Лекция № 1-2 введение в микологию План

1. Предмет и задачи микологии.

2. История изучения грибов.

3. Гипотезы о происхождении и эволюции грибов. Место грибов в системе органического мира.

1. Предмет и задачи микологии

Микология – это наука, изучающая грибы. Свое латинское название «микота» или «мицетес» грибы получили от греческого названия шампиньонов – «микос», которые знали еще древние греки и которые упоминаются в трудах Теофраста.

В специальной литературе встречается и другое латинское название грибов – «фунги», произошедшее от собственно латинского существи-тельного «фунгус» - гриб.

В задачу курса микологии входит изучение биологии грибов, особенностей их строения, размножения, метаболизма и биохимии, принципов систематики, а также хозяйственного значения грибов и их роли в жизни лесных сообществ.

2. История изучения грибов

Наука о грибах возникла из практики. Первый дошедший до нас письменный документ относится к III в. до н.э. и связан с имеем ученика Аристотеля древнегреческого ученого Теофраста, которого называют «отцом ботаники». Он впервые описал шампиньоны, трюфели и некоторые другие известные в те времена грибы.

После Теофраста упоминания о грибах встречаются у ряда авторов классического Рима: Диоскорида, Плиния Старшего, живших в I в.н.э. Эти ученые дали описание известных им крупных грибов и некоторых их свойств. Диоскорид наряду с описанием съедобных и ядовитых грибов указывал на лечебные свойства лиственничного трутовика и, в частности, на его способность излечивать некоторые желудочно-кишечные заболевания.

Плиний Старший в своей знаменитой «Естественной истории» сделал попытку первой классификации грибов, разделив их на две группы: съедобные и несъедобные. Такой подход к классификации грибов, видимо, можно объяснить тем, что в древнем Риме хорошо разбирались во вкусовых качествах грибов, и они широко употреблялись в пищу. Особенно высоко ценились съедобные качества цезарского гриба из рода мухомора. Его называли «болети» и среди других съедобных грибов считали первым. Римляне хорошо знали и о свойствах ядовитых грибов. Предполагают, что римский император Клавдий (1 в.н.э.) был отравлен грибами своей женой Агриппиной.

От средневековья о грибах до нас дошло мало сведений. Грибы связывали с «нечистой силой», о них сочиняли самые невероятные вымыслы и небылицы. Внезапное и обильное их появление объяснялось как результат удара молнии или сильной росы. Хороший урожай грибов считался в одних местах дурным предзнаменованием, в других, наоборот, - хорошим. Появление плодовых тел шляпочных грибов, расположенных по кругу, на лугах и лесных полянах, называли «ведьмиными кольцами» или кругами».

В Голландии эти круги считались местом, где черти сбивали масло, в Швеции – местом хранения заколдованных кладов, а в Германии местом пляски ведьм. Проделкам ведьм приписывали и то, что внутри таких колец трава часто бывает чахлой, и при этом утверждали, что скот, поевший этой травы, может погибнуть. Секрет «ведьминых кругов» на самом деле состоит в том, что грибница растет лучеобразно и равномерно во все стороны. Однако не все нити грибницы питаются одинаково. Те, что оказались внутри, быстро истощают почву и постепенно отмирают. Наружные нити, наоборот, разрастаясь в стороны, находят достаточно пищи. На них-то и вырастают плодовые тела, т.е. грибы, образуют загадочный круг.

В эпоху Возрождения вместе с общим подъемом в развитии культуры и науки началось интенсивное изучение растений. Появились многочисленные «травники», содержащие подробные описания и изображения различных растений с указанием их свойств, появились и описания грибов. Известный австрийский ботаник XVI в. Клузиус на основе своих многолетних наблюдений в 1578 г.составил альбом из красочных акварельных зарисовок шляпочных грибов, описав более 100 видов. Этот альбом получил впоследствии название «Кодекс Клузиуса» и стал на долгие годы основным пособием для определения грибов. И все же природа грибов оставалась загадочной. Французский ботаник Вайян, выступая в 1718 г. в Париже, охарактеризовал грибы, как дьявольское произведение, нарушающее общую гармонию природы. Он заявил, что грибы созданы дьяволом только для того, чтобы смущать самых талантливых исследователей и приводить в отчаяние ботаников.

