ФИКОЛОГИЈА: ИСТОРИЈА, ПОЉЕ ПРОУЧАВАЊА И ИСТРАЖИВАЊА - БИОЛОГИЈА - 2025

Пхицологи или Алгологи је научна дисциплина која студијама алге, и првенствено на студије њихових фотосинтетских механизама, производња токсина, и систематским индустријских производа.

Алге су полифилетна група (без заједничког претка) фотосинтетских организама присутних у ћелијском зиду. Ова група укључује једноћелијске јединке (цијанобактерије или плавозелене алге) и као вишећелијске. Исто тако, укључене су и прокариотске и еукариотске ћелије.

Биогориво произведено са алгама у лабораторији. Извор: Хонеивелл, преко Викимедиа Цоммонс

Фикологија је започела у старој Грчкој, радовима Теофраста и Диоскорида. Дуго времена алге су се сматрале биљкама, због чега су их углавном проучавали ботаничари.

Линнаеус је први који је користио назив алга за дефинисање ове групе организама, мада је такође укључио неке бриопхитес. Међутим, то је у деветнаестом веку када се фикологија прихваћа као дисциплина, јер је структура алги познатија.

Током ових година, велики фицолози, као што су Стацкхоусе, Ламоуроук и Кутзинг, дали су важан допринос у биологији и класификацији алги. Његова дела су се заснивала углавном на изучавању анатомије и животног циклуса тих организама.

Међу областима проучавања у фикологији издваја се истраживање црвених плима, узроковано експоненцијалним растом микроалги. Ови организми производе токсине који трују рибу и шкољке, што негативно утиче на рибарску индустрију и јавно здравље.

Историја

Обалне људске цивилизације развиле су важну везу са алгама. Мапучи у Чилеу укључују алге у своју митолошку симболику. Са своје стране, Кинези су први који су оставили писане референце на ове организме.

Фикологија или алгологија, као наука, потиче углавном из западне културе и њен развој је повезан са историјом ботанике. У историјској еволуцији можемо препознати четири фазе.

Древна Грчка све до краја 18. века

Први који су користили израз пхикос (морске биљке) за алге били су Грци Тхеопхрастус и Диоскориди. Касније је од овог грчког имена изведен римски израз Фуцус, коришћен за називање ових организама.

Током 16. и 17. века није урађено много студија из области фикологије. Чешки ботаничар Вон Залусиан (1592) у групу Мусци укључио је и алге, гљивице и лишаје и морско биље. Вон Закусиан је ове групе сматрао „Руда ет Цонфуса“ (тешка и збуњујућа) због потешкоћа у њиховом класификовању.

Други ботаничар који је дао допринос у раним данима фицологије био је Гаспар Баухин, у свом делу Продромус тхеатри ботаница (1620). Аутор је различите групе биљака класификовао као алге, као што су махови и ловоковице (Екуисетум).

1711. године, француски Ферцхаулт де Реаумур описао је сексуалне структуре врсте алги. Ово је био важан допринос алгологији, иако су ботаничари попут Самуела Готтлиеба и даље сматрали да су алге репродуковане партеногенезом.

Линнаеус је у свој систем сексуалне класификације (1735) укључио алге унутар криптогама (биљке без семена). Касније је 1753. године описао род Фуцус и ту је група почела да има бољу дефиницију.

1800. до 1880

Употреба бољих оптичких микроскопа довела је до великог напретка у фикологији. У овом периоду су дефинисане већине главних група алги, као што су данас познате.

Први који је јасно демонстрирао сексуалност алги био је Швицарац Пиерре Вауцхер у свом дјелу Хистоире дес цонфервес де'еау доуце (1803). Из овог рада, алге су препознате као група и алгологија се почиње консолидовати.

Јохн Стацкхоусе Извор. Гоогле књиге, путем Викимедиа Цоммонса

Сматра се да је Енглез Јохн Стацкхоусе трансформисао фицологију у научну дисциплину. 1801. године Стацкхоусе је проучавао клијање зиготе из врсте Фуцус и утврдио да оне припадају различитим родовима.

Касније је француски ботаничар Јеан Ламоуроук предложио систем класификације алги 1813. У својим је радовима описао велики број врста и дефинисао три велике групе (црвене, смеђе и зелене алге).

Међу великим тадашњим фиколозима истичу се Швеђани ЦА Агардх и његов син ЈГ Агардх, који су проучавали морфологију алги. ЈГ Агардх је предложио класификацију морских алги на основу њихових анатомских карактеристика.

Други истакнути алголог био је Немац Фриедрицх Кутзинг, који је објавио бројне прилоге о фицологији у којима је описао разне врсте. У свом истраживању углавном је узео у обзир анатомију ових организама.

Од 1880. до почетка 1950-их година КСКС века

Већи део овог периода фикологија се сматрала граном ботанике, а алге су биле укључене у поделу Тхаллопхита (Плантае). Такође је спроведено истраживање животних циклуса многих врста, што је омогућило јасније дефинисање различитих група.

Италијански фиколог Гиованни де Тони радио је 35 година на свом раду Силлете Алгарин, који је објављен 1924. Ово дело прикупља сва сазнања о систематици алги која је постојала до данас.

Поред тога, рођена је и морска фикологија, специјализована за проучавање алги присутних у морима и океанима. Током овог периода покренуте су експедиције дуж различитих обала света ради класификације ових организама.

Модерна фаза

У 50-има (20. век) дошло је до великог напретка у фикологији, захваљујући развоју скенирајућих и преносних електронских микроскопа. То је омогућило проучавање аспеката физиологије, биолошке ћелије и екологије различитих група алги.

