Fykologi historie, studieretning og forskning

4775
Charles McCarthy

De fykologi eller algologi er den vitenskapelige disiplinen som studerer alger, og fokuserer hovedsakelig på studiet av deres fotosyntetiske mekanismer, toksinproduksjon, industriprodukter og systematiske.

Alger er en polyfyletisk gruppe (uten felles forfader) av fotosyntetiske organismer med tilstedeværelse i celleveggen. Denne gruppen inkluderer encellede individer (cyanobakterier eller blågrønne alger) og som flercellede. Likeledes er både prokaryote og eukaryote celler inkludert..

Biodrivstoff produsert med alger i laboratoriet. Kilde: Honeywell [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], via Wikimedia Commons

Fikologien begynte i det gamle Hellas, med verk fra Theophrastus og Dioscorides. I lang tid ble alger ansett å være planter, og det er derfor de hovedsakelig ble studert av botanikere.

Linné var den første som brukte navnet alge for å definere denne gruppen organismer, selv om han også inkluderte noen bryofytter. Imidlertid er det i det nittende århundre når fikologi tar tak som en disiplin, da strukturen til alger er bedre kjent.

I løpet av disse årene ga store fikologer, som Stackhouse, Lamouroux og Kützing, viktige bidrag i biologien og klassifiseringen av alger. Arbeidene hans var hovedsakelig basert på studiet av anatomien og livssyklusen til disse organismer..

Blant studieområdene i fykologi skiller forskningen på "rød tidevann", forårsaket av eksponensiell vekst av mikroalger, seg ut. Disse organismene produserer giftstoffer som forgifter fisk og skalldyr, og påvirker fiskeindustrien og folkehelsen negativt..

Artikkelindeks

  • 1 Historie
    • 1.1 Det antikke Hellas til slutten av 1700-tallet
    • 1.2 Fra 1800 til 1880
    • 1.3 Fra 1880 til begynnelsen av 50-tallet på 1900-tallet
    • 1.4 Moderne fase
  • 2 Fagfelt
  • 3 Eksempler på nylig forskning
    • 3.1 Fotosyntetiske mekanismer
    • 3.2 Fikotoksiner
    • 3.3 Biodrivstoff
    • 3.4 Tungmetaller
    • 3.5 Systematikk
  • 4 Referanser

Historie

Kystnære menneskelige sivilisasjoner utviklet en viktig kobling med alger. Mapuches i Chile inkluderer alger i sin mytologiske symbolikk. For deres del er kineserne de første som etterlater skriftlige referanser om disse organismer..

Fykologi eller algologi, som vitenskap, har sin opprinnelse hovedsakelig i vestlig kultur, og dens utvikling er knyttet til historien om botanikk. Vi kan gjenkjenne fire faser i den historiske utviklingen.

Det antikke Hellas til slutten av 1700-tallet

Den første som bruker begrepet phykos (marine planter) å referere til alger var grekerne Theophrastus og Dioscorides. Senere, fra dette greske navnet, stammer det romerske ordet Fucus, brukes til å gi navn på disse organismer.

I løpet av 1500- og 1600-tallet ble det ikke utført mange studier innen fikologi. Den tsjekkiske botanikeren Von Zalusian (1592) inkluderte alger sammen med sopp, lav og sjøurter i gruppen Musci. Von Zakusian betraktet disse gruppene som "Ruda et Confusa" (vanskelig og forvirrende) på grunn av vanskeligheter med å klassifisere dem.

En annen botaniker som kom med bidrag i de første dagene av fikologien, var Gaspar Bauhin, i sitt arbeid Prodromus theatri botanikk (1620). Forfatteren klassifiserte forskjellige grupper av planter som alger, som mosser og hestehaler (Equisetum).

I 1711 beskrev franske Ferchault de Reaumur de seksuelle strukturene til en algerart. Dette var et viktig bidrag til algologien, selv om botanikere som Samuel Gottlieb fortsatte å vurdere at alger reprodusert ved partenogenese.

Linné inkluderte alger i kryptogamer (frøfrie planter) i sitt seksuelle klassifiseringssystem (1735). Senere, i 1753, beskrev han slekten Fucus, og der begynte gruppen å få en bedre definisjon.

