Наука о грибах (микология) – это наука занимающаяся изучением необъятного и загадочного Царства Грибов. Об истории и развитии микологии, ученых оставивших в ней свой заметный след. О задачах современной микологии и различных актуальных направлениях развития этой науки.
Растущие повсюду
Наука о грибах – это непрерывно развивающаяся, еще со времен античности, сумма человеческих познаний об этих, весьма загадочных, творениях природы. Титаническое, великолепное, и, до сих пор изученное лишь в малой своей толике, Царство Грибов всегда привлекало внимание человека.
Одни из самых древних из известных нам человеческих рисунков изображают шамана, из тела которого растут грибы. Уже в доисторические времена люди употребляли грибы в пищу, использовали их как лекарство или яд, и не переставали удивляться невиданному многообразию видов, форм и размеров этих диковинных творений природы.
Сейчас изучением Царства Грибов занимается наука микология – «грибоведение» по гречески. Очень долгое время эта наука считалась разрядом ботаники, пока ученые не поняли, что грибы – это особые существа, не относящиеся к Царству Растений. В современной микологии сохраняются многие традиционные элементы, свойственные для ботаники.
Научное определение микологии звучит так: «Микология занимается изучением эукариотные гетеротрофные организмы, отличающиеся слабо дифференцированными тканями, клеточными стенками, на определенной стадии развития, и спорами, как покоящимися и служащими для распространения структурами. Организмы с такими признаками – это, так называемые, настоящие грибы и грибоподобные организмы, объединяемые современной классификацией в царство Fungi или Mycota».
История развития микологии
Люди с древнейших времен интересовались грибами и их свойствами, но начало научного их изучения относится к 4 веку до н.э., когда знаменитый греческий философ и ученый Теофраст впервые решил произвести научную систематизацию видов грибов. Через полтора столетия врач Никандр Колофонский впервые произвел научное разделение даров леса на съедобные и несъедобные виды.
В эпоху расцвета Древнего Рима целый ряд ученых уделял внимание попыткам классификации известных им видов грибов, разделению их на съедобные и несъедобные группы и подробному описанию некоторых из хорошо известных им видов. Среди них отец фармакогнозии Педаний Диоскорид и знаменитый античный ученый -энциклопедист Гай Плиний Старший.
В эпоху средневековья некоторые ученые также занимались описанием различных видов грибов и их свойств, один из самых известных трудов тех времен, где обстоятельно описывается множество видов, это «Книга о растениях» немецкой исследовательницы Хильдегарды Бингенской.
Начиная с 16 века появляется новая волна исследований на данную тему. В «Травнике» немецкого ботаника Иеронима Бока содержится посвященная грибам глава, с описанием ареала распространения отдельных видов, степень их ядовитости или съедобности и способы их кулинарного приготовления.
При этом он сравнивает свои характеристики некоторых видов с характеристиками, описанными в античной литературе. В другом «Травнике», принадлежащем перу голландского исследователя Ремберта Додонса, содержится классификация грибов по признакам формы, токсичности и сезону появления.
В тот же период времени итальянский натуралист Пьер Чезальпино не только разделил известные ему виды на классы, но и впервые в истории сформулировал мысль о том, что грибы «наиболее специфичны из всех растений».
В самом начале 17 века появилась первая полноценная книга монография, посвященная дарам леса и созданная голландским ученым Карлом Клузиусом. В ней он подробно описал виды грибов, растущие на территории Венгрии.
Во второй половине 17 века появились исследования, посвященные изучению микроскопических структур грибов, принадлежащие авторству англичанина Роберта Гука и итальянца Марчелло Мальпиги.
В первой половине 18 века произошел еще один интересный научный прорыв – французский ботаник Себастьян Вайян предложил новую классификацию грибов по строению гименофора – спороносного слоя, обычно находящегося на нижней поверхности шляпки. Этот способ классификации, частично, используется нами до сих пор.
В 1729 году итальянец Пьер Антонио Микели впервые предположил, что грибы размножаются с помощью «микроскопических семян», а через полвека немец Иоганн Хедвиг предложил называть эти микроскопические семена «спорами».