У 1970-има систематски приступ фицологији променио се, захваљујући употреби молекуларних техника. Могло се утврдити да су алге полифилетна група (не деле заједничког претка). Тако су цијанобактерије биле лоциране у бактеријама и другим групама алги у Краљевини Протиста.

Тренутно је фикологија консолидована дисциплина и постоје бројни истраживачи из различитих области студија.

Област студирања

Фикологија је дисциплина која је посвећена проучавању алги. Не односи се само на таксономску категорију (због порекла ове групе), већ се још увек користи у практичне сврхе.

Унутар алги се налазе и прокариотске и еукариотске ћелије од којих се већина фотосинтезира. У групи еукариота алге су талофити (биљке са талијем) чији је основни фотосинтетски пигмент хлорофил а.

Црвене морске алге. Извор: Ед Биерман, путем Викимедиа Цоммонс

Фикологија проучава морфолошке и анатомске карактеристике различитих група алги. Поред тога, бави се истраживањима еволуционих процеса ових организама, укључујући различите аспекте као што су еволуција хлоропласта и фотосинтетски механизми.

У области физиологије и биохемије, фиколози су се посветили проучавању такозване „црвене осеке“. То се односи на експоненцијални раст одређених микроалги које производе фитотоксине, који су токсични организми за морску фауну и људе.

У оквиру алгологије разматра се знање о улози алги у екосуставима у којима се налазе. Ова тема је од велике важности за науку, јер су ови организми главни произвођачи кисеоника на планети.

С друге стране, алге су корисне за људе као храна и као основа за производњу индустријских производа. Због тога, фикологија такође проучава потенцијално корисне врсте, као и најефикасније начине коришћења алги.

Недавни примери истраживања

Фикологија као дисциплина обухвата различита подручја од интереса за истраживаче. Тренутно се истичу они који се односе на његову физиологију, производњу токсина, индустријске производе и систематику.

Фотосинтетски механизми

Претпоставља се да су хлоропласти алги еволуирали из ендосимбиотских цијанобактерија. Истраживања у овој области фокусирана су на механизме преноса информација који контролишу поделу и метаболизам хлоропласта.

Током 2017. године спроведено је истраживање о цијанобактеријама и другим групама алги. Помоћу овога истражени су механизми употребе кисеоника, јер вишкови овог елемента могу проузроковати оксидативна оштећења у ћелијама.

Резултати овог истраживања показују да се у цијанобактеријама активира ензим који штити ћелију од високог интензитета светлости. Код других врста, биохемијски стратегије су приметили да пружи ћелије неосетљив до вишка О ₂ .

Фикотоксини

Производња фитотоксина може произвести такозване "црвене плиме", које стварају велики еколошки и економски утицај. Због тога се фикологија фокусирала на проучавање ових једињења.

Проведена су различита истраживања како би се утврдило како ти фитотоксини дјелују на различите организме, укључујући људе. Шпански истраживачи су у 2018. години прегледали токсине произведене микроалгама и механизме деловања и симптоме које производе у људи.

Црвена плима. Извор: НОАА, путем Викимедиа Цоммонса

Биогорива

Фикологија је последњих година посветила пажњу биогоривима. Врше се бројна истраживања биолошких и примењених аспеката алги које могу бити корисне.

Преглед могућности употребе алги као биогорива (спроведено у 2017. години) указује да су главни изазови деловања у технолошком подручју. Углавном су усредсређени на постизање високе производње биомасе, као и постизање погодних услова узгоја.

Тешки метали

Неки родови алги као што су Цладопхора (зелена алга) и Фуцус (црвена алга) толерантни су на тешке метале. У том смислу, проводе се студије како би се утврдила количина метала коју ови организми могу садржати.

Из добијених информација утврђени су симулацијски модели о понашању загађења тешким металима у воденим тијелима.

Систематично

Фикологија је придавала велики значај систематском проучавању алги. Ово поље се фокусирало првенствено на проучавање односа алги једних према другима и њиховог утицаја на друге организме.

У том смислу, молекуларне технике су биле веома важне у дефинисању ових односа између организама.

Недавно су проучаване ледене алге Гренланда смештене у групи хлорофита (зелене алге). Утврђено је да су то алге које су највише повезане са биљкама и да њихова екологија може помоћи бољем разумевању биљне колонизације земаљског окружења.

Референце

1. Цхапман РЛ, МА Буцххеим, ЦФ Делвицхе, Т Фриедл, ВАР Хусс, КГ Карол, ЛА Левис, Ј Манхарт, РМ МцЦоурт, ЈЛ Олсен, и ДА Ватерс (1998) Молекуларна систематика зелених алги. пп. 508-540. У: Солтис ДЕ, ПС Солтис и ЈЈ Доиле (ур.) Молекуларна систематика биљака ИИ. Спрингер, Бостон, МА. 585 п.
2. Фарабеголи Ф, Л Бланцо, Л Родригуез, Ј Виеитес и А Цабадо (2018) Фикотоксини у морским шкољкама: порекло, појава и ефекти на људе. Мар, лекови 16: 1-26.
3. Лее РЕ (2018) Пето издање. Цамбриге Университи Пресс. Њујорк, САД. 535 п.
4. Нортон ТА, М Мелкониан и РА Андерсен (1996) Биолошка разноликост алги. Пхицологиа 35 : 308–326.
5. Соутх ГР анд А Вхиттицк (1987) Увод у физикологију. Блацквелл Сциентифиц Публицатионс. Окфорд, Велика Британија. 343 п.