Ученые не могли решить, куда отнести грибы- к растительному или животному миру. Известный ботаник, профессор Парижского ботанического сада Турнефор объединил грибы с мхами и отнес их к группе под общим названием «травы и кустарники без цветов и плодов», но итальянский ботаник Микели вскоре опроверг это. Всю жизнь изучая грибы, он нашел, что у них, якобы, есть цветы. Много лет спустя ботаник Некер выступил с сенсационным заявлением, заявив, что грибы вовсе не растения, а только продукты выделения растительных тканей, как бы отбросы растений, что якобы подтверждается паутинистым веществом, из которого вырастают грибы. Отсюда Некер делает вывод о том, что грибы ближе к минералам, чем к растениям.

Немецкий натуралист Геккель, наблюдая, как некоторые формы грибов развиваются на живых растениях и даже на животных, питаясь их соками, а другие – на мертвых органических остатках, делает не менее сенсационный вывод, предлагая выделить грибы в группу первейших по времени существ, стоящих на рубеже между растениями и животными.

Известный натуралист XVIII в К. Линней одно время тоже был склонен отнести грибы к животному миру, находя их сходными с полипами. Но позднее он изменил свое мнение и окончательно закрепил за грибами место среди растений, выделив их в особый класс по соседству с водорослями.

В 1729 г. итальянский ученый Микели сделал важнейшее открытие. Он обнаружил у шляпочных грибов споры и правильно истолковал их как «семена», служащие для размножения. Название же «споры» было предложено немецким ботаником Гедвигом в 1778 г.

Не менее важное открытие принадлежит французскому ботанику Дютроше, который доказал, что шляпочные грибы – это только плоды, образованные нитевидными разветвлениями, скрытыми под землей, т.е. тем, что мы в настоящее время называем грибницей или мицелием. До открытия Дютроше ботаники называли грибницу «биссус» и считали одним из самостоятельных родов грибов.

До начала XIX в. ботаники изучали грибы попутно с цветковыми растениями, что было вполне естественно, поскольку они обращали внимание прежде всего на растения, хорошо знакомые по повседневной жизни. Грибы же описывали только крупные, легко заметные невооруженным глазом. В «Травнике» немецкого ботаника Х.Бока (1595 г.) объемом около 500 страниц грибам посвящена только одна глава, правда, уже отдельная, в которой на пяти страницах приведена краткая характеристика десятка шляпочных грибов и трутовиков.

Что касается микроскопических грибов, заметных невооруженным глазом, только в виде различных налетов и плесеней, то сведения и представления о них были еще более туманны. В первую очередь привлекли к себе внимание исследователей паразитные грибы на растениях. Такие болезни как головня и ржавчина хлебных злаков, так называемая мучнистая роса на листьях винограда, были известны еще древним грекам и упоминались Теофрастом. С развитием земледелия в Древнем Риме ученые стали уделять внимание и даже довольно подробно описывать эти болезни, часто вызывавшие гибель сельскохозяйственных культур, однако с грибами их, конечно, не связывали, считая, что они образуются от выделений самих растений под влиянием большой влажности или других причин.

В книге Франца Унгера «Сыпи у растений», вышедшей значительно позже, в 1883 году, развивалась все та же теория о паразитизме микроскопических грибов. Унгер писал: «Болезненное состояние соков – причина болезней, грибные организмы- следствие» И только Э.Фриз (1794-1878) впервые причислил возбудителей болезней растений к грибам, сделав при этом оговорку, что возникают они все-таки из клеток тех же растений, на которых появляются.

Карл Линней в своей «Системе природы», вышедшей в 1735 г., описал 95 видов грибов, не сумев их классифицировать, определил выделенную им группу как хаос, в котором, якобы невозможно найти никакой системы.