1800 til 1880

Bruk av bedre optiske mikroskoper genererte store fremskritt innen fykologi. Det var i denne perioden de fleste hovedgruppene av alger, som de er kjent i dag, ble definert..

Den første som tydelig demonstrerte algenes seksualitet var sveitseren Pierre Vaucher i sitt arbeid Histoire des conferves de'eau douce (1803). Fra dette arbeidet blir alger anerkjent som en gruppe og algologi begynner å konsolidere seg.

John Stackhouse. Fontene. Google Books [Public domain], via Wikimedia Commons

Det anses at engelskmannen John Stackhouse forvandlet fikologi til en vitenskapelig disiplin. I 1801 studerte Stackhouse spiring av zygoten til arter av Fucus og bestemte at de tilhørte forskjellige kjønn.

Deretter foreslo den franske botanikeren Jean Lamouroux et klassifiseringssystem for alger i 1813. I sine arbeider beskrev han et stort antall arter og definerte tre store grupper (røde, brune og grønne alger).

Blant datidens store fikologer, svenske C.A. Agardh og sønnen J.G. Agardh, som studerte morfologien til alger. J.G. Agardh foreslo en klassifisering av marine alger basert på deres anatomiske egenskaper.

En annen fremtredende algolog var tyskeren Friedrich Kützing, som publiserte en rekke avhandlinger om fikologi der han beskrev forskjellige arter. I sin forskning tok han hovedsakelig hensyn til anatomien til disse organismer.

Fra 1880 til begynnelsen av 1950-tallet på 1900-tallet

I det meste av denne perioden ble fykologi ansett som en gren av botanikk og alger ble inkludert i Thallophyta (Plantae) divisjon. Livssyklusene til mange arter ble også studert, noe som gjorde det mulig å definere de forskjellige gruppene tydeligere..

Den italienske fikologen Giovanni de Toni jobbet i 35 år med arbeidet sitt Sal Algarin, som ble utgitt i 1924. Dette arbeidet samler all kunnskap om systematikken til alger som hittil eksisterte.

I tillegg ble marine fikologi født, som spesialiserte seg i studiet av alger som er tilstede i hav og hav. I løpet av denne perioden begynte ekspedisjoner til forskjellige kyster av verden å klassifisere disse organismer..

Moderne fase

På 50-tallet (1900-tallet) var det et stort fremskritt innen fykologi, takket være utviklingen av skanne- og overføringselektronmikroskop. Dette gjorde det mulig å studere aspekter ved fysiologi, cellebiologi og økologi til de forskjellige gruppene av alger..

På 1970-tallet endret den systematiske tilnærmingen til fikologi seg på grunn av bruk av molekylære teknikker. Det var mulig å fastslå at alger er en polyfyletisk gruppe (de deler ikke en felles forfader). Dermed var cyanobakterier lokalisert i bakterier og de andre gruppene av alger i Protista-riket..

For tiden er fikologi en konsolidert disiplin, og det er mange forskere innen forskjellige studieretninger.

Studieretning

Fykologi er disiplinen som er viet til studiet av alger. Det refererer ikke bare til en taksonomisk kategori (på grunn av opprinnelsen til denne gruppen), men den brukes fortsatt til praktiske formål.

Innenfor alger finnes både prokaryote og eukaryote celler, hvorav de fleste fotosyntetiserer. I den eukaryote gruppen er alger talofytter (planter med thallus) hvis primære fotosyntetiske pigment er klorofyll til.

Rød tang. Kilde: Ed Bierman [CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)], via Wikimedia Commons

Fykologi studerer de morfologiske og anatomiske egenskapene til de forskjellige algegruppene. I tillegg adresserer den forskning på evolusjonsprosessene til disse organismer, inkludert forskjellige aspekter som evolusjon av kloroplast og fotosyntetiske mekanismer..

Innen fysiologi og biokjemi har fykologer viet seg til studiet av de såkalte “red tides”. Dette refererer til den eksponentielle veksten av visse mikroalger som produserer fykotoksiner, som er giftige organismer for marine fauna og mennesker..

Innen algologi vurderes det kunnskapen om algenes rolle i økosystemene der de finnes. Dette emnet er av stor betydning for vitenskapen, siden disse organismer er de viktigste oksygenprodusentene på planeten..

