МИКОЛОГИЯ: ИСТОРИЯ, КАКВО ИЗУЧАВА И РАЗКЛОНЯВА - БИОЛОГИЯ - 2025

В микология е дисциплината, отговорен за проучването на гъби в различни аспекти. Тези организми са били от голямо значение за хората още от праисторически времена. Началото му датира от Древна Гърция, когато гъбите са класифицирани като растения. По-късно, през 18-ти и 19-ти век, са положени основите на тази дисциплина.

Италианецът Пиер Антонио Микели (1679-1737) се счита за основател на съвременната микология. Този автор доказа важността на репродуктивните структури в класификацията на гъбите.

По-късно шведът Elias Fries (1794-1878) предложи основите на номенклатурата на гъбите, която се използва в момента. Впоследствие микологията е подхранвана от дисциплини като микроскопия, молекулярна генетика и геномика.

Микологията има няколко клона, сред които се открояват таксономия и филогения, както и биохимия и клетъчна биология. Разглежда се и областта на медицинската, индустриалната, селскостопанската микология и фитопатологията.

Последните изследвания в систематиката включват използването на геномиката за генериране на информация за родството на някои групи. В индустриалната област изследванията бяха насочени към производството на биогорива от дейността на гъбичките.

история

Праисторически цивилизации

От палеолита има археологически справки за използването на гъбички. Счита се, че някои ядливи гъби са били събрани, за да се консумират за хранителни цели. По същия начин са открити картини, където са представени гъби.

В Африка са открити доказателства за използването на халюциногенни гъби от цивилизациите, които са обитавали пустинята Сахара. Също така в Европа има данни за използването на вида Fomes fomento като част от суровоядството, използвано за разпалване на пожари.

Има записи за използването на гъби в културите на маите на Мексико и Гватемала. Различни гъби с халюциногенни свойства са били използвани в магически-религиозни ритуали на тези култури.

Древен Рим и Гърция

В императорския Рим ядливите гъби бяха високо ценени и считани за царска храна. Те са били използвани и като отрова за убийство на важни хора. Някои от описанията на симптомите на тези смъртни случаи предполагат, че те са причинени от вида Amanita phalloides.

Основите на микологията обаче започват да се уреждат с големите натуралисти на Древна Гърция. Първото споменаване на нейното отглеждане е открито в работата на гръцкия Атеней в Александрия (II-III в. Пр. Н. Е.).

Първият, който определил гъбите, бил философът Теофраст (372-288 г. пр. Н. Е.), Който посочил, че са "несъвършени растения, без корени, листа, цветя или плодове". Теофраст описа четири вида гъби, които и до днес са групирани в различни семейства.

Друг принос към микологията прави Диоскорид в своята работа "Della Materia Medica", където описва токсичните свойства на някои гъбички. По същия начин той е първият, който описва агарични гъби (тип гъби), които са били широко използвани за медицински цели.

Клавдий Гален (гръцки лекар) класифицира гъбите в три различни групи: „болита“ (вероятно сегашната Amanita caesaera), „свине“, разположени в рода Boletus, и „Mykés“. Гален посочи, че първите две групи са годни за консумация, а последната е токсична и много опасна.

И накрая, Плиний Старейшина в своето произведение „Historis naturalis“, прави препратка към факта, че „китовете“ лесно се бъркат с други отровни гъби. Авторът смята, че ако тези гъбички растат в райони с токсични вещества, те могат да ги абсорбират.

Средновековие и Ренесанс

През Средновековието микологията не е имала голям напредък, тъй като естествениците следват само произведенията на Диоскориди и Плиний. По това време в Европа имаше сериозни проблеми при отглеждането на ръж поради атаката на ерго (Claviceps purpurea).

По-късно, по време на Ренесанса, някои учени направиха скромен принос за дисциплината. Сред тях имаме Андреа Матиоли, която подкрепи фалшивия подход на Плинио към отровните „свинско месо“.

Известният ботаник Андреа Касалпинио предложи класификация на гъбичките, основана главно на някои морфологични характеристики и различните приложения на различните видове.

Век XVIII

Джон Рей, английски ботаник, раздели гъбите в три групи според техния навик на растеж (епигеален и подземен) и морфологични характеристики. От своя страна Джоузеф Турнефорт (френски) ги раздели на седем групи според тяхната морфология.

Пиер Антонио Мишели. Източник: Неизвестен, неопределен. Wikimedia Commons

За основател на съвременната микология се смята италианецът Пиер Антонио Мишели. Той е автор на няколко открития, считани за основни в изследването на гъбичките.

Той беше първият, който показа, че възпроизводството става чрез спори, а не чрез спонтанно генериране, както се смяташе по-рано.

Класифицираната система на гъбички, предложена от Мишели, установява четири класа въз основа на репродуктивните структури. Това се счита за изкуствена класификация, тъй като използва променливи знаци в една и съща група, като цвят.

Когато швейцарецът Carolus Linnaeus предложи биномиалната номенклатура в работата си „Systema Naturae“ (1735 г.), той промени начина на именуване на вида. Линей не даде голям принос в микологията, но неговата система положи основите на други изследователи.

XIX век

През този век микологията е напълно призната като независима дисциплина от ботаниката, главно поради прилагането на принципите, установени от Мишели за изследване на гъбички.

Един от най-известните миколози на това време е Християн Персоон. Работата му се основава на анализа на репродуктивните структури, като основната му работа е „Synopsis Methodica Fungorum“ (1801 г.).

Този автор раздели гъбичките на класовете „ангиокарпус“ (спори, узряващи в плодовото тяло) и „teretanocarpus“ (спори, узряващи извън плодовото тяло). Той описа повече от две хиляди вида в рамките на тези две големи групи.

Elias Fries (шведски) се счита за друг от големите миколози в историята. Този автор публикува повече от 26 научни труда, считани за основа на съвременната микология.

Основната му работа е „Systema mycologicum“ (1821), където предлага класификация, основана на концепцията за филогения. Имената, предложени от този автор, бяха приети за основа на микологичната номенклатура на Международния ботанически конгрес в Брюксел (1910 г.).

20-ти и 21-ви век

Микологията постигна голям напредък, когато новите технологии позволиха по-точното идентифициране на гъбичките. Физиологични и биохимични методи, включително тестове за растеж и използване на хранителни вещества, започнаха да се използват в началото на 20 век.

Вторичните метаболити, произведени от гъби, също започнаха да се идентифицират и тяхната полезност в хранителната и фармацевтичната промишленост е доказана.

По-късно, през 90-те години на 20 век, настъпва развитието на молекулярни техники, които позволяват изучаването на филогенетични връзки в рамките на гъбичките и изследването на генетичния им състав.

Накрая, още в XXI век се развива полето на геномиката (изследване на генетичното съдържание). Тези техники позволиха да се секвенира целия геном на различни видове гъбички.

Въз основа на геномните изследвания е постигната точната идентификация на различни групи, които не могат да бъдат диференцирани с класическите техники. По подобен начин са разширени възможностите за използване на тези организми в различни области, като производство на биогорива и медицина.

Какво изучава микологията? Област на обучение

Проучване на гъбички. Източник: AJC1 от Обединеното кралство, чрез Wikimedia Commons

Микологията е дисциплината, която е отговорна за изучаването на гъбички - Кралството на гъбите - и всички аспекти, свързани с тях.

В рамките на микологията се обсъжда изследването на структурните характеристики, жизнените цикли и физиологичното поведение на гъбите. По същия начин се обръща внимание на знанията за еволюционните процеси и значението на тези организми в екосистемите.

Разнообразие от гъбички. Източник: Сасата, от Wikimedia Commons

Поради значението на гъбите за селското стопанство, микологията разработи поле за изследване на симбиотичните групи. Гъбичките, които образуват микориза (симбиоза между гъбички и корени), оптимизират използването на хранителни вещества от растенията.

Друг от най-интересните аспекти е този, отнасящ се до патогенни гъбички. В този смисъл микологията се занимава с изследването на паразитни гъбички на растения и животни.

Клонове

Микологията адресира различни области на изследване. Това накара изследователите да се специализират в различните му клонове, сред които са:

Таксономия и филогения

Този клон се занимава с идентифицирането и класификацията на гъбичките, както и с изучаването на връзките между тях и с други организми. Различни системи за класификация са създадени въз основа на морфологични, репродуктивни и физиологични характеристики, наред с други аспекти.

С развитието на молекулярните техники са разработени филогении за гъбичното царство. По същия начин беше възможно да се установят взаимоотношения във всяка от големите групи гъбички.

Изследването на географското и екологичното разпространение на различните видове също се взема предвид. Изследванията за разнообразието и състоянието на опазване на гъбите в различни региони представляват голям интерес.

Друг важен аспект в този бранш е изследването на екологичните връзки на гъбите, което се отнася до симбиотичните връзки с други организми, както и екологичното поведение на многобройните паразитни групи.

Биохимия, клетъчна биология и физиология

Този клон изучава химичния състав и клетъчната структура на гъбите чрез микроскопични техники, оптични и електронни, за да изучава биологията на клетките.

Изследванията в областта на генетиката позволяват по-добро разбиране на механизмите на възпроизвеждане. Възможно е също така да се постигнат културни среди, подходящи за развитието на щамове при различни условия.

В областта на физиологията се изучават връзките на гъбичките с тяхната среда и формите на хранене. По същия начин той се занимава с движението на разтворители и вода, както и с тропизми, тактизми и други механизми.

Биотехнология и индустриална микология

Тя се фокусира върху изследвания върху полезността на гъбичките в различни човешки дейности, като например използването на дрожди при ферментационни процеси или получаване на лекарства.

Физиологичните фактори от различни видове се обработват за манипулиране на въглеводороди, синтез на протеини и витамини. Всички метаболитни аспекти на гъбичките се манипулират, за да се получат продукти, които могат да бъдат използвани от хората.

Медицинска микология

Той се занимава с изучаването на гъбични заболявания както при животните, така и при хората.

Гъбичните инфекции засягат много хора по света и в някои случаи могат да бъдат много сериозни. В тази област се изучават аспекти като поведението на патогена, неговия жизнен цикъл и реакция на гостоприемниците.

Изследванията се правят за начини на заразяване и симптоми на гъбични заболявания. Имунните отговори също се изучават и се предлагат възможни лечения.

Земеделска микология

Селскостопанската микология се занимава с изучаването на полезни гъби в селското стопанство. Тези организми са част от почвената биота, необходима за развитието на растенията.

В областта на образуването на микориза (асоциация на корени и гъбички) има цяла област на изследване. Тази симбиоза е от голямо значение за поддържането на растенията по естествен път. По същия начин те се използват широко в селското стопанство за намаляване на използването на торове.

Фитопатология

Фитопатологията е един от най-развитите отрасли в микологията. Той изучава болестите, причинени от гъбички в растенията.

Висок процент гъбички са паразити на растенията и повечето са причина за важни заболявания. Тези гъбични заболявания са отговорни за големите загуби в селското стопанство.

Грозде, заразено с Botrytis cinerea. Източник: Джон Йесбърг, от Wikimedia Commons

В тази област се изучават патогените, които причиняват заболявания, както и симптомите, които се появяват в растението. От друга страна се предлагат лечения и планове за управление, за да се избегнат големи щети от атаката на тези гъбички.

Известни миколози

Основните миколози, които са допринесли много за този бранш, са:

• Алехандро Посадас, който през 1981 г. откри гъбичка, наречена Coccidioides immitis.
• През 1986 г. Гилермо Зеебер среща гъбата, по-известна днес под името Rhinosporidium seeberi.
• Бразилецът Адолфо Луц съобщи за гъбата, известна като Paracoccidioides brasiliensis, която е родом от много системни микози в региона на Бразилия. Това се случи през 1908г.
• От друга страна, във Венецуела напредъкът в микологията напредва през 1909 г. Благодарение на откритието на Р. Пино Пу, започва да се изгражда специализирана лаборатория за микология.

Последен пример за изследване

През последните години изследванията в областта на микологията се фокусират главно върху областта на геномиката и получаването на индустриални продукти.

В отрасъла на филогенетичните изследвания геномиката даде възможност да се установят по-прецизни връзки при гъбичките, които образуват арбускуларни микоризи. Тази група не може да расте в културни среди, така че не е лесно да се получат ДНК проби.

През 2013 г. беше възможно да се секвенира геномът на вида Rhizophagus nepravilis (Glomeromycotina). С тези данни през 2016 г. беше възможно да се определят родствените връзки на този вид с други гъби.

Понастоящем се изучава потенциалът на различни гъбички в производството на биогорива. През 2017 г. анаеробните гъби от рода Pecoramyces бяха използвани за обработка на царевични остатъци и производство на захари и биогорива.

Изследователите успяха да манипулират поведението на гъбата, правейки вариации в хранителната среда. С това те постигнаха високо производство на етанол чрез ферментационните процеси на гъбата.

Препратки

1. Gow N и MG Netea (2016) Медицинска микология и имунология на гъбички: нови изследователски перспективи за справяне с голямо световно предизвикателство за здравето. Фил. Транс. R. Soc. 371: 1-10.
2. Григориев I, Cullen D, SB Goodwin, DHibbett, TW. Джефрис, CP. Kubicek, C Kuske, JK Magnuson, F Martin, JW Spatafora, A Tsang и SE Baker (2011) Подхранване на бъдещето с гъбична геномия. Микология 2: 192-209
3. Herrera, T (1994) Перспективи на изследване в микологията. Бол. Соц. Бот. Мексико 55: 39-44.
4. Siniscalco C, F Doveri, G Bellato, L Campana, F Floccia, C Jacomini, C Luperi, C Marciasini и G Visentin (2013) История на микологията на italiam и първият принос за правилната номенклатура на гъбичките. ISPRA (Институт за опазване на околната среда и изследвания) Рома, Италия. 101 стр.
5. Zhang N, J Luo и D Bhattacharya (2017) Напредък на гъбичната филогеномика и тяхното влияние върху гъбичните систематични In: Townsend J и ZWang (ред.) Гъбична филогенетика и филогеномия 309-328.