MIKOLÓGIA: A TÖRTÉNELEM, A TANULMÁNY ÉS AZ ÁGAK - BIOLÓGIA - 2025

A mikológia a gomba tanulmányozásáért felelős tudományág. Ezek az organizmusok az őskor óta nagy jelentőséggel bírnak az emberek számára. A kezdete az ókori Görögországban nyúlik vissza, amikor a gomba növényeknek minősült. Később, a 18. és 19. században, megteremtették ennek a tudományágnak az alapjait.

Az olasz Pier Antonio Micheli (1679-1737) a modern mikológia alapítójának tekintik. Ez a szerző bizonyította a reproduktív struktúrák fontosságát a gombák osztályozásában.

Később a svéd Elias Fries (1794-1878) javasolta a jelenleg alkalmazott gombák nómenklatúrájának alapjait. Később a mikológiát olyan tudományágak táplálták, mint a mikroszkópia, a molekuláris genetika és a genomika.

A mikológiának számos ága van, amelyek közül kiemelkedik a taxonómia és a filogenezis, valamint a biokémia és a sejtbiológia. Ugyancsak foglalkoznak az orvosi, ipari, mezőgazdasági mikológia és a fitopatológia területével.

A szisztematika legújabb kutatásai között szerepel a genomika felhasználása is, hogy információt nyújtsanak egyes csoportok rokonságáról. Az ipari területen a kutatások a gombák aktivitásából származó bioüzemanyagok előállítására összpontosítottak.

Történelem

Őskori civilizációk

A paleolitikum óta vannak régészeti utalások a gombák használatára. Úgy gondolják, hogy néhány ehető gombát betakarítottak élelmezési célra történő felhasználásra. Hasonlóképpen, festményeket találtak, ahol gomba van jelen.

Afrikában bizonyítékot találtak arra, hogy a szaharai sivatagot lakó civilizációk hallucinogén gombákat használtak. Európában is vannak nyilvántartások a Fomes fomento fajoknak a tűzgyújtáshoz használt ón részeként történő felhasználásáról.

Vannak nyilvántartások a gombahasználatról Mexikó és Guatemala maja kultúráiban. Ezen kultúrák mágikus-vallási rituáléiban különféle hallucinogén tulajdonságokkal rendelkező gombákat alkalmaztak.

Ókori Róma és Görögország

A császári Rómában az ehető gombákat nagyra becsülték és királyi ételnek tekintik. Mérgezőként is használták fontos emberek meggyilkolásához. Ezen halálesetek néhány tünetleírása arra utal, hogy az Amanita phalloides faj okozta.

A mikológia alapjai azonban az ókori Görögország nagy természettudósaival kezdődnek. Termesztésének első hivatkozása a görög Athenaeus Alexandria-ban (ie 2.-3. Század) készült munkája.

A gombákat az elsőként Theophrastus (372-288) filozófus határozta meg, aki kijelentette, hogy "tökéletlen növények, gyökerek, levelek, virágok vagy gyümölcsök nélkül". Theophrastus négyféle gombát írt le, amelyek ma még mindig különféle családokba vannak csoportosítva.

A mikológiához újabb hozzájárulást nyújt Dioscorides a "Della Materia Medica" című munkájában, amelyben egyes gombák toxikus tulajdonságait írja le. Hasonlóképpen, ő elsőként írja le a galóca gombákat (gomba típusú), amelyeket széles körben használtak gyógyászati ​​célokra.

Claudius Galen (görög orvos) a gombákat három különféle csoportba sorolta: a „bolités” (valószínűleg a jelenlegi Amanita caesaera), a „porcini”, amely a Boletus nemzetségben található, és a „Mykés”. Galen jelezte, hogy az első két csoport ehető, az utóbbi mérgező és nagyon veszélyes.

Végül Plinius Idősebb „Historis naturalis” című munkájában arra a tényre utal, hogy a „vargányát” könnyen összekeverhetik más mérgező gombákkal. A szerző úgy gondolta, hogy ha ezek a gombák toxikus anyagokkal rendelkező területeken nőnek, akkor fel tudják venni őket.

Középkor és a reneszánsz

A középkorban a mikológiának nem volt jelentős előrelépése, mivel a természettudósok csak Dioscorides és Plinius munkáit követték. Ebben az időben Európában komoly problémák merültek fel a rozs termesztésében az ergot (Claviceps purpurea) támadása miatt.

Később, a reneszánsz idején néhány tudós szerény mértékben hozzájárult a tudományághoz. Ezek között van Andrea Mattioli, aki támogatta Plinio hamis hozzáállását a mérgező „porcinihoz”.

A neves botanikus, Andrea Caesalpinio javasolta a gombák osztályozását, elsősorban a morfológiai tulajdonságok és a fajok különböző felhasználási lehetőségei alapján.

XVIII. Század

John Ray, egy angol botanikus, a gombákat három csoportra osztotta növekedési szokásuk (epigeális és föld alatti) és morfológiai tulajdonságai alapján. A maga részéről Joseph Tournefort (francia) morfológiájuk alapján hét csoportba osztotta őket.

Pier Antonio Micheli. Forrás: ismeretlen, meghatározatlan. Wikimedia Commons

A modern mikológia alapítója olasz Pier Antonio Micheli. Számos olyan felfedezés szerzője, amelyet alapvető fontosságúnak tekintenek a gombák tanulmányozása során.

Ő volt az első, aki megmutatta, hogy a szaporodás spórán keresztül történik, nem pedig spontán generáción keresztül, ahogyan azt eddig hitték.

A Micheli által javasolt gombák osztályozási rendszere négy osztályt hoz létre a reproduktív struktúrák alapján. Ezt mesterséges osztályozásnak tekintik, mivel ugyanazon csoporton belül változó karaktereket használ, például színt.

Amikor a svájci Carolus Linnaeus a binomiális nómenklatúrát javasolta a „Systema Naturae” (1735) munkájában, megváltoztatta a fajok elnevezésének módját. Linnaeus nem járult hozzá nagy mértékben a mikológiához, ám rendszere megalapozta a többi kutatót.

Században

Ebben a században a mikológiát teljes mértékben elismerték a botanikától független tudományágként, elsősorban a Micheli által a gombák vizsgálata során megállapított elvek alkalmazásának köszönhetően.

A korszak egyik legismertebb mikológusa Christian Persoon. Munkája a reproduktív struktúrák elemzésén alapult, fő munkája a "Synopsis Methodica Fungorum" (1801) volt.

Ez a szerző a gombákat az „angiocarpus” (spóra érő spórák) és „gymnocarpus” (spóra érő spórák) osztályokra osztotta. Több mint kétezer fajt írt le e két nagy csoporton belül.

Elias Fries-t (svéd) a történelem egyik nagy mikológusának tekintik. Ez a szerző több mint 26 tudományos munkát publikált, amelyek a modern mikológia alapjául szolgálnak.

Fő munkája a "Systema mycologicum" (1821), ahol javaslatot tesz a filogenia fogalma alapján történő osztályozásra. A szerző által javasolt neveket elfogadták a mikológiai nómenklatúra alapjaként a brüsszeli Nemzetközi Botanikus Kongresszuson (1910).

20. és 21. század

A mikológia nagy előrelépést tett, amikor az új technológiák lehetővé tették a gombák pontosabb azonosítását. A fiziológiai és biokémiai módszereket, beleértve a növekedési és tápanyag-felhasználási teszteket, a 20. század elején kezdték alkalmazni.

A gombák által termelt másodlagos metabolitokat szintén el lehetett azonosítani, és bizonyították azok hasznosságát az élelmiszer- és gyógyszeriparban.

Később, a 20. század 90-es éveiben molekuláris technikák fejlődtek ki, amelyek lehetővé tették a gombák filogenetikai kapcsolatának és genetikai összetételének tanulmányozását.

Végül, már a XXI. Században kialakult a genomika (a genetikai tartalom vizsgálata) területe. Ezek a technikák lehetővé tették a különféle gombafajok teljes genomjának szekvenálását.

A genomi kutatások alapján sikerült pontosan azonosítani azokat a csoportokat, amelyeket a klasszikus technikákkal nem lehetett volna megkülönböztetni. Hasonlóképpen, javultak ezen organizmusok különböző területeken történő felhasználásának lehetőségei, például a bioüzemanyag-előállításban és az orvostudományban.

Mit tanulmányoz a mikológia? Tanulmányi terület

Gomba vizsgálata. Forrás: AJC1 az Egyesült Királyságból, a Wikimedia Commonson keresztül

A mikológia az a tudományág, amely felelős a gombák - a gombák Királyságának - és a velük kapcsolatos összes szempont tanulmányozásáért.

A mikológián belül a gombák szerkezeti jellemzőinek, életciklusainak és élettani viselkedésének tanulmányozását tervezik. Hasonlóképpen foglalkoznak az evolúciós folyamatok ismeretével és ezen organizmusok jelentőségével az ökoszisztémákban.

A gombák sokfélesége. Forrás: Sasata, a Wikimedia Commonsból

A gombák mezőgazdaságban betöltött jelentősége miatt a mikológia kutatási területet fejlesztett ki a szimbiotikus csoportok számára. A mycorrhizát képező gombák (a gombák és a gyökerek közötti szimbiózis) optimalizálják a növények tápanyag-felhasználását.

Egy másik legérdekesebb szempont a patogén gombákra utal. Ebben az értelemben a mikológia a növények és állatok parazita gombáinak tanulmányozására irányul.

Ágak

A mikológia különféle tanulmányi területeket érint. Ez arra késztette a kutatókat, hogy szakterületükre különféle ágazatokra szakosodjanak, köztük a következőket:

Taxonómia és filogenia

Ez az ág foglalkozik a gombák azonosításával és osztályozásával, valamint a közöttük és más szervezetekkel fennálló kapcsolatok tanulmányozásával. Különböző osztályozási rendszereket hoztak létre morfológiai, szaporodási és élettani tulajdonságok alapján, többek között a szempontok alapján.

A molekuláris technikák fejlesztésével kifejlesztettek filogéniákat a Gomba Királyság számára. Hasonlóképpen, kapcsolat kialakulhatott a gombák nagy csoportjai között.

A különféle fajok földrajzi és ökológiai eloszlásának tanulmányozását szintén figyelembe veszik. A különféle régiókban a gombák sokféleségével és védettségével kapcsolatos kutatások nagy érdeklődésre számot tartanak.

További fontos szempont ebben az ágazatban a gombák ökológiai kapcsolatainak tanulmányozása, amelyek a más organizmusokkal fennálló szimbiotikus kapcsolatokra, valamint a számos parazitacsoport ökológiai viselkedésére irányulnak.

Biokémia, sejtbiológia és élettan

Ez az ág a gombák kémiai összetételét és sejtszerkezetét vizsgálja mikroszkópos technikák segítségével, mind optikai, mind elektronikus módon, a sejtek biológiájának tanulmányozására.

A genetika területén végzett kutatások lehetővé teszik a reprodukció mechanizmusainak jobb megértését. A törzsek különböző körülmények között történő kifejlesztéséhez megfelelő tápközeget is elérhetünk.

A fiziológia területén megvizsgálják a gombák kapcsolatát a környezetükkel és a táplálkozás formáit. Ugyanígy foglalkozik az oldott anyag és a víz mozgásával, valamint a tropizmusokkal, taktikákkal és más mechanizmusokkal.

Biotechnológia és ipari mikológia

A gombák különféle emberi tevékenységekben való hasznosságának kutatására összpontosít, például az élesztők erjesztési folyamatokban történő felhasználására vagy gyógyszerek előállítására.

A különféle fajok fiziológiai tényezőit kezelik a szénhidrogének, a fehérje szintézis és a vitaminok kezelésére. A gombák minden anyagcsere-aspektusát manipulálják, hogy olyan termékeket nyerjenek, amelyeket az emberek használhatnak.

Orvosi mikológia

A gombás betegségek tanulmányozásával foglalkozik mind állatokban, mind emberekben.

A gombás fertőzések sok embert érintnek világszerte, és bizonyos esetekben nagyon súlyosak lehetnek. Ezen a területen olyan szempontokat vizsgálnak, mint a kórokozó viselkedése, életciklusa és a gazdaszervezetek reakciója.

Kutatásokat végeznek a fertőzés és a gombás betegségek tünetei tekintetében. Immunválaszokat is tanulmányoznak, és javasolják a lehetséges kezeléseket.

Mezőgazdasági mikológia

A mezőgazdasági mikológia a mezőgazdaságban hasznos gombák tanulmányozásával foglalkozik. Ezek az organizmusok a növények fejlődéséhez nélkülözhetetlen talaj-bióta részét képezik.

A mycorrhizalis képződés (gyökerek és gombák társulása) területén teljes kutatási terület található. Ez a szimbiózis nagy jelentőséggel bír a növények természetes fenntartásában. Hasonlóképpen, széles körben használják a mezőgazdaságban a műtrágyák felhasználásának csökkentésére.

Növénykórtani

A fitopatológia a mikológia egyik legfejlettebb ágazata. Vizsgálja a növények gombáinak által okozott betegségeket.

A gombák nagy százaléka növényi paraziták, és a legtöbb a fontos betegségek oka. Ezek a gombás betegségek a mezőgazdasági nagy veszteségeket okozzák.

Botrytis cinerea fertőzött szőlő. Forrás: John Yesberg, a Wikimedia Commonsból

Ezen a területen vizsgálják a betegségeket okozó kórokozókat, valamint a növényben előforduló tüneteket. Másrészt kezeléseket és kezelési terveket javasolnak ezen gombák támadásából eredő nagy károk elkerülése érdekében.

Híres mikológusok

A fő mikológusok, akik nagyban hozzájárultak ehhez az ágazathoz, a következők voltak:

• Alejandro Posadas, aki 1981-ben felfedezte a Coccidioides immitis nevű gombát.
• 1986-ban a Guillermo Seeber találkozott a ma Rhinosporidium seeberi néven ismert gombafélével.
• A brazil Adolpho Lutz a Paracoccidioides brasiliensis néven ismert gombát jelentette, amely Brazília régiójában számos szisztémás mycózis számára őshonos volt. Ez történt 1908-ban.
• Másrészt Venezuelában a mikológia fejlődése 1909-től haladt előre. R. Pino Pou felfedezésének köszönhetően elkezdték a mikológiai laboratórium felépítését.

Legfrissebb kutatási példa

Az utóbbi években a mikológiai kutatás elsősorban a genomika területére és az ipari termékek előállítására összpontosított.

A filogenetikai vizsgálatok ágában a genomika lehetővé tette az arbuszkuláris mycorrhizae kialakulását okozó gombákban pontosabb kapcsolatok kialakítását. Ez a csoport nem növekszik a tápközegben, így nem könnyű DNS mintákat nyerni.

2013 folyamán lehetséges volt a Rhizophagus irregularis (Glomeromycotina) faj genomjának szekvenálása. Ezekkel az adatokkal 2016-ban lehetett meghatározni e faj rokonságát más gombákkal.

A különféle gombák bioüzemanyagok előállításában rejlő lehetőségeit jelenleg vizsgálják. 2017-ben a Pecoramyces nemzetség anaerob gombáit használták a kukoricamaradványok feldolgozására, valamint cukrok és bioüzemanyagok előállítására.

A kutatóknak sikerült manipulálniuk a gomba viselkedését, változtatva a táptalajt. Ezzel a gomba erjedési folyamataival magas etanoltermelést értek el.

Irodalom

1. Gow N és MG Netea (2016) Orvosi mikológia és gombás immunológia: új kutatási perspektívák a világ egyik legnagyobb egészségügyi kihívásának kezelésére. Phil. Trans. R. Soc. 371: 1-10.
2. I. Grigorjev, Cullen D., SB Goodwin, DHibbett, TW. Jeffries, CP. Kubicek, C Kuske, JK Magnuson, F Martin, JW Spatafora, A Tsang és SE Baker (2011) A jövőt a gombás genomika táplálja. Mycology 2: 192-209
3. Herrera, T (1994) A mikológiai kutatások perspektívái. Bol. Soc. Bot. Mexikó 55: 39-44.
4. Siniscalco C, F Doveri, G Bellato, L Campana, F Floccia, C Jacomini, C Luperi, C Marciasini és G Visentin (2013) Az olaszmikológia története és az első hozzájárulás a gombák helyes nómenklatúrájához. ISPRA (Környezetvédelmi és Kutatási Intézet) Roma, Olaszország. 101 pp
5. Zhang N, J Luo és D Bhattacharya (2017) A gombás filogenomika fejlődése és ezek hatása a gombás szisztematikára.