علم الفطريات: التاريخ وماذا يدرس والفروع - مادة الاحياء - 2026

و علم الفطريات هو الانضباط مسؤولة عن دراسة الفطريات في مختلف الجوانب. كانت لهذه الكائنات أهمية كبيرة للبشر منذ عصور ما قبل التاريخ. تعود بداياتها إلى اليونان القديمة ، عندما تم تصنيف الفطر على أنه نبات. في وقت لاحق ، خلال القرنين الثامن عشر والتاسع عشر ، تم وضع أسس هذا النظام.

يعتبر الإيطالي Pier Antonio Micheli (1679-1737) مؤسس علم الفطريات الحديث. أثبت هذا المؤلف أهمية الهياكل التناسلية في تصنيف الفطريات.

في وقت لاحق ، اقترح السويدي إلياس فرايز (1794-1878) قواعد تسمية الفطريات المستخدمة حاليًا. بعد ذلك ، تمت رعاية علم الفطريات من خلال تخصصات مثل الفحص المجهري وعلم الوراثة الجزيئي وعلم الجينوم.

يحتوي علم الفطريات على العديد من الفروع ، من بينها التصنيف وعلم الوراثة ، بالإضافة إلى الكيمياء الحيوية وبيولوجيا الخلية. يتم أيضًا تناول مجال علم الفطريات الطبية والصناعية والزراعية وعلم أمراض النبات.

تشمل الأبحاث الحديثة في علم اللاهوت النظامي استخدام علم الجينوم لتوليد معلومات عن القرابة بين بعض المجموعات. في المجال الصناعي ، ركزت الدراسات على إنتاج الوقود الحيوي من نشاط الفطريات.

التاريخ

حضارات ما قبل التاريخ

منذ العصر الحجري القديم هناك إشارات أثرية لاستخدام الفطريات. يعتبر أن بعض أنواع الفطر الصالح للأكل يتم حصادها للاستهلاك الغذائي. وبالمثل ، تم العثور على لوحات تمثل الفطر.

في أفريقيا ، تم العثور على أدلة على استخدام الفطر المهلوس من قبل الحضارات التي سكنت الصحراء الكبرى. توجد أيضًا في أوروبا سجلات لاستخدام أنواع Fomes fomento كجزء من مادة الاشتعال المستخدمة لإشعال الحرائق.

هناك سجلات لاستخدام عيش الغراب في ثقافات المايا في المكسيك وغواتيمالا. تم استخدام أنواع مختلفة من الفطر ذات الخصائص المهلوسة في الطقوس السحرية والدينية لهذه الثقافات.

روما القديمة واليونان

في الإمبراطورية روما ، كان الفطر الصالح للأكل ذو قيمة عالية ويعتبر طعامًا ملكيًا. كما تم استخدامها كسم لاغتيال أشخاص مهمين. تشير بعض أوصاف أعراض هذه الوفيات إلى أنها كانت ناجمة عن نوع Amanita phalloides.

ومع ذلك ، بدأت أسس علم الفطريات في الاستقرار مع علماء الطبيعة العظماء في اليونان القديمة. تم العثور على المرجع الأول لزراعته في أعمال أثينا اليونانية في الإسكندرية (القرن الثاني والثالث قبل الميلاد).

أول من حدد الفطريات كان الفيلسوف ثيوفراستوس (372-288 قبل الميلاد) ، الذي أشار إلى أنها "نباتات غير كاملة ، بدون جذور أو أوراق أو أزهار أو ثمار". وصف ثيوفراستوس أربعة أنواع من الفطريات لا تزال مجمعة في عائلات مختلفة اليوم.

هناك مساهمة أخرى في علم الفطريات قدمها ديوسكوريدس في عمله "ديلا ماتيريا ميديكا" ، حيث يصف الخصائص السامة لبعض الفطريات. وبالمثل ، فهو أول من وصف عيش الغراب (نوع الفطر) الذي كان يستخدم على نطاق واسع للأغراض الطبية.

