Ficología التاريخ ، مجال الدراسة وأمثلة من التحقيقات

ال علم الطحالب أو algology هو الانضباط العلمي الذي يدرس الطحالب ، مع التركيز بشكل رئيسي على دراسة آليات التمثيل الضوئي ، وإنتاج السموم ، والمنتجات الصناعية والنظامية.

الطحالب هي مجموعة متعددة الأشكال (بدون سلف مشترك) من الكائنات الضوئية مع وجودها في جدار الخلية. تشمل هذه المجموعة الأفراد أحادي الخلية (البكتيريا الزرقاء أو الطحالب الخضراء المزرقة) وكأفراد متعددي الخلايا. وبالمثل ، يتم تضمين كل من الخلايا بدائية النواة وخلايا حقيقية النواة.

بدأت phycology في اليونان القديمة ، مع أعمال Theophrastus و Dioscorides. لفترة طويلة ، كانت الطحالب تعتبر نباتات ، لذلك تم دراستها بشكل رئيسي من قبل علماء النبات.

كان Linnaeus أول من استخدم اسم الطحالب لتحديد هذه المجموعة من الكائنات الحية ، على الرغم من أنه شمل أيضًا بعض البروفيت. ومع ذلك ، فإنه في القرن التاسع عشر عندما يتم تأسيس الخيال باعتباره مجالًا ، لأن بنية الطحالب معروفة جيدًا.

خلال هذه السنوات ، قدم علماء الفيزياء العظماء ، مثل Stackhouse و Lamouroux و Kützing ، مساهمات مهمة في البيولوجيا وتصنيف الطحالب. استندت أعماله بشكل رئيسي على دراسة علم التشريح ودورة حياة هذه الكائنات.

من بين مجالات دراسة أبحاث phycological تشمل "المد الأحمر" ، والناجمة عن النمو الأسي للطحالب. هذه الكائنات الحية تنتج السموم التي تسمم الأسماك والمحار ، مما يؤثر سلبا على صناعة الصيد والصحة العامة.

مؤشر

• 1 التاريخ
  • 1.1 اليونان القديمة حتى نهاية القرن الثامن عشر
  • 1.2 من 1800 إلى 1880
  • 1.3 من عام 1880 إلى أوائل الخمسينيات من القرن العشرين
  • 1.4 المرحلة الحديثة
• 2 مجال الدراسة
• 3 أمثلة على التحقيقات الحديثة
  • 3.1 آليات التمثيل الضوئي
  • 3.2 السموم الفطرية
  • 3.3 الوقود الحيوي
  • 3.4 المعادن الثقيلة
  • 3.5 منهجية
• 4 المراجع

تاريخ

طورت الحضارات البشرية الساحلية صلة مهمة مع الطحالب. المابوتشيس ، في شيلي ، تشمل الطحالب في رمزية الأسطورية. من جانبهم ، فإن الصينيين هم أول من ترك مراجع مكتوبة حول هذه الكائنات.

علم الأصل أو علم الأحياء ، كعلم ، له أصله أساسًا في الثقافة الغربية ويرتبط تطوره بتاريخ علم النبات. يمكننا التعرف على أربع مراحل في تطورها التاريخي.

اليونان القديمة حتى نهاية القرن الثامن عشر

أول من استخدم هذا المصطلح Phykos (النباتات البحرية) للإشارة إلى الطحالب كانت اليونانيين ثيوفراستوس وديوسكوريديز. في وقت لاحق ، من هذا الاسم اليوناني مشتق من المصطلح الروماني فوقس, تستخدم لتسمية هذه الكائنات.

خلال القرنين السادس عشر والسابع عشر لم تكن هناك دراسات كثيرة في مجال الخيال. عالم النبات التشيكي فون زالوسيان (1592) شمل الطحالب مع الفطريات والأشنج والأعشاب البحرية في المجموعة Musci. اعتبر Von Zakusian هذه المجموعات "Ruda et Confusa" (صعبة ومربكة) ، بسبب صعوبة تصنيفها.

عالم النبات الآخر الذي ساهم في بداية الخيال كان جاسبار باوهين ، في عمله مسرحية Prodromus النباتية (1620). صنف المؤلف مجموعات مختلفة من النباتات ، مثل الطحالب وذيل الحصان ، كطحالب (كنباث).

في عام 1711 ، وصفت Ferchault de Reaumur الفرنسية الهياكل الجنسية لنوع من الأعشاب البحرية. كانت هذه مساهمة مهمة في علم الأحياء ، على الرغم من أن علماء النبات مثل صموئيل غوتليب استمروا في الاعتقاد بأن الطحالب تتكاثر عن طريق التوالد..

شمل لينيوس الطحالب داخل الكريبتوغامس (النباتات الخالية من البذور) ، في نظام التصنيف الجنسي (1735). في وقت لاحق ، في 1753 وصف هذا النوع فوقس, وهناك بدأت المجموعة في الحصول على تعريف أفضل.

من 1800 إلى 1880

استخدام المجاهر الضوئية أفضل ولدت تطورات كبيرة في الخيال. في هذه الفترة تم تعريف معظم المجموعات الرئيسية من الطحالب ، كما هي معروفة اليوم.