Как мы можем видеть, на тот момент еще не существовало микологии, как отдельной науки – все эти исследования производились учеными – ботаниками в рамках изучения всего Царства Растений, однако её элементы все более и более прорастают, и обретают черты отдельной отрасли научного знания.
Знаменитый швед Карл Линней – создатель первой единой классификации растительного и животного мира, именно на основании исследований Микели о «микроскопических семенах» поместил грибы в Царство Растений, хотя, поначалу, сильно колебался и планировал отнести их к животному миру. Именно он первым выделил особый порядок растений под названием Fungi.
Решение Линнея удовлетворило далеко не всех ученых конца 18, начала 19 веков, и многие тогда предложили выделить грибы в некое «промежуточное царство», и вот, наконец, в 1795 году французский ученый Жан-Жак Поле впервые предложил термин «микология» как название для науки, изучающей грибы, а немец Христиан Нес Фон Эзенбек, вскоре, впервые предложил определить грибы в отдельное царство.
В середине 19 века голландец Христиан Персон и швед Элиас Магнус Фрис создали первые подробные системы классификации грибов, завершив тем первый – очень длинный период в зарождении науки микологии.
Второй этап начинается со второй половины 19 века и характеризуется подъемом в развитии микологии.
Начинается изучение онтогенеза и филогенеза у грибов, исследование циклов их развития, особенно паразитических видов. В это же время закладывались научные основы фитопатологии — науки о болезнях растений и внимание микологов направляется на исследование различных микроскопических грибов.
Этот период отмечен работами выдающихся ученых. Француз Луи Рене Тюлан занимался исследованиями плеоморфизма – наличия различных последовательных спороношений в цикле жизни грибов, что позволило разобраться в различных стадиях их развития.
Немец Генрих Антон де Бари стал родоначальником экспериментальной микологии и автором первой филогенетической классификации грибов, базирующейся на признании их происхождения от водорослей.
В ту эпоху Ботанический институт в Страсбурге становится важным центром микологических исследований.
Итальянец Пьер Андреа Саккардо впервые создал единую энциклопедию всех, на тот момент, известных видов грибов, описав в двадцати пяти томах своей книги более 74 тысяч их видов.
Третий этап в развитии микологии, длившийся с конца 19 до середины 20 века, связан с изучением физиологии и биохимии даров леса. В этот период грибы привлекают внимание не только микологов, но и физиологов растений, изучавших различные их физиологические процессы дыхание, брожение, метаболизм.
Развитие техники и появление мощных микроскопов дало ученым возможность изучать клетки лесных жителей. Немалое внимание в этот период уделяется исследованию биологических особенностей патогенных грибов, возбудителей болезней у растений, животных и человека.
Также начинается изучение экологических факторов в жизни даров леса и влияния загрязнения окружающей среды на их рост и развитие. Поляк Франц Каменский впервые описывает явление микоризы – взаимодействия мицелия грибов с корнями растений.
В нашей стране, в этот период, активно развиваются практически все известные направления в микологии. Hиколай Сорокин прославился своими работами в области изучения паразитических грибов растений и животных.
Артур Ячевский проводил исследование видового разнообразия даров леса, а также изучал ржавчинные и мучнисто-росяные грибы, бактериальные и вирусные болезни растений. Основные работы этого ученого посвящены систематике и филогении даров леса. Он также является и автором первого определителя лесных грибов на русском языке, вышедшего в свет в 1897 году.
В 1907 году Ячевский создал Бюро по микологии и фитопатологии при Министерстве сельского хозяйства и отдел микологии и фитопатологии при Институте опытной агрохимии. Под его руководством регулярно издавался сборник научных статей «Материалы по микологии и фитопатологии».
Знаменитый русский ученый Аполлинарий Бондарцев проводил микологические и фитопатологические исследования в различных районах Советского Союза и опубликовал руководство «Грибные болезни культурных растений и меры борьбы с ними», которое долгое время было единственным учебником по фитопатологии.