صنف كلوديوس جالين (طبيب يوناني) الفطر إلى ثلاث مجموعات مختلفة: "بوليتيز" (ربما تكون أمانيتا كاسييرا الحالية) ، و "بورسيني" ، الموجودة في جنس بوليتوس ، و "ميكيس". وأشار جالينوس إلى أن المجموعتين الأوليين كانت صالحة للأكل والأخيرة كانت سامة وخطيرة للغاية.

أخيرًا ، يشير بليني الأكبر في عمله "Historis naturalis" إلى حقيقة أن "البوليطس" كان من السهل الخلط بينه وبين عيش الغراب السام الآخر. واعتبر المؤلف أنه إذا نمت هذه الفطريات في مناطق بها مواد سامة ، فيمكنها امتصاصها.

العصور الوسطى وعصر النهضة

خلال العصور الوسطى ، لم يكن لعلم الفطريات تقدم كبير ، لأن علماء الطبيعة تابعوا فقط أعمال ديوسكوريدس وبليني. في هذا الوقت ، كانت هناك مشاكل خطيرة في زراعة الجاودار في أوروبا بسبب هجوم الإرغوت (Claviceps purpurea).

في وقت لاحق ، خلال عصر النهضة ، قدم بعض العلماء مساهمات متواضعة في الانضباط. من بين هؤلاء لدينا أندريا ماتيولي ، الذي أيد نهج بلينيو الخاطئ في التعامل مع "البورسيني" السام.

اقترح عالم النبات الشهير Andrea Caesalpinio تصنيفًا للفطريات يعتمد بشكل أساسي على بعض الخصائص المورفولوجية والاستخدامات المختلفة للأنواع المختلفة.

القرن الثامن عشر

قام جون راي ، عالم النبات الإنجليزي ، بتقسيم الفطريات إلى ثلاث مجموعات وفقًا لعادات نموها (لسان المزمار وتحت الأرض) والخصائص المورفولوجية. من جانبه ، قسمهم جوزيف تورنفورت (الفرنسية) إلى سبع مجموعات وفقًا لتشكلهم.

بيير أنطونيو ميتشيلي. المصدر: غير معروف ، غير محدد. ويكيميديا ​​كومنز

يعتبر مؤسس علم الفطريات الحديث هو الإيطالي Pier Antonio Micheli. وهو مؤلف للعديد من الاكتشافات التي تعتبر أساسية في دراسة الفطريات.

كان أول من أظهر أن التكاثر يحدث من خلال الجراثيم وليس عن طريق التكاثر التلقائي ، كما كان يعتقد حتى الآن.

يحدد نظام تصنيف الفطريات الذي اقترحه ميشيلي أربع فئات على أساس الهياكل التناسلية. يعتبر هذا تصنيفًا مصطنعًا ، لأنه يستخدم أحرفًا متغيرة داخل نفس المجموعة مثل اللون.

عندما اقترح السويسري كارولوس لينيوس التسمية ذات الحدين في عمله "Systema Naturae" (1735) ، قام بتغيير طريقة تسمية الأنواع. لم يقدم لينيوس مساهمات كبيرة في علم الفطريات ، لكن نظامه وضع الأساس لباحثين آخرين.

القرن التاسع عشر

خلال هذا القرن ، تم التعرف على علم الفطريات تمامًا باعتباره تخصصًا مستقلاً عن علم النبات ، ويرجع ذلك أساسًا إلى تطبيق المبادئ التي وضعها ميشيلي لدراسة الفطريات.

كريستيان بيرسون هو أحد أشهر علماء الفطريات في هذا الوقت. استند عمله على تحليل الهياكل الإنجابية ، وعمله الرئيسي هو "Synopsis Methodica Fungorum" (1801).