В начале XIX в. начались более широкие исследования грибов. Этому способствовало не только усовершенствование микроскопа, но и то, что грибы все больше привлекали к себе внимание как причина болезней многих сельскохозяйственных растений. Учеными было описано множество макроскопических и микроскопических грибов, но, чтобы разобраться в их исключительном многообразии, необходимо было их классифицировать. Это сделали голландский врач Ч. Персоон и шведский ботаник Э. Фриз.

В середине XIX в. в микологии наметились новые направления. Кроме изучения форм и строения органов растений (плодовых тел, например) началось интенсивное изучение самих процессов формирования и развития этих органов. Вместо крупных шляпочных грибов и трутовиков объектами исследований стали преимущественно микроскопические грибы, особенно паразитные, наносившие огромный урон культурным растениям.

Изучение важнейших паразитных грибов – головневых, картофельного гриба и других видов приняло экспериментальный характер, который не мог дать исследователям практический выход. Это направление в микологии связано с именами французских ученых, братьев Тюлянь, и особенно с именем немецкого ученого Антона де Бари, которого по праву называют отцом микологии. Антон де Барии на основании своих исследований высказал смелое для того времени предположение, то паразитные грибы – причина, а не следствие болезней растений, как считали ранее. Ему принадлежит заслуга разработки классификации грибов на основе эволюционных принципов. Немало сделал в разработке вопросов филогении грибов и метода чистых культур Брефельд (1872-1912).

Особое место среди работ о грибах занимает 25-томная сводка (1882-1931 гг.) итальянского миколога П.А.Саккардо, в которой содержится описание на латинском языке всех известных в то время видов грибов (около 80 тысяч). Она и сейчас является необходимым пособием в работе микологов.

Развитие микологии в России связано с именем известного ученого Михаила Степановича Воронина (1838-1903), которого с полным правом считают отцом русской микологии. М.С. Воронин внес большой вклад в изучение циклов развития ряда грибов. Он впервые обнаружил ловчие кольца на мицелии хищных грибов, его исследования возбудителей килы капусты, белой гнили ряда овощей, ржавчины подсолнечника являются актуальными и в настоящее время. М.С. Воронин пожил начало онтогенетическому направлению в русской микологии.

Особое место в развитии нашей отечественной микологии занимает Артур Артурович Ячевский (1863-1932), который был не только крупным ученым в области микологии и фитопатологии, но и талантливым организатором науки. По его инициативе в 1902 г. была создана при Петербургском ботаническом саде Центральная фитопатологическая станция, а в 1907 г. – бюро по микологии и фитопатологии, взявшее на себя координацию научно-исследовательских работ по изучению грибов. Фундаментальный труд А.А. Ячевского «Основы микологии», вышедший уже после его смерти в 1933 г., не утратил своего значения и сейчас. Большой вклад в развитие отечественной микологии внесли также ученые Н.Н.Воронихин, В.А.Траншель, А.С.Бондарцев, Л.И.Курсанов, Н.А.Наумов и другие.

Начало XX в ознаменовалось бурным развитием многих отраслей знаний. К классической микологии, занимающейся описанием и классификацией грибов, прибавились физиология, биохимия и генетика грибов.

Величайшим достижением в области микологии стало открытие в 1929 г. английским врачом-микробиологом А.Флемингом пенициллина – вещества, подавляющего развитие некоторых болезнетворных бактерий. Спустя пять лет после этого был выделен чистый препарат пенициллина – лекарства, спасшего в самый разгар второй мировой войны тысячи человеческих жизней.

Таким образом, наука о грибах проделала большой путь, от нее отделились и стали самостоятельными многие науки. Так, приобрели самостоятельное значение наука о болезнях сельскохозяйственных растений – сельскохозяйственная фитопатология, наука о болезнях лесных пород – лесная фитопатология. Появилась наука о грибах, обитающих в почве - почвенная микология, развилась промышленная микология. В связи с использованием в медицине грибов и получении из них антибиотиков, особенно большое значение стали уделять медицинской микологии.