كان أول من أظهر بوضوح النشاط الجنسي للطحالب هو السويسري بيير فاوشر في عمله Histoire des conferves de'eau douce (1803). من هذا العمل ، يتم التعرف على الطحالب كمجموعة وتبدأ علم الأحياء في التوحيد.

يُعتقد أن الإنجليزي جون ستاكهاوس حوّل الخيال إلى تخصص علمي. في عام 1801 ، درس Stackhouse إنبات zygote لأنواع فوقس وقرروا أنهم ينتمون إلى أنواع مختلفة.

بعد ذلك ، اقترح عالم النبات الفرنسي جان لامورو نظامًا لتصنيف الطحالب في عام 1813. وفي أعماله ، وصف عددًا كبيرًا من الأنواع وحدد ثلاث مجموعات كبيرة (الطحالب الحمراء والبنية والخضراء).

من بين كبار علماء الخيال في ذلك الوقت ، السويدي سي. اغارده وابنه ج. اغارده ، الذي درس التشكل من الطحالب. J.G. اقترح أجارد تصنيفًا للطحالب البحرية بناءً على خصائصها التشريحية.

عالم الفلك الآخر البارز كان فريدريش كيتزينغ الألماني ، الذي نشر العديد من المقالات الخيالية التي وصف فيها أنواعًا مختلفة. في بحثه ، أخذ في الاعتبار بشكل أساسي تشريح هذه الكائنات.

من عام 1880 إلى أوائل الخمسينيات من القرن العشرين

بالنسبة لمعظم هذه الفترة ، اعتبر علم النبات فرعًا من علم النبات ، وأدرجت الطحالب في قسم Thallophyta (Plantae). كما أجريت دراسة لدورات حياة العديد من الأنواع ، مما سمح بتحديد المجموعات المختلفة بشكل أوضح.

عمل عالم اللبس الإيطالي جيوفاني دي توني لمدة 35 عامًا في عمله Sillete Algarín, التي نشرت في عام 1924. في هذا العمل تم جمع كل المعرفة حول علم اللاهوت النظامي من الطحالب التي تم جمعها حتى الآن.

وبالإضافة إلى ذلك ، ولدت phycology البحرية ، متخصصة في دراسة الطحالب الموجودة في البحار والمحيطات. خلال هذه الفترة ، بدأت الرحلات الاستكشافية على سواحل مختلفة من العالم لتصنيف هذه الكائنات.

المرحلة الحديثة

في الخمسينيات (القرن العشرين) كان هناك تقدم كبير في الخيال ، وذلك بفضل تطور مجاهر المسح الضوئي والإلكتروني. هذا يسمح لدراسة جوانب علم وظائف الأعضاء ، وبيولوجيا الخلية والبيئة من مجموعات مختلفة من الطحالب.

في سبعينيات القرن العشرين ، تغير النهج المنهجي للخيال ، بسبب استخدام التقنيات الجزيئية. تم تحديد أن الطحالب هي مجموعة متعددة الكريات (لا تشترك في سلف مشترك). وهكذا ، كانت البكتيريا الزرقاء تقع داخل البكتيريا والمجموعات الأخرى من الطحالب في مملكة بروتيستا.

في الوقت الحالي ، يعد الخيال تخصصًا راسخًا وهناك العديد من الباحثين في مجالات دراستهم المختلفة.

مجال الدراسة

Ficology هو التخصص المكرس لدراسة الطحالب. لا يشار فقط إلى فئة التصنيف (بسبب أصل هذه المجموعة) ، ولكن لا يزال يستخدم لأغراض عملية.

داخل الطحالب ، توجد خلايا بدائية النواة وخلايا حقيقية النواة ، ومعظمها تؤدي عملية التمثيل الضوئي. في مجموعة من حقيقيات النوى ، الطحالب عبارة عن طحالب طحلبية (نباتات ذات طلو) تكون صبغة التمثيل الضوئي الأساسية هي الكلوروفيل إلى.

علم النبات يدرس الخصائص المورفولوجية والتشريحية لمجموعات مختلفة من الطحالب. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يتناول البحث في العمليات التطورية لهذه الكائنات ، بما في ذلك الجوانب المختلفة مثل تطور البلاستيدات الخضراء والآليات التمثيل الضوئي.

في مجال علم وظائف الأعضاء والكيمياء الحيوية ، كرس علماء الفيزياء أنفسهم لدراسة ما يسمى "المد الأحمر". هذا يشير إلى النمو الهائل لبعض الطحالب الدقيقة التي تنتج السموم النباتية ، والتي هي كائنات سامة للحيوانات البحرية والبشر.

ضمن علم الأحياء ، يتم التفكير في معرفة دور الطحالب في النظم البيئية التي توجد فيها. هذا الموضوع ذو أهمية كبيرة للعلم ، لأن هذه الكائنات هي المنتج الرئيسي للأكسجين في الكوكب.