قام هذا المؤلف بفصل الفطريات إلى فئات "angiocarpus" (جراثيم تنضج داخل الجسم الثمرى) و "gymnocarpus" (جراثيم تنضج خارج الجسم الثمرى). وصف أكثر من ألفي نوع ضمن هاتين المجموعتين الكبيرتين.

يعتبر إلياس فرايز (سويدي) أحد أعظم علماء الفطريات في التاريخ. نشر هذا المؤلف أكثر من 26 عملاً علميًا ، والتي تعتبر أساس علم الفطريات الحديث.

عمله الرئيسي هو "Systema mycologicum" (1821) ، حيث يقترح تصنيفًا يعتمد على مفهوم نسالة. تم قبول الأسماء التي اقترحها هذا المؤلف كأساس للتسميات الفطرية في المؤتمر النباتي الدولي في بروكسل (1910).

القرنين العشرين والحادي والعشرين

حقق علم الفطريات تقدمًا كبيرًا عندما سمحت التقنيات الجديدة بتحديد أكثر دقة للفطريات. بدأ استخدام الأساليب الفسيولوجية والكيميائية الحيوية ، بما في ذلك اختبارات النمو واستخدام المغذيات ، في أوائل القرن العشرين.

كما بدأ تحديد المستقلبات الثانوية التي تنتجها الفطريات وثبت فائدتها في الصناعات الغذائية والصيدلانية.

في وقت لاحق ، في التسعينيات من القرن العشرين ، حدث تطور في التقنيات الجزيئية ، مما سمح بدراسة العلاقات التطورية داخل الفطريات ودراسة تكوينها الجيني.

أخيرًا ، في القرن الحادي والعشرين ، تطور مجال علم الجينوم (دراسة المحتوى الجيني). جعلت هذه التقنيات من الممكن تسلسل الجينوم الكامل لأنواع مختلفة من الفطريات.

بناءً على البحث الجينومي ، تم تحقيق التحديد الدقيق للمجموعات المختلفة التي لا يمكن تمييزها بالتقنيات الكلاسيكية. وبالمثل ، تم تعزيز إمكانيات استخدام هذه الكائنات الحية في مختلف المجالات ، مثل إنتاج الوقود الحيوي والطب.

ماذا يدرس علم الفطريات؟ مجال الدراسة

دراسة الفطريات. المصدر: AJC1 من المملكة المتحدة ، عبر ويكيميديا ​​كومنز

علم الفطريات هو المجال المسؤول عن دراسة الفطريات - مملكة الفطريات - وجميع الجوانب المتعلقة بها.

ضمن علم الفطريات ، يتم التفكير في دراسة الخصائص الهيكلية ودورات الحياة والسلوك الفسيولوجي للفطريات. وبالمثل ، يتم تناول معرفة العمليات التطورية وأهمية هذه الكائنات داخل النظم البيئية.

تنوع الفطريات. المصدر: Sasata، from Wikimedia Commons

نظرًا لأهمية الفطريات للزراعة ، فقد طور علم الفطريات مجالًا للدراسة للمجموعات التكافلية. تعمل الفطريات التي تشكل الفطريات الفطرية (التعايش بين الفطريات والجذور) على تحسين استخدام العناصر الغذائية من قبل النباتات.

أحد الجوانب الأخرى الأكثر إثارة للاهتمام هو الذي يشير إلى الفطريات المسببة للأمراض. بهذا المعنى ، يعالج علم الفطريات دراسة الفطريات الطفيلية للنباتات والحيوانات.

الفروع

يعالج علم الفطريات مختلف مجالات الدراسة. وقد دفع ذلك الباحثين إلى التخصص في فروعه المختلفة ، ومن بينها:

التصنيف والتطور

يتعامل هذا الفرع مع تحديد وتصنيف الفطريات ، وكذلك دراسة العلاقات بينها وبين الكائنات الحية الأخرى. تم إنشاء أنظمة تصنيف مختلفة بناءً على الخصائص المورفولوجية والإنجابية والفسيولوجية ، من بين جوانب أخرى.

