Lichenologie - Lichenology

Lichenologie je pobočkou mykologie který studuje lišejníky, symbiotický organismy složený z intimní symbiotické asociace mikroskopu řasa (nebo a sinice ) s vláknitý houba.

Studium lišejníků čerpá znalosti z několika oborů: mykologie, fykologie, mikrobiologie a botanika. Učenci lichenologie jsou známí jako lichenologové.

Dějiny

Počátky

Lišejníkům jako skupině byla v klasických pojednáních o botanice věnována menší pozornost než jiným skupinám, ačkoli vztah mezi lidmi a některými druhy byl dokumentován od raných dob. V pracích se objevilo několik druhů Dioscorides, Plinius starší a Theophrastus ačkoli studie nejsou příliš hluboké. Během prvních století moderního věku byly obvykle předkládány jako příklady spontánní generace a jejich reprodukční mechanismy byly zcela ignorovány.[1] Po staletí přírodovědci zahrnuli lišejníky do různých skupin, až na počátku 18. století francouzský badatel Joseph Pitton de Tournefort v jeho Institutiones Rei Herbariae seskupil je do svého vlastního rodu. Přijal latinský výraz lišejník, který už používal Plinius, který jej dovezl z Theophrastu, ale do té doby nebyl tento výraz široce používán.[2] Původním významem řeckého slova λειχήν (leichen) byl mech, který je zase odvozen z řeckého slovesa λείχω (liekho) sát kvůli velké schopnosti těchto organismů absorbovat vodu. V původním použití výraz znamenal mechy, játrovky stejně jako lišejníky. Asi o čtyřicet let později Dillenius v jeho Historia Muscorum vytvořil první rozdělení skupiny vytvořené Tournefortem oddělující podskupiny Usnea, Coralloides a Lišejníky v reakci na morfologické vlastnosti lišejníků thallus.[3]

Po revoluci v taxonomie přinesl Linné a jeho nový systém klasifikace lišejníků je zachován v Rostlina Království tvořící jedinou skupinu Lišejník s osmi divizemi ve skupině podle morfologie thallus.[4] The taxonomie lišejníků byla nejprve intenzivně vyšetřována švédský botanik Erik Acharius (1757–1819), kterému se proto někdy říká „otec lichenologie“. Acharius byl studentem Carl Linné. Některé z jeho důležitějších prací na toto téma, které označily začátek lichenologie jako disciplíny, jsou:

  • Lichenographiae Suecia prodromus (1798)
  • Methodus lichenum (1803)
  • