MICOLOGIE: ISTORIE, CE STUDIAZĂ ȘI SE RAMIFICĂ - BIOLOGIE - 2025

Micologie este disciplina responsabil pentru studiul de ciuperci în diferite aspecte. Aceste organisme au avut o importanță deosebită pentru oameni încă din timpurile preistorice. Începuturile sale datează din Grecia Antică, când ciupercile erau clasificate ca plante. Mai târziu, în secolele XVIII și XIX, s-au pus bazele acestei discipline.

Pier-ul italian Antonio Antonio Micheli (1679-1737) este considerat fondatorul micologiei moderne. Acest autor a evidențiat importanța structurilor reproductive în clasificarea ciupercilor.

Ulterior, suedezul Elias Fries (1794-1878) a propus bazele nomenclaturii ciupercilor utilizate în prezent. Ulterior, micologia a fost alimentată de discipline precum microscopia, genetica moleculară și genomica.

Micologia are mai multe ramuri, printre care se evidențiază taxonomia și filogenia, precum și biochimia și biologia celulară. Domeniul medical, industrial, micologic și fitopatologie agricolă este abordat.

Cercetări recente în sistematică includ utilizarea genomicii pentru a genera informații despre rudenia unor grupuri. În domeniul industrial, studiile s-au concentrat pe producția de biocombustibili din activitatea ciupercilor.

Istorie

Civilizații preistorice

Din paleolitic există referințe arheologice la utilizarea ciupercilor. Se consideră că unele ciuperci comestibile au fost recoltate pentru a fi consumate în scopuri alimentare. De asemenea, s-au găsit picturi unde sunt reprezentate ciupercile.

În Africa, s-au găsit dovezi privind utilizarea ciupercilor halucinogene de către civilizațiile care au locuit în deșertul Sahara. De asemenea, în Europa există înregistrări privind utilizarea speciilor Fomes fomento ca parte a colțului folosit pentru aprinderea incendiilor.

Există înregistrări privind utilizarea ciupercilor în culturile mayace din Mexic și Guatemala. Diverse ciuperci cu proprietăți halucinogene au fost utilizate în ritualurile magico-religioase ale acestor culturi.

Roma antică și Grecia

În Roma imperială, ciupercile comestibile erau foarte apreciate și erau considerate hrană regală. Au fost, de asemenea, folosite ca otravă pentru a asasina oameni importanți. Unele dintre descrierile de simptome ale acestor decese sugerează că acestea au fost cauzate de specia Amanita phalloides.

Cu toate acestea, bazele micologiei încep să se stabilească cu marii naturaliști ai Greciei Antice. Prima referire la cultivarea sa se găsește în opera lui Ateneu grecesc din Alexandria (secolul II-III î.Hr.).

Primul care a definit ciupercile a fost filosoful Theophrastus (372-288 î.Hr.), care a indicat că sunt „plante imperfecte, fără rădăcini, frunze, flori sau fructe”. Theophrastus a descris patru tipuri de ciuperci care sunt încă grupate în familii diferite astăzi.

O altă contribuție la micologie este adusă de Dioscoride în lucrarea sa „Della Materia Medica”, unde descrie proprietățile toxice ale unor ciuperci. De asemenea, el este primul care descrie ciuperci agarice (tip ciupercă) care au fost utilizate pe scară largă în scopuri medicinale.

Claudius Galen (medic grec) a clasificat ciupercile în trei grupe diferite: „bolités” (probabil actuala Amanita caesaera), „porcini”, situate în genul Boletus și „Mykés”. Galen a indicat că primele două grupuri erau comestibile, iar ultima era toxică și foarte periculoasă.

În cele din urmă, Pliniu cel Bătrân în lucrarea sa „Being naturalis” se referă la faptul că „boletus” au fost ușor confundate cu alte ciuperci otrăvitoare. Autorul a considerat că dacă aceste ciuperci creșteu în zone cu substanțe toxice, le-ar putea absorbi.

Evul mediu și Renașterea

În Evul Mediu, micologia nu a avut progrese majore, deoarece naturaliștii au urmat doar lucrările lui Dioscoride și Pliniu. În acest moment în Europa au existat probleme grave în cultivarea secarului din cauza atacului ergotului (Claviceps purpurea).

Mai târziu, în perioada Renașterii, unii oameni de știință au adus contribuții modeste la disciplină. Printre aceștia îi avem pe Andrea Mattioli, care a susținut abordarea falsă a lui Plinio față de „porcini” otrăvitori.

Cunoscutul botanist Andrea Caesalpinio a propus o clasificare a ciupercilor bazată mai ales pe unele caracteristici morfologice și pe diferitele utilizări ale diferitelor specii.

Secolul XVIII

John Ray, un botanist englez, a separat ciupercile în trei grupe în funcție de obișnuința lor de creștere (epigeală și subterană) și de caracteristicile morfologice. La rândul său, Joseph Tournefort (francez) i-a împărțit în șapte grupe în funcție de morfologia lor.

Pier Antonio Micheli. Sursa: Necunoscut, nedefinit. Wikimedia Commons

Fondatorul micologiei moderne este considerat a fi italian Pier Antonio Micheli. Este autorul mai multor descoperiri considerate fundamentale în studiul ciupercilor.

El a fost primul care a arătat că reproducerea are loc prin spori și nu prin generarea spontană, așa cum se credea până acum.

Sistemul de clasificare a ciupercilor propus de Micheli stabilește patru clase pe baza structurilor reproductive. Aceasta este considerată o clasificare artificială, deoarece folosește caractere variabile în cadrul aceluiași grup, cum ar fi culoarea.

Când elvețianul Carolus Linnaeus a propus nomenclatura binomială în lucrarea sa „Systema Naturae” (1735), el a schimbat modul de a numi specia. Linnaeus nu a adus contribuții mari la micologie, dar sistemul său a pus bazele altor cercetători.

Secolul XIX

În acest secol, micologia a fost recunoscută pe deplin ca o disciplină independentă de botanică, în principal datorită aplicării principiilor stabilite de Micheli pentru studiul ciupercilor.

Unul dintre cei mai renumiți micologi din această perioadă este Christian Persoon. Lucrarea sa s-a bazat pe analiza structurilor de reproducere, opera sa principală fiind „Synopsis Methodica Fungorum” (1801).

Acest autor a separat ciupercile în clasele „angiocarpus” (sporii care se maturizează în corpul fructificant) și „gimnocarpus” (sporii care se maturizează în afara corpului fructificant). El a descris mai mult de două mii de specii din aceste două mari grupuri.

Elias Fries (suedez) este considerat un alt dintre marii micologi din istorie. Acest autor a publicat peste 26 de lucrări științifice, considerate baza micologiei moderne.

Opera sa principală este „Systema mycologicum” (1821), unde propune o clasificare bazată pe conceptul de filogenie. Numele propuse de acest autor au fost acceptate ca bază a nomenclaturii micologice la Congresul Botanic Internațional de la Bruxelles (1910).

Secolele XX și XXI

Micologia a făcut mari progrese atunci când noile tehnologii au permis identificarea mai exactă a ciupercilor. Metodele fiziologice și biochimice, inclusiv testele de creștere și de utilizare a nutrienților, au început să fie utilizate la începutul secolului XX.

De asemenea, au început să fie identificați metaboliții secundari produși de ciuperci și sa dovedit utilitatea lor în industria alimentară și farmaceutică.

Ulterior, în anii 90 ai secolului XX, s-a produs dezvoltarea tehnicilor moleculare, ceea ce a permis studiul relațiilor filogenetice din ciuperci și studiul compoziției genetice a acestora.

În cele din urmă, deja în secolul XXI s-a dezvoltat domeniul genomicii (studiul conținutului genetic). Aceste tehnici au făcut posibilă secvențarea întregului genom al diferitelor specii fungice.

Pe baza cercetărilor genomice, s-a obținut identificarea exactă a diferitelor grupuri care nu au putut fi diferențiate cu tehnicile clasice. De asemenea, au fost îmbunătățite posibilitățile de utilizare a acestor organisme în diferite domenii, cum ar fi producția de biocombustibili și medicamente.

Ce studiază micologia? Domeniu de studiu

Studiul ciupercilor. Sursa: AJC1 din Marea Britanie, prin Wikimedia Commons

Micologia este disciplina care este responsabilă pentru studiul ciupercilor - Regatul Ciupercilor - și toate aspectele legate de acestea.

În cadrul micologiei este avut în vedere studiul caracteristicilor structurale, ciclurilor de viață și comportamentului fiziologic al ciupercilor. De asemenea, se abordează cunoașterea proceselor evolutive și importanța acestor organisme în cadrul ecosistemelor.

Diversitate de ciuperci. Sursa: Sasata, de la Wikimedia Commons

Datorită importanței ciupercilor pentru agricultură, micologia a dezvoltat un câmp de studiu pentru grupuri simbiotice. Ciupercile care formează micorizele (simbioza dintre ciuperci și rădăcini) optimizează utilizarea nutrienților de către plante.

Un alt dintre cele mai interesante aspecte este cel referitor la ciuperci patogene. În acest sens, micologia abordează studiul ciupercilor parazite ale plantelor și animalelor.

Ramuri

Micologia abordează diferite domenii de studiu. Acest lucru a determinat cercetătorii să se specializeze în diferitele sale ramuri, printre care se numără:

Taxonomie și filogenie

Această ramură se ocupă cu identificarea și clasificarea ciupercilor, precum și studiul relațiilor dintre ei și cu alte organisme. Au fost stabilite diverse sisteme de clasificare bazate pe caracteristici morfologice, reproductive și fiziologice, printre alte aspecte.

Odată cu dezvoltarea tehnicilor moleculare, filogeniile au fost dezvoltate pentru Regatul Fungi. De asemenea, a fost posibil să se stabilească relații în cadrul fiecărui grup mare de ciuperci.

Studiul distribuției geografice și ecologice a diferitelor specii este, de asemenea, luat în considerare. Cercetările privind diversitatea și starea de conservare a ciupercilor din diferite regiuni sunt de mare interes.

Un alt aspect important în această ramură este studiul relațiilor ecologice ale ciupercilor, care abordează relațiile simbiotice cu alte organisme, precum și comportamentul ecologic al numeroaselor grupuri de paraziți.

Biochimie, biologie celulară și fiziologie

Această ramură studiază compoziția chimică și structura celulară a ciupercilor prin tehnici de microscopie, atât optice cât și electronice, pentru a studia biologia celulelor.

Cercetarea în domeniul geneticii permite o mai bună înțelegere a mecanismelor de reproducere. De asemenea, este posibil să se obțină medii de cultură adecvate pentru dezvoltarea tulpinilor în diferite condiții.

În domeniul fiziologiei, sunt studiate relațiile fungilor cu mediul lor și formele de nutriție. De asemenea, se ocupă cu mișcarea solutilor și a apei, precum și cu tropisme, tactisme și alte mecanisme.

Biotehnologie și micologie industrială

Se concentrează asupra cercetării asupra utilității ciupercilor în diferite activități umane, cum ar fi utilizarea drojdiilor în procesele de fermentare sau obținerea de medicamente.

Factorii fiziologici ai diferitelor specii sunt gestionați pentru manipularea hidrocarburilor, sintezei proteinelor și a vitaminelor. Toate aspectele metabolice ale ciupercilor sunt manipulate pentru a obține produse care pot fi utilizate de om.

Micologie medicală

Se ocupă cu studiul bolilor fungice atât la animale, cât și la oameni.

Infecțiile fungice afectează multe persoane din întreaga lume și, în unele cazuri, pot fi foarte grave. În acest domeniu, sunt studiate aspecte precum comportamentul agentului patogen, ciclul său de viață și răspunsul gazdelor.

Cercetările sunt făcute pe căile de contagiune și simptomele bolilor fungice. Răspunsurile imune sunt de asemenea studiate și sunt posibile tratamente.

Micologia agricola

Micologia agricolă se ocupă cu studiul ciupercilor utile în agricultură. Aceste organisme fac parte din biota solului esențială pentru dezvoltarea plantelor.

Există un întreg domeniu de cercetare în zona formării micorizante (asocierea rădăcinilor și ciupercilor). Această simbioză are o importanță deosebită în întreținerea plantelor în mod natural. De asemenea, sunt utilizate pe scară largă în agricultură pentru a reduce utilizarea îngrășămintelor.

Fitopatologie

Fitopatologia este una dintre cele mai dezvoltate ramuri în micologie. Studiază bolile cauzate de ciuperci la plante.

Un procent ridicat de ciuperci sunt paraziți ai plantelor și majoritatea sunt cauza unor boli importante. Aceste boli fungice sunt responsabile de pierderi mari în agricultură.

Struguri infectați cu Botrytis cinerea. Sursa: John Yesberg, de la Wikimedia Commons

În acest domeniu, sunt studiați agenții patogeni care provoacă boli, precum și simptomele care apar la plantă. Pe de altă parte, sunt propuse tratamente și planuri de management pentru a evita daunele mari cauzate de atacul acestor ciuperci.

Micologi celebri

Principalii micologi care au adus contribuții deosebite la această ramură au fost:

• Alejandro Posadas , care în 1981 a descoperit o ciupercă numită Coccidioides immitis.
• În 1986, Guillermo Seeber a întâlnit ciuperca mai bine cunoscută astăzi sub numele de Rhinosporidium seeberi.
• Brazilianul Adolpho Lutz a raportat ciuperca cunoscută sub numele de Paracoccidioides brasiliensis, care era originară a multor micoze sistemice din regiunea Braziliei. Acest lucru s-a întâmplat în 1908.
• Pe de altă parte, în Venezuela, progresele în micologie au avansat începând cu anul 1909. Datorită unei descoperiri realizate de R. Pino Pou , a început să fie construit un laborator specializat pentru micologie.

Exemplu de cercetare recentă

În ultimii ani, cercetările în domeniul micologiei s-au concentrat în principal pe domeniul genomicii și obținerea de produse industriale.

În ramura studiilor filogenetice, genomica a făcut posibilă stabilirea de relații mai precise la ciuperci care formează micorizele arbusculare. Acest grup nu poate crește în medii de cultură, astfel încât nu este ușor să obțineți probe de ADN.

Pe parcursul anului 2013, a fost posibilă secvențarea genomului speciei Rhizophagus irregularis (Glomeromycotina). Cu aceste date, în 2016 a fost posibilă determinarea relațiilor de rudenie ale acestei specii cu alți ciuperci.

În prezent este studiat potențialul diferitelor ciuperci în producția de biocombustibili. În 2017, ciupercile anaerobe din genul Pecoramyces au fost utilizate pentru procesarea reziduurilor de porumb și producerea de zaharuri și biocombustibili.

Cercetătorii au reușit să manipuleze comportamentul ciupercii, făcând variații în mediul de cultură. Prin aceasta, au obținut o producție ridicată de etanol prin procesele de fermentare a ciupercii.

Referințe

1. Gow N și MG Netea (2016) Micologie medicală și imunologie fungică: noi perspective de cercetare care abordează o provocare majoră a sănătății mondiale. 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 și SE Baker (2011) Alimentând viitorul cu genomica fungică. Micologie 2: 192-209
3. Herrera, T (1994) Perspective ale cercetării în micologie. Bol. Soc. Bot. Mexic 55: 39-44.
4. Siniscalco C, F Doveri, G Bellato, L Campana, F Floccia, C Jacomini, C Luperi, C Marciasini și G Visentin (2013) Istoria micologiei italiene și prima contribuție la nomenclatura corectă a ciupercilor. ISPRA (Institutul pentru Protecția și Cercetarea Mediului) Roma, Italia. 101 pp.
5. Zhang N, J Luo și D Bhattacharya (2017) Progrese în filogenomia fungică și impactul lor asupra sistematică fungică În: Townsend J și ZWang (eds.) Filogenetică fungică și filogenomică 309-328.