مع تطور التقنيات الجزيئية ، تم تطوير علم السلالات لمملكة الفطريات. وبالمثل ، كان من الممكن إقامة علاقات داخل كل مجموعة كبيرة من الفطريات.

كما تؤخذ دراسة التوزيع الجغرافي والإيكولوجي للأنواع المختلفة في الاعتبار. البحث عن تنوع الفطريات وحالة حفظها في مناطق مختلفة ذات أهمية كبيرة.

جانب آخر مهم في هذا الفرع هو دراسة العلاقات البيئية للفطريات ، والتي تتناول العلاقات التكافلية مع الكائنات الحية الأخرى ، وكذلك السلوك البيئي لمجموعات الطفيليات العديدة.

الكيمياء الحيوية وبيولوجيا الخلية وعلم وظائف الأعضاء

يدرس هذا الفرع التركيب الكيميائي والبنية الخلوية للفطريات من خلال تقنيات الفحص المجهري ، البصرية والإلكترونية ، لدراسة بيولوجيا الخلايا.

يسمح البحث في مجال علم الوراثة بفهم أفضل لآليات التكاثر. من الممكن أيضًا تحقيق وسائط استزراع مناسبة لتطوير السلالات في ظل ظروف مختلفة.

في مجال علم وظائف الأعضاء ، يتم دراسة علاقات الفطريات مع بيئتها وأشكال التغذية. وبالمثل ، فهو يتعامل مع حركة المواد المذابة والماء ، وكذلك المدارات والتكتيكات والآليات الأخرى.

التكنولوجيا الحيوية وعلم الفطريات الصناعية

يركز على البحث عن فائدة الفطريات في الأنشطة البشرية المختلفة ، مثل استخدام الخمائر في عمليات التخمير أو الحصول على الأدوية.

يتم التعامل مع العوامل الفسيولوجية للأنواع المختلفة من أجل معالجة الهيدروكربونات وتخليق البروتين والفيتامينات. يتم التلاعب بجميع جوانب التمثيل الغذائي للفطريات من أجل الحصول على منتجات يمكن أن يستخدمها البشر.

علم الفطريات الطبية

يتعامل مع دراسة الأمراض الفطرية في كل من الحيوانات والبشر.

تصيب العدوى الفطرية العديد من الأشخاص في جميع أنحاء العالم ، وفي بعض الحالات يمكن أن تكون خطيرة للغاية. في هذا المجال ، يتم دراسة جوانب مثل سلوك الممرض ودورة حياته واستجابة المضيفين.

يتم البحث عن طرق العدوى وأعراض الأمراض الفطرية. يتم أيضًا دراسة الاستجابات المناعية واقتراح العلاجات الممكنة.

علم الفطريات الزراعية

يتعامل علم الفطريات الزراعية مع دراسة الفطريات المفيدة في الزراعة. هذه الكائنات الحية هي جزء من الكائنات الحية في التربة الضرورية لنمو النباتات.

هناك مجال بحثي كامل في مجال تكوين الفطريات الفطرية (رابطة الجذور والفطريات). هذا التعايش له أهمية كبيرة في الحفاظ على النباتات بشكل طبيعي. وبالمثل ، فهي تستخدم على نطاق واسع في الزراعة للحد من استخدام الأسمدة.

علم أمراض النبات

علم أمراض النبات هو أحد أكثر الفروع تطورًا في علم الفطريات. يدرس الأمراض التي تسببها الفطريات في النباتات.

نسبة عالية من الفطريات هي طفيليات النباتات ومعظمها تسبب أمراضًا مهمة. هذه الأمراض الفطرية مسؤولة عن خسائر كبيرة في الزراعة.