På den annen side er alger nyttige for mennesker som mat og som grunnlag for produksjon av industriprodukter. Derfor studerer fykologi også potensielt nyttige arter, så vel som de mest effektive måtene å bruke alger på..

Nyere forskningseksempler

Fykologi som fagområde omfatter ulike områder av interesse for forskere. For tiden skiller de seg ut som fysiologi, toksinproduksjon, industriprodukter og systematisk..

Fotosyntetiske mekanismer

Det har blitt antydet at kloroplaster i alger utviklet seg fra endosymbiotiske cyanobakterier. Forskning på dette feltet fokuserer på informasjonstransportmekanismer som styrer deling og metabolisme av kloroplaster..

I løpet av 2017 ble det utført en undersøkelse av cyanobakterier og andre grupper av alger. Gjennom dette ble mekanismene for oksygenbruk undersøkt, siden overdreven av dette elementet kan forårsake oksidativ skade i celler.

Resultatene av denne studien viser at et enzym aktiveres i cyanobakterier som beskytter cellen mot høy lysintensitet. Hos andre arter ble det observert biokjemiske strategier som gjør cellene ufølsomme for overskudd Oto.

Fikotoksiner

Produksjonen av phycotoxins kan produsere de såkalte "red tides", som genererer en stor økologisk og økonomisk innvirkning. Dette er grunnen til at fykologi har fokusert på studiet av disse forbindelsene..

Ulike undersøkelser har blitt utført for å bestemme hvordan disse fytotoksiner virker i forskjellige organismer, inkludert mennesker. I 2018 gjennomgikk spanske forskere giftstoffene som produseres av mikroalger og virkningsmekanismene og symptomene de produserer hos mennesker.

Rødvann. Kilde: NOAA [Public domain], via Wikimedia Commons

Biodrivstoff

Fykologi har de siste årene viet oppmerksomhet til feltet biodrivstoff. Det utføres mange undersøkelser av biologiske og anvendte aspekter av alger som potensielt kan være brukbare.

En gjennomgang av utsiktene for bruk av alger som biodrivstoff (gjennomført i 2017) indikerer at de viktigste handlingsutfordringene er på det teknologiske området. Hovedsakelig er de fokusert på å oppnå produksjon av høy biomasse, samt å oppnå tilstrekkelige vekstforhold.

Tungmetaller

Noen gener av alger som Cladophora (grønne alger) og Fucus (rødalger) er tolerante mot tungmetaller. I denne forstand utføres det studier for å bestemme mengden metaller som disse organismer kan inneholde..

Fra den innhentede informasjonen er det etablert simuleringsmodeller om oppførsel av forurensning av tungmetaller i vannmasser..

Systematisk

Fykologi har lagt stor vekt på den systematiske studien av alger. Dette feltet har hovedsakelig fokusert på å studere algenes forhold til hverandre og deres effekt på andre organismer..

Slik sett har molekylære teknikker vært veldig viktige for å definere disse forholdene mellom organismer..

Nylig ble isalgene på Grønland, som ligger i gruppen Chlorophytas (grønne alger), studert. Det er bevist at dette er de algene som er mest relatert til planter, og at deres økologi kan bidra til å bedre forstå plantekoloniseringen av det terrestriske miljøet..

Referanser

  1. Chapman RL, MA Buchheim, CF Delwiche, T Friedl, VAR Huss, KG Karol, LA Lewis, J Manhart, RM McCourt, JL Olsen, og DA Waters (1998) Molecular Systematics of the Green Algen. s. 508-540. I: Soltis DE, PS Soltis og JJ Doyle (red.) Molecular Systematics of Plants II. Springer, Boston, MA. 585 s.
  2. Farabegoli F, L Blanco, L Rodríguez, J Vieites og A Cabado (2018) Fikotoksiner i marine skalldyr: opprinnelse, forekomst og effekter på mennesker. Mars Narkotika 16: 1-26.
  3. Lee RE (2018) Femte utgave. Cambrige University Press. New York, USA. 535 s.
  4. Norton TA, M Melkonian og RA Andersen (1996) Algal biologisk mangfold. Fykologi 35: 308-326.
  5. South GR and A Whittick (1987) Introduksjon til fykologi. Blackwell Scientific Publications. Oxford, Storbritannia. 343 s.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.