من ناحية أخرى ، الطحالب مفيدة للإنسان كغذاء وكأساس لإنتاج المنتجات الصناعية. لذلك ، فإن ficología تدرس أيضًا الأنواع المفيدة المحتملة ، وكذلك أشكال الاستخدام الأكثر فعالية للطحالب.

أمثلة على التحقيقات الحديثة

تغطي Ficology كنظام مجالات عديدة تهم الباحثين. حاليا ، تبرز تلك المتعلقة بعلم وظائف الأعضاء ، وإنتاج السموم ، والمنتجات الصناعية والنظاميات.

آليات التمثيل الضوئي

وقد اقترح أن البلاستيدات الخضراء من الطحالب تطورت من البكتيريا الزرقاء. تركز الأبحاث في هذا المجال على آليات نقل المعلومات التي تتحكم في تقسيم واستقلاب البلاستيدات الخضراء.

خلال عام 2017 ، أجريت دراسة على البكتيريا الزرقاء ومجموعات الطحالب الأخرى. من خلال هذا ، تم فحص آليات استخدام الأكسجين ، حيث أن التجاوزات في هذا العنصر يمكن أن تسبب تلفًا مؤكسدًا في الخلايا.

تظهر نتائج هذه الدراسة أن الإنزيم يتم تنشيطه في البكتيريا الزرقاء التي تحمي الخلية من شدة الضوء العالية. في الأنواع الأخرى ، لوحظت استراتيجيات كيميائية حيوية تجعل الخلايا غير حساسة لل O الزائدة₂.

phycotoxin

يمكن لإنتاج السموم النباتية أن ينتج ما يسمى "المد الأحمر" ، والذي يولد أثراً بيئيًا واقتصاديًا كبيرًا. هذا هو السبب في أن الخيال ركز على دراسة هذه المركبات.

تم إجراء العديد من التحقيقات لتحديد كيفية عمل هذه السموم في الكائنات الحية المختلفة ، بما في ذلك البشر. في عام 2018 ، قام الباحثون الإسبان بمراجعة السموم التي تنتجها الطحالب الدقيقة وآليات العمل والأعراض التي ينتجونها في البشر.

الوقود الحيوي

كرست القصة ، في السنوات الأخيرة ، الانتباه إلى مجال الوقود الحيوي. يتم إجراء الكثير من الأبحاث حول الجوانب البيولوجية والتطبيقية للطحالب التي يمكن أن تكون قابلة للاستغلال.

تشير مراجعة وجهات النظر حول استخدام الطحالب كوقود حيوي (نُفذ في عام 2017) إلى أن التحديات الرئيسية للعمل هي في المجال التكنولوجي. أساسا ، فهي تركز على تحقيق إنتاج الكتلة الحيوية العالية ، فضلا عن تحقيق ظروف نمو كافية.

المعادن الثقيلة

بعض أجناس من الطحالب مثل Cladophora (الطحالب الخضراء) و فوقس (الطحالب الحمراء) تتسامح مع المعادن الثقيلة. بهذا المعنى ، يتم إجراء دراسات لتحديد كمية المعادن التي يمكن أن تحتويها هذه الكائنات.

بناءً على المعلومات التي تم الحصول عليها ، تم إنشاء نماذج محاكاة حول سلوك تلوث المعادن الثقيلة في المسطحات المائية.

النظاميات

أعطت علم النبات أهمية كبيرة للدراسة المنهجية للطحالب. ركز هذا المجال في المقام الأول على دراسة علاقة الطحالب مع بعضها البعض وتأثيرها على الكائنات الحية الأخرى.

بهذا المعنى ، كانت التقنيات الجزيئية مهمة جدًا لتحديد هذه العلاقات بين الكائنات الحية.

في الآونة الأخيرة ، تمت دراسة الطحالب الجليدية في جرينلاند ، والتي تقع ضمن مجموعة Chlorophytas (الطحالب الخضراء). ثبت أن هذه هي الطحالب الأكثر ارتباطًا بالنباتات وأن بيئتها يمكن أن تساعد في فهم الاستعمار النباتي للبيئة الأرضية بشكل أفضل.

مراجع

1. Chapman RL، MA Buchheim، CF Delwiche، T Friedl، VAR Huss، KG Karol، LA Lewis، J Manhart، RM McCourt، JL Olsen and DA Waters (1998) Molecular Systematics of the Green Algae. ص 508-540. In: Soltis DE، PS Soltis and JJ Doyle (eds) Systematics Molecular Systematics of Plants II. سبرينغر ، بوسطن ، ماساتشوستس. 585 ص.
2. Farabegoli F، L Blanco، L Rodríguez، J Vieites y A Cabado (2018) Phycotoxins in marine shellfish: Origin، occurrence and effects on humans. مارس المخدرات 16: 1-26.
3. لي RE (2018) الطبعة الخامسة. مطبعة جامعة كامبري. نيويورك ، الولايات المتحدة الأمريكية. 535 ص.
4. Norton TA، M Melkonian and RA Andersen (1996) Algal التنوع البيولوجي. Phycologia 35: 308-326.
5. جنوب GR و A Whittick (1987) مقدمة في علم النفس. منشورات بلاكويل العلمية. أكسفورد ، المملكة المتحدة. 343 ص.