MYKOLOGIA: HISTORIA, SEN TUTKIMINEN JA HAARAT - BIOLOGIA - 2026

Mykologia on kurinalaisuus tutkimuksesta vastaava sienten eri näkökohtia. Näillä organismeilla on ollut suuri merkitys ihmisille esihistoriasta lähtien. Sen juuret ovat muinaisessa Kreikassa, jolloin sienet luokiteltiin kasveiksi. Myöhemmin, 1800- ja 1800-luvuilla, tämän tieteen perustalle tehtiin perusta.

Italialaista Pier Antonio Micheliä (1679-1737) pidetään nykyaikaisen mykologian perustajana. Tämä kirjoittaja todisti lisääntymisrakenteiden merkityksen sienten luokittelussa.

Myöhemmin ruotsalainen Elias Fries (1794-1878) ehdotti nykyisin käytetyn sienten nimikkeistön perusteita. Mykologiaa on sittemmin vaalittu muun muassa mikroskopialla, molekyyligenetiikalla ja genomialla.

Mykologialla on useita aloja, joista erottuu taksonomia ja fylogeenia, samoin kuin biokemia ja solubiologia. Myös lääketieteen, teollisuuden, maatalouden mykologian ja kasvipatologian alaa käsitellään.

Uusimpaan systematiikan tutkimukseen sisältyy genomiikan käyttö tiedon tuottamiseksi joidenkin ryhmien sukulaisuuksista. Teollisuudessa tutkimuksissa on keskitytty biopolttoaineiden tuotantoon sienten vaikutuksesta.

Historia

Esihistorialliset sivilisaatiot

Paleoliittisesta ajasta lähtien on olemassa arkeologisia viitteitä sienten käyttöön. Katsotaan, että jotkut syötävät sienet on korjattu käytettäväksi ruokailutarkoituksiin. Samoin on löydetty maalauksia, joissa sienet ovat edustettuna.

Afrikassa on löydetty todisteita hallusinogeenisten sienten käytöstä Saharan autiomaassa asuvilla sivilisaatioilla. Myös Euroopassa on tietoja Fomes fomento -lajien käytöstä osana tulen sytyttämistä.

Sienten käytöstä Meksikon ja Guatemalan maya-kulttuureissa on kirjaa. Näiden kulttuurien maagisissa-uskonnollisissa rituaaleissa käytettiin erilaisia ​​sieniä, joilla oli hallusinogeenisiä ominaisuuksia.

Muinainen Rooma ja Kreikka

Imperial Roomassa syötävät sienet olivat erittäin arvostettuja ja niitä pidettiin kuninkaallisina ruokia. Niitä käytettiin myös myrkkynä tärkeiden ihmisten murhaamiseen. Jotkut näiden kuolemien oirekuvauksista viittaavat siihen, että ne johtuivat Amanita phalloides -lajista.

Mykologian perusteet alkavat kuitenkin asettua antiikin Kreikan suurten luonnontieteilijöiden kanssa. Ensimmäinen viittaus sen viljelyyn on Kreikan Athenauksen teoksessa Alexandriassa (2.-3. Vuosisataa eKr.).

Ensimmäinen sienten määritelmä oli filosofi Theophrastus (372 - 288 eKr.), Joka ilmoitti olevansa "epätäydellisiä kasveja, joilla ei ole juuria, lehtiä, kukkia tai hedelmiä". Theophrastus kuvaili neljää sienityyppiä, jotka ovat edelleen ryhmitelty erilaisiin perheisiin nykyään.

Toinen panos mykologiaan on Dioscoridesin teoksessa "Della Materia Medica", jossa hän kuvailee joidenkin sienten toksisia ominaisuuksia. Samoin hän kuvaa ensimmäisenä agarisia sieniä (sienetyyppiä), joita käytettiin laajalti lääketieteellisiin tarkoituksiin.

Claudius Galen (kreikkalainen lääkäri) luokitteli sienet kolmeen eri ryhmään: ”bolités” (luultavasti nykyinen Amanita caesaera), “possu”, joka sijaitsee sukuun Boletus, ja “Mykés”. Galen ilmoitti, että kaksi ensimmäistä ryhmää olivat syötäviä ja viimeinen oli myrkyllistä ja erittäin vaarallista.

Viimein Plinius vanhin teoksessaan "Historis naturalis" viittaa siihen tosiseikkaan, että "kukkasukka" sekoitettiin helposti muihin myrkyllisiin sieniin. Kirjoittaja katsoi, että jos nämä sienet kasvaisivat myrkyllisten aineiden alueilla, ne voisivat imeytyä niihin.

Keskiaika ja renessanssi

Keskiajalla mykologialla ei ollut suurta edistystä, koska luonnontieteilijät seurasivat vain Dioscoridesin ja Plinius-teoksia. Tällä hetkellä Euroopassa oli rukiin viljelyssä vakavia ongelmia, jotka johtuivat torajyvän (Claviceps purpurea) hyökkäyksestä.

Myöhemmin, renessanssin aikana, jotkut tutkijat tekivät vaatimattomia panoksia kurinalaisuuteen. Näiden joukossa meillä on Andrea Mattioli, joka tuki Plinion väärää lähestymistapaa myrkyllisiin ”possuihin”.

Tunnettu kasvitieteilijä Andrea Caesalpinio ehdotti sienien luokittelua lähinnä joidenkin morfologisten ominaisuuksien ja eri lajien erilaisten käyttötapojen perusteella.

Century XVIII

Englantilainen kasvitieteilijä John Ray jakoi sienet kolmeen ryhmään kasvutottumuksensa (epigeaaliset ja maan alla olevat) ja morfologisten ominaisuuksien perusteella. Joseph Tournefort (ranskalainen) puolestaan ​​jakoi ne seitsemään ryhmään morfologiansa perusteella.

Pier Antonio Micheli. Lähde: Tuntematon, määrittelemätön. Wikimedia Commons

Nykyaikaisen mykologian perustajana pidetään italialaista Pier Antonio Micheliä. Hän on kirjoittanut useita löytöjä, joita pidetään perusteellisina sienien tutkimisessa.

Hän näytti ensimmäisenä, että lisääntyminen tapahtuu itiöiden kautta eikä spontaanin muodostumisen kautta, kuten tähän asti uskottiin.

Michelin ehdottama sienten luokitusjärjestelmä perustaa neljä luokkaa lisääntymisrakenteiden perusteella. Tätä pidetään keinotekoisena luokituksena, koska se käyttää muuttuvia merkkejä samassa ryhmässä, kuten väriä.

Kun sveitsiläinen Carolus Linnaeus ehdotti binominimikkeistöä teoksessaan ”Systema Naturae” (1735), hän muutti lajien nimeämistapaa. Linnaeus ei vaikuttanut suuresti mykologiaan, mutta hänen järjestelmänsä loi perustan muille tutkijoille.

XIX luvulla

Tämän vuosisadan aikana mykologia tunnustettiin täysin kasvitieteen itsenäisenä tieteenalana, mikä johtui pääasiassa Michelin vahvistamien periaatteiden soveltamisesta sienten tutkimiseen.

Yksi tämän ajan tunnetuimmista mykologista on Christian Persoon. Hänen työnsä perustui lisääntymisrakenteiden analysointiin, päätehtävänsä oli "Synopsis Methodica Fungorum" (1801).

Kirjailija jakoi sienet luokkiin ”angiocarpus” (itiöt, jotka kypsyvät hedelmäkappaleen sisällä) ja “gymnocarpus” (itiöt, jotka kypsyvät hedelmäkappaleen ulkopuolella). Hän kuvasi yli kaksi tuhatta lajia näissä kahdessa suuressa ryhmässä.

Elias Friesiä (ruotsi) pidetään toisena historian suurista mykologista. Tämä kirjoittaja on julkaissut yli 26 tieteellistä teosta, jota pidetään nykyaikaisen mykologian perustana.

Hänen pääteoksensa on "Systema mycologicum" (1821), jossa hän ehdottaa luokittelua, joka perustuu fylogenian käsitteeseen. Tämän kirjoittajan ehdottamat nimet hyväksyttiin mykologisen nimikkeistön perustaksi kansainvälisessä kasvitieteellisessä kongressissa Brysselissä (1910).

20. ja 21. vuosisadat

Mykologia edistyi huomattavasti, kun uudet tekniikat mahdollistivat sienien tarkemman tunnistamisen. Fysiologiset ja biokemialliset menetelmät, mukaan lukien kasvu- ja ravintoaineiden käyttökokeet, alettiin käyttää 1900-luvun alkupuolella.

Myös sienten tuottamat sekundaariset metaboliitit alkoivat tunnistaa ja niiden hyödyllisyys elintarvike- ja lääketeollisuudessa todistettiin.

Myöhemmin, 1900-luvun 90-luvulla, kehittyi molekyylitekniikoita, jotka mahdollistivat sienien fylogeneettisten suhteiden tutkimuksen ja niiden geneettisen koostumuksen tutkimisen.

Lopuksi, genomiikan ala (geneettisen sisällön tutkimus) on kehittynyt jo XXI-luvulla. Nämä tekniikat ovat mahdollistaneet sekvensoida eri sienilajien koko genomin.

Genomitutkimuksen perusteella on saatu tarkka tunnistus eri ryhmistä, joita ei voida erottaa klassisilla tekniikoilla. Samoin näiden organismien käyttömahdollisuuksia eri aloilla, kuten biopolttoaineiden tuotannossa ja lääketieteessä, on parannettu.

Mitä mykologia tutkii? Opintolinja

Sienien tutkimus. Lähde: AJC1 Isosta-Britanniasta, Wikimedia Commonsin kautta

Mykologia on tieteenala, joka vastaa sienien - Sienikunnan - tutkimuksesta ja kaikista niihin liittyvistä näkökohdista.

Mykologiassa harkitaan sienten rakenteellisten ominaisuuksien, elinkaaren ja fysiologisen käyttäytymisen tutkimista. Samoin käsitellään evoluutioprosessien tuntemusta ja näiden organismien merkitystä ekosysteemeissä.

Sienten monimuotoisuus. Lähde: Sasata, Wikimedia Commonsista

Koska sienet ovat tärkeitä maataloudelle, mykologia on kehittänyt tutkimusalueen symbioottisille ryhmille. Mykorrizaattiset sienet (sienten ja juurten välinen symbioosi) optimoivat kasvien ravintoaineiden käytön.

Toinen mielenkiintoisimmista näkökohdista liittyy patogeenisiin sieniin. Tässä mielessä mykologia kohdistuu kasvien ja eläinten loisten sienten tutkimukseen.

Oksat

Mykologia kohdistuu eri opintoaloihin. Tämän vuoksi tutkijat ovat erikoistuneet sen eri aloihin, joihin kuuluvat:

Taksonomia ja fylogenia

Tämä haara käsittelee sienten tunnistamista ja luokittelua sekä niiden ja muiden organismien välisten suhteiden tutkimista. Eri luokitusjärjestelmiä on perustettu morfologisten, lisääntymis- ja fysiologisten ominaisuuksien perusteella muun muassa.

Molekyylitekniikoiden kehittämisen myötä fylogeneesit on kehitetty sieni-valtakunnalle. Samoin on ollut mahdollista luoda suhteita jokaisessa suuressa sieniryhmässä.

Eri lajien maantieteellisen ja ekologisen leviämisen tutkiminen otetaan myös huomioon. Tutkimus sienten monimuotoisuudesta ja suojelutasosta eri alueilla on erittäin kiinnostavaa.

Toinen tärkeä näkökohta tässä haarassa on sienten ekologisten suhteiden tutkiminen, joka käsittelee symbioottisia suhteita muihin organismeihin sekä lukuisten loisten ryhmien ekologista käyttäytymistä.

Biokemia, solubiologia ja fysiologia

Tämä haara tutkii sienten kemiallista koostumusta ja solurakennetta mikroskooppitekniikoilla, sekä optisilla että elektronisilla, solujen biologian tutkimiseksi.

Genetiikan tutkimus mahdollistaa lisääntymismekanismien ymmärtämisen paremmin. On myös mahdollista saada aikaan viljelyelat, jotka soveltuvat kantojen kehittämiseen eri olosuhteissa.

Fysiologian alalla tutkitaan sienten suhteita ympäristöönsä ja ravitsemusmuotoihin. Samoin se käsittelee liuenneiden aineiden ja veden liikettä, samoin kuin tropismia, taktiikoita ja muita mekanismeja.

Biotekniikka ja teollinen mykologia

Se keskittyy sienten hyödyllisyyden tutkimukseen erilaisissa ihmisen toiminnoissa, kuten hiivien käytöllä käymisprosesseissa tai lääkkeiden hankkimisessa.

Eri lajien fysiologiset tekijät käsitellään hiilivetyjen, proteiinisynteesin ja vitamiinien manipuloinnissa. Kaikkia sienten metabolisia näkökohtia manipuloidaan tuotteiden saamiseksi, joita ihmiset voivat käyttää.

Lääketieteellinen mykologia

Se käsittelee sekä eläinten että ihmisten sieni-sairauksia.

Sieni-infektiot vaikuttavat moniin ihmisiin ympäri maailmaa, ja joissakin tapauksissa ne voivat olla erittäin vakavia. Tällä alalla tutkitaan sellaisia ​​näkökohtia kuin patogeenin käyttäytyminen, sen elinkaari ja isäntien vaste.

Tutkimuksia tehdään sieni-tartuntatavoista ja oireista. Immuunivasteita tutkitaan myös ja mahdollisia hoitomuotoja ehdotetaan.

Maatalouden mykologia

Maatalouden mykologia käsittelee hyödyllisten sienten tutkimusta maataloudessa. Nämä organismit ovat osa maaperän elimistöä, joka on välttämätöntä kasvien kehitykselle.

Mykorrizasaalisen muodostumisen (juurten ja sienten yhdistyminen) alalla on koko tutkimusalue. Tällä symbioosilla on suuri merkitys kasvien luonnollisessa ylläpidossa. Samoin niitä käytetään laajalti maataloudessa lannoitteiden käytön vähentämiseksi.

Phytopathology

Fytopatologia on yksi mykologian kehittyneimmistä haaroista. Se selvittää kasvien sienten aiheuttamia sairauksia.

Suuri osa sienistä on kasvien loisia ja suurin osa niistä aiheuttaa tärkeitä sairauksia. Nämä sienitaudit aiheuttavat suuria menetyksiä maataloudessa.

Botrytis cinerea-tartunnan saaneet viinirypäleet. Lähde: John Yesberg, Wikimedia Commonsista

Tällä alalla tutkitaan sairauksia aiheuttavia taudinaiheuttajia sekä kasvussa esiintyviä oireita. Toisaalta ehdotetaan hoitoja ja hoitosuunnitelmia näiden sienten hyökkäyksestä aiheutuvien suurten vahinkojen välttämiseksi.

Kuuluisat mykologit

Tärkeimmät mykologit, jotka ovat antaneet suuren panoksen tähän haaraan, ovat olleet:

• Alejandro Posadas, joka löysi vuonna 1981 sienen nimeltä Coccidioides immitis.
• Vuonna 1986 Guillermo Seeber tapasi sienen, jota nykyään tunnetaan paremmin nimellä Rhinosporidium seeberi.
• Brasilialainen Adolpho Lutz kertoi Paracoccidioides brasiliensis -nimisestä sienestä, joka oli kotoisin moniin systeemisiin mykoosiin Brasilian alueella. Tämä tapahtui vuonna 1908.
• Toisaalta Venezuelassa mykologian kehitys eteni vuodesta 1909. R. Pino Pou löytön ansiosta mykologiaan erikoistunut laboratorio aloitettiin.

Viimeaikainen tutkimusesimerkki

Viime vuosina mykologinen tutkimus on keskittynyt lähinnä genomiikan alaan ja teollisuustuotteiden hankkimiseen.

Fylogeneettisen tutkimuksen osa-alueella genomiikka on mahdollistanut tarkempien suhteiden luomisen sienissä, jotka muodostavat arbuskulaariset mykorrizaat. Tämä ryhmä ei voi kasvaa viljelyväliaineissa, joten DNA-näytteiden saaminen ei ole helppoa.

Vuoden 2013 aikana oli mahdollista sekvensoida lajin Rhizophagus irregularis (Glomeromycotina) genomi. Näiden tietojen perusteella vuonna 2016 oli mahdollista määrittää tämän lajin sukulaisuudet muihin sieniin.

Eri sienien potentiaalia biopolttoaineiden tuotannossa tutkitaan parhaillaan. Vuonna 2017 Pecoramyces-suvun anaerobisia sieniä käytettiin maissijäämien käsittelemiseen ja sokerien ja biopolttoaineiden tuottamiseen.

Tutkijat onnistuivat manipuloimaan sienen käyttäytymistä tekemällä variaatioita elatusaineessa. Tällä tavoin he saavuttivat korkean etanolituotannon sienen käymisprosessien avulla.

Viitteet

1. Gow N ja MG Netea (2016) Lääketieteellinen mykologia ja sieni-immunologia: uudet tutkimusperspektiivit, jotka koskevat suurta maailman terveyshaastetta. Fil. Trans. R. Soc. 371: 1-10.
2. Grigoriev I, Cullen D, SB Goodwin, DHibbett, TW. Jeffries, CP. Kubicek, C Kuske, JK Magnuson, F Martin, JW Spatafora, A Tsang ja SE Baker (2011) Tanssivat tulevaisuutta sienigenomilla. Mycology 2: 192-209
3. Herrera, T (1994) Mykologian tutkimusperspektiivit. Bol. Soc. Bot. Meksiko 55: 39-44.
4. Siniscalco C, F Doveri, G Bellato, L Campana, F Floccia, C Jacomini, C Luperi, C Marciasini ja G Visentin (2013) Italialaisen mykologian historia ja ensimmäinen vaikutus sienten oikeaan nimikkeistöön. ISPRA (ympäristönsuojelu- ja tutkimusinstituutti) Roma, Italia. 101 s.
5. Zhang N, J Luo ja D Bhattacharya (2017) Sienien fylogenomian edistysaskeleet ja niiden vaikutukset sieniperäiseen systemaattisessa julkaisussa: Townsend J ja ZWang (toim.) Sienien fylogenetika ja fylogenomiikka 309-328.