Современный этап развития микологии начинается со второй половины 20 века, когда начинается массированное изучение генетики грибов. С 1967 года в СССР начинает выходить журнал «Микология и фитопатология».
Актуальные потребности человеческого общества стимулируют развитие нового направления микологии – изучение грибов, продуцирующих разнообразные биологически активные вещества — ферменты, антибиотики, фитогормоны.
Американские ученые Джордж Бидли Эдуард Тейтем, в этот период создают основы биохимической генетики. Развитие этого направления идет от решения вопросов прикладного характера, связанных с селекцией грибов, используемых в биотехнологии, до выяснения вопросов теоретической науки.
Современная микология
В современной микологии огромное внимание уделяется молекулярной систематике, или геносистематике, в основе которой лежит сравнение ДНК исследуемых организмов, что позволяет сопоставлять их генотипы, а не фенотипы. Все эти новые исследования часто коренным образом меняют представления ученых о, вроде давно изученных, свойствах даров леса.
В рамках современной микологии изучаются вопросы систематики грибов, распространение их видов в природе, их экология, морфология, физиология, а также генетические и биохимические свойства.
Изучается применение лесных даров как пищи для человека, в том числе при производстве пива, вина и сыра, как сырье для изготовления лекарственных препаратов, иммуномодулирующих полисахаридов. Также уделяется немалое внимание изучению грибов – вредителей растений.
Продолжается изучение токсических свойств лесных даров, заболеваний, которые они вызывают у человека и животных, а также разрушающего воздействия, которое они оказывают на деревянные, текстильные и прочие изделия.
Разделы микологии
Микология затрагивает различные области научного исследования, делящихся на несколько направлений:
- Таксономия и филогения, которые занимается идентификацией и классификацией лесных даров, а также изучением взаимоотношений между ними и прочими организмами. Несколько систем классификации были созданы на основе морфологических, репродуктивных и физиологических характеристик, среди других аспектов. Также здесь большое внимание уделяется изучению географического и экологического распределения различных видов. Другим важным направлением в этой отрасли является изучение экологических взаимоотношений грибов, в котором рассматриваются их симбиотические отношения с другими организмами, а также экологическое поведение многочисленных групп паразитов.
- Биохимия, клеточная биология и физиология, которые изучают химический состав и клеточную структуру грибов с помощью оптических и электронных микроскопов. Исследования в области генетики позволяют лучше понять механизмы размножения, а в области физиологии изучаются связи грибов с окружающей средой и формами питания.
- Биотехнология и промышленная микология, в которых основное внимание уделяется исследованиям полезности даров леса в различных видах человеческой деятельности, таких как использование дрожжей в процессах ферментации или создание лекарств.
- Медицинская микология, которая занимается изучением болезней, вызываемых грибами как у животных, так и у людей., например грибковых инфекций.
- Сельскохозяйственная микология, которая занимается изучением видов, полезных в сельском хозяйстве и являющихся частью биоты почвы, необходимой для развития растений. Также существует целое направление исследований в области формирования микоризы растений и грибов, поскольку данный симбиоз имеет большое значение в поддержании растений естественным путем.
- Фитопатология, которая изучает заболевания, вызванные дарами леса у растений и являющихся причиной больших потерь в сельском хозяйстве.
Народная микология
В нашей стране сбор и употребление грибов – одно из традиционных национальных развлечений. Русский человек собирает и употребляет в пищу даже те виды, которые в соседней Европе считаются совершенно ядовитыми и непригодными в пищу.
Поэтому в России с давнишних времен существует и постоянно пополняется весомый пласт народных, пусть не совсем научных, но основанных на долгом опыте и наблюдениях, знаний о грибах, который существенно дополняет официальную научную микологию и является уникальным добавлением к ней.
Наука микология имеет уже солидную историю, но у неё еще многое впереди, ведь даже сейчас из огромного количества существующих в мире видов грибов подробно изучена и описана лишь малая часть. Поэтому впереди у нас еще много увлекательных поисков и чудесных открытий.