العنب المصاب ببوتريتيس سينيريا. المصدر: John Yesberg، from Wikimedia Commons

في هذا المجال ، يتم دراسة مسببات الأمراض التي تسبب الأمراض ، وكذلك الأعراض التي تحدث في النبات. من ناحية أخرى ، تم اقتراح خطط العلاج والإدارة من أجل تجنب الضرر الكبير من هجوم هذه الفطريات.

مشاهير علماء الفطريات

كان علماء الفطريات الرئيسيون الذين قدموا مساهمات كبيرة لهذا الفرع هم:

• أليخاندرو بوساداس ، الذي اكتشف في عام 1981 فطر يسمى Coccidioides immitis.
• في عام 1986 ، التقى Guillermo Seeber بالفطر المعروف اليوم باسم Rhinosporidium seeberi.
• أبلغ البرازيلي Adolpho Lutz عن الفطريات المعروفة باسم Paracoccidioides brasiliensis ، والتي كانت موطنًا للعديد من داء الفطريات الجهازية في منطقة البرازيل. حدث هذا في عام 1908.
• من ناحية أخرى ، تقدمت التطورات في علم الفطريات في فنزويلا منذ عام 1909. بفضل اكتشاف R. Pino Pou ، بدأ بناء مختبر متخصص في علم الفطريات.

مثال بحثي حديث

في السنوات الأخيرة ، ركزت أبحاث علم الفطريات بشكل أساسي على مجال علم الجينوم والحصول على المنتجات الصناعية.

في فرع دراسات علم الوراثة ، جعل علم الجينوم من الممكن إقامة علاقات أكثر دقة في الفطريات التي تشكل الفطريات الفطرية. لا يمكن لهذه المجموعة أن تنمو في وسط الاستنبات ، لذلك ليس من السهل الحصول على عينات من الحمض النووي.

خلال عام 2013 ، كان من الممكن تحديد تسلسل الجينوم الخاص بالنوع Rhizophagus irnormis (Glomeromycotina). باستخدام هذه البيانات ، في عام 2016 ، كان من الممكن تحديد علاقات القرابة بين هذا النوع والفطريات الأخرى.

تجري حاليًا دراسة إمكانات الفطريات المختلفة في إنتاج الوقود الحيوي. في عام 2017 ، تم استخدام الفطريات اللاهوائية من جنس Pecoramyces لمعالجة بقايا الذرة وإنتاج السكريات والوقود الحيوي.

تمكن الباحثون من التلاعب بسلوك الفطر ، مما أدى إلى اختلافات في وسط الاستزراع. وبذلك ، حققوا إنتاجًا عاليًا من الإيثانول من خلال عمليات التخمير للفطر.

المراجع

1. Gow N and MG Netea (2016) علم الفطريات الطبية وعلم المناعة الفطري: وجهات نظر بحثية جديدة تتناول تحديًا صحيًا عالميًا كبيرًا. فيل. عبر. R. Soc.371: 1-10.
2. Grigoriev I، Cullen D، SB Goodwin، DHibbett، TW. جيفريز ، سي بي. Kubicek و C Kuske و JK Magnuson و F Martin و JW Spatafora و A Tsang و SE Baker (2011) تزويد المستقبل بعلم الجينوم الفطري. علم الفطريات 2: 192-209
3. هيريرا ، تي (1994) وجهات نظر البحث في علم الفطريات. بول. Soc. Bot. المكسيك 55: 39-44.
4. Siniscalco C و F Doveri و G Bellato و L Campana و F Floccia و C Jacomini و C Luperi و C Marciasini و G Visentin (2013) تاريخ علم الفطريات الإيطالية والمساهمة الأولى في التسمية الصحيحة للفطريات. ISPRA (معهد حماية البيئة والبحوث) روما ، إيطاليا. 101 ص.
5. Zhang N و J Luo و D Bhattacharya (2017) التطورات في علم الوراثة الفطرية وتأثيرها على النظام الفطري في: Townsend J و ZWang (محرران) علم الوراثة الفطري وعلم الوراثة العرقي 309-328.