (Claviceps purpurea) užpuolimo.

Vėliau, Renesanso metu, kai kurie mokslininkai kukliai prisidėjo prie disciplinos. Tarp jų yra Andrea Mattioli, kuris palaikė Plinio klaidingą požiūrį į nuodingas „kiaules“.

Garsus botanikas Andrea Caesalpinio pasiūlė grybelius klasifikuoti daugiausia pagal kai kurias morfologines savybes ir skirtingą rūšių naudojimą.

XVIII amžius

Anglų botanikas Johnas Ray'as padalijo grybus į tris grupes pagal jų augimo įpročius (epigealinius ir požeminius) ir morfologines savybes. Savo ruožtu Josephas Tournefortas (prancūzas) suskirstė juos į septynias grupes pagal jų morfologiją.

Pier Antonio Micheli. Šaltinis: nežinomas, neapibrėžtas. „Wikimedia Commons“

Šiuolaikinės mikologijos įkūrėju laikomas italas Pier Antonio Micheli. Jis yra kelių atradimų, laikomų pagrindiniais tyrinėjant grybelius, autorius.

Jis pirmasis parodė, kad dauginimasis vyksta sporomis, o ne spontaniškai, kaip buvo manoma iki šiol.

Micheli pasiūlyta grybelių klasifikavimo sistema, remiantis reprodukcinėmis struktūromis, nustato keturias klases. Tai laikoma dirbtine klasifikacija, nes joje naudojami kintamieji tos pačios grupės ženklai, pavyzdžiui, spalva.

Kai šveicarietis Carolus Linnaeus savo darbe „Systema Naturae“ (1735) pasiūlė dvinarę nomenklatūrą, jis pakeitė rūšių pavadinimo būdą. Linnaeus nedaug prisidėjo prie mikologijos, tačiau jo sistema padėjo pagrindą kitiems tyrinėtojams.

XIX a

Per šį šimtmetį mikologija buvo visiškai pripažinta kaip nepriklausoma botanikos disciplina, daugiausia dėl to, kad buvo taikomi Micheli nustatyti principai grybeliams tirti.

Vienas garsiausių šių laikų mikologų yra Christianas Personas. Jo darbas buvo pagrįstas reprodukcinių struktūrų analize, pagrindinis jo darbas buvo „Synopsis Methodica Fungorum“ (1801).

Šis autorius grybelius suskirstė į grupes „angiocarpus“ (sporos, kurių brandumas yra vaisiaus kūno viduje) ir „gymnocarpus“ (sporos, bręstančios už vaisiaus kūno). Jis aprašė daugiau nei du tūkstančius rūšių šiose dviejose didelėse grupėse.

Eliasas Friesas (švedas) yra laikomas dar vienu didžiausių mikologų istorijoje. Šis autorius paskelbė daugiau nei 26 mokslo darbus, laikomus šiuolaikinės mikologijos pagrindu.

Pagrindinis jo darbas yra „Systema mycologicum“ (1821), kuriame jis siūlo klasifikaciją pagal filogenijos sąvoką. Šio autoriaus pasiūlyti vardai buvo priimti kaip mikologinės nomenklatūros pagrindas Tarptautiniame botanikos kongrese Briuselyje (1910 m.).

XX ir XXI amžiai

Mikologija padarė didelę pažangą, kai naujos technologijos leido tiksliau atpažinti grybus. Fiziologiniai ir biocheminiai metodai, įskaitant augimo ir maistinių medžiagų panaudojimo testus, buvo pradėti naudoti XX amžiaus pradžioje.

Taip pat buvo pradėti nustatyti grybelių gaminami antriniai metabolitai ir įrodytas jų naudingumas maisto ir vaistų pramonėje.

Vėliau, XX amžiaus 90-aisiais, atsirado molekulinių metodų, kurie leido ištirti filogenetinius ryšius tarp grybų ir ištirti jų genetinę sudėtį.

Galiausiai, jau XXI amžiuje buvo išplėtota genomikos sritis (genetinio turinio tyrimas). Šie metodai leido seka visą įvairių rūšių grybų genomą.

Remiantis genomo tyrimais, buvo galima tiksliai nustatyti įvairias grupes, kurių negalima atskirti klasikinėmis metodikomis. Taip pat padidintos šių organizmų panaudojimo įvairiose srityse, tokiose kaip biokuro gamyba ir medicina, galimybės.

Ką tiria mikologija? Studijų sritis

Grybelių tyrimas. Šaltinis: AJC1 iš JK, per „Wikimedia Commons“

Mikologija yra disciplina, atsakinga už grybelių - Grybų karalystės - tyrimą ir visus su jais susijusius aspektus.

Mikologijoje numatomi grybelių struktūrinių savybių, gyvenimo ciklų ir fiziologinio elgesio tyrimai. Taip pat nagrinėjamos evoliucijos procesų žinios ir šių organizmų svarba ekosistemose.

Grybų įvairovė. Šaltinis: „Sasata“, iš „Wikimedia Commons“

Dėl grybų svarbos žemės ūkiui mikologija sukūrė simbiotinių grupių tyrimo sritį. Grybai, sudarantys mikorizę (simbiozė tarp grybų ir šaknų), optimizuoja augalų naudojimą maistinėmis medžiagomis.

Kitas įdomiausias aspektas yra susijęs su patogeniniais grybais. Šia prasme mikologijoje nagrinėjami augalų ir gyvūnų parazitiniai grybeliai.

Šakos

Mikologijoje nagrinėjamos įvairios studijų kryptys. Tai paskatino tyrėjus specializuotis įvairiose jos šakose, tarp jų:

Taksonomija ir filogenija

Ši šaka nagrinėja grybelių identifikavimą ir klasifikavimą, taip pat jų ir kitų organizmų ryšių tyrimus. Be kitų aspektų, buvo sukurtos įvairios klasifikavimo sistemos, pagrįstos morfologinėmis, reprodukcinėmis ir fiziologinėmis savybėmis.

Tobulinant molekulinius metodus, buvo sukurta filogenija Grybų karalystei. Panašiai buvo įmanoma užmegzti ryšius su kiekviena iš didelių grybų grupių.

Taip pat atsižvelgiama į skirtingų rūšių geografinį ir ekologinį pasiskirstymą. Grybų įvairovės ir apsaugos būklės įvairiuose regionuose tyrimai kelia didelį susidomėjimą.

Kitas svarbus šios šakos aspektas yra grybų ekologinių ryšių tyrimas, nagrinėjantis simbiotinius ryšius su kitais organizmais, taip pat daugelio parazitų grupių ekologinį elgesį.

Biochemija, ląstelių biologija ir fiziologija

Ši šaka tiria grybelių cheminę sudėtį ir ląstelių struktūrą mikroskopijos metodais - tiek optiniais, tiek elektroniniais - ląstelių biologijai tirti.

Moksliniai tyrimai genetikos srityje leidžia geriau suprasti reprodukcijos mechanizmus. Taip pat galima gauti kultūrinių terpių, tinkamų kamienams vystytis skirtingomis sąlygomis.

Fiziologijos srityje tiriami grybų santykiai su aplinka ir mitybos formos. Taip pat kalbama apie tirpių medžiagų ir vandens judėjimą, taip pat apie tropizmą, taktiką ir kitus mechanizmus.

Biotechnologijos ir pramoninė mikologija

Pagrindinis dėmesys skiriamas grybelių naudingumo įvairioms žmogaus veikloms tyrimams, pavyzdžiui, mielių naudojimui fermentacijos procesuose ar vaistų gavimui.

Įvairių rūšių fiziologiniai veiksniai yra tvarkomi manipuliuojant angliavandeniliais, baltymų sinteze ir vitaminais. Visi grybų metaboliniai aspektai yra manipuliuojami, norint gauti produktus, kuriuos galėtų naudoti žmonės.

Medicininė mikologija

Jame nagrinėjamos tiek gyvūnų, tiek žmonių grybelinės ligos.

Grybelinės infekcijos paveikia daugelį žmonių visame pasaulyje, o kai kuriais atvejais jos gali būti labai sunkios. Šioje srityje nagrinėjami tokie aspektai kaip patogeno elgesys, jo gyvenimo ciklas ir šeimininkų atsakas.

Tiriami grybelinių ligų užkrėtimo būdai ir simptomai. Taip pat tiriamos imuninės reakcijos ir siūlomas galimas gydymas.

Žemės ūkio mikologija

Žemės ūkio mikologijoje nagrinėjami žemės ūkyje naudingi grybai. Šie organizmai yra dirvožemio biotos dalis, būtina augalų vystymuisi.

Mikorizės formavimosi srityje (šaknų ir grybelių susiejimas) yra visas tyrimų laukas. Ši simbiozė turi didelę reikšmę natūraliai augalų priežiūrai. Be to, jie plačiai naudojami žemės ūkyje siekiant sumažinti trąšų naudojimą.

Fitopatologija

Fitopatologija yra viena labiausiai išsivysčiusių mikologijos šakų. Tiriamos augalų grybelių sukeliamos ligos.

Didelis procentas grybų yra augalų parazitai ir dauguma jų yra svarbių ligų priežastis. Šios grybelinės ligos sukelia didelius nuostolius žemės ūkyje.

Vynuogės, užkrėstos Botrytis cinerea. Šaltinis: Johnas Yesbergas, iš „Wikimedia Commons“

Šioje srityje tiriami ligų sukėlėjai, taip pat simptomai, atsirandantys augale. Kita vertus, siekiant išvengti didelės žalos dėl šių grybelių užpuolimo, siūlomi gydymo ir valdymo planai.

Garsūs mikologai

Pagrindiniai mikologai, kurie labai prisidėjo prie šios šakos, buvo:

• Alejandro Posadas , kuris 1981 m. Atrado grybelį, vadinamą Coccidioides immitis.
• 1986 m. Guillermo Seeberis susipažino su grybeliu, šiandien labiau žinomu Rhinosporidium seeberi vardu.
• Brazilijos Adolpho Lutz pranešė apie grybelį, žinomą kaip Paracoccidioides brasiliensis, kuris buvo gimtasis daugeliui sisteminių mikozių Brazilijos regione. Tai nutiko 1908 m.
• Kita vertus, Venesueloje mikologijos pažanga buvo padaryta nuo 1909 m. R. Pino Pou atradimo dėka buvo pradėta statyti specializuota mikologijos laboratorija.

Naujausių tyrimų pavyzdys

Pastaraisiais metais mikologijos tyrimuose daugiausia dėmesio buvo skiriama genomikos sričiai ir pramoninių gaminių gavimui.

Filogenetinių tyrimų srityje genomika leido nustatyti tikslesnius ryšius grybuose, kurie sudaro arbuskuliarinę mikorizę. Ši grupė negali augti kultūrinėse terpėse, todėl nėra lengva gauti DNR pavyzdžių.

2013 m. Buvo įmanoma sekifikuoti Rhizophagus irregularis (Glomeromycotina) rūšies genomą. Remiantis šiais duomenimis, 2016 m. Buvo įmanoma nustatyti šios rūšies giminystės ryšius su kitais grybais.

Šiuo metu tiriamas įvairių grybų potencialas gaminant biokurą. 2017 m. Kukurūzų likučiams apdoroti ir cukrui bei biokurui gaminti buvo naudojami „Pecoramyces“ genties anaerobiniai grybai.

Tyrėjams pavyko manipuliuoti grybelio elgesiu, padarius skirtumų kultūrinėje terpėje. Tai leido pasiekti aukštą etanolio kiekį gaminant grybelį fermentuojant.

Nuorodos

1. „Gow N“ ir „MG Netea“ (2016) Medicininė mikologija ir grybelinė imunologija: naujos tyrimų perspektyvos, skirtos spręsti pagrindinius pasaulio sveikatos iššūkius. Philas. Trans. R. Soc., 371: 1-10.
2. Grigorjevas I, Cullenas D, SB Goodwinas, DHibbettas, TW. Jeffries, CP. Kubicekas, C Kuske, JK Magnusonas, F Martinas, JW Spatafora, A Tsang ir SE Bakeris (2011). Augantis grybelio genomikai. Mycology 2: 192-209
3. Herrera, T (1994) Mikologijos tyrimų perspektyvos. Bol. Soc. Botas. Meksika 55: 39-44.
4. Siniscalco C, F Doveri, G Bellato, L Campana, F Floccia, C Jacomini, C Luperi, C Marciasini ir G Visentin (2013) Italijos mikologijos istorija ir pirmasis indėlis į teisingą grybų nomenklatūrą. ISPRA (Aplinkos apsaugos ir tyrimų institutas) Roma, Italija. 101 psl.
5. Zhang N, J Luo ir D Bhattacharya (2017) Grybelių filogenomikos pažanga ir jų įtaka sisteminiam grybelių formavimui In: Townsend J ir ZWang (red.) Grybelinė filogenetika ir filogenomika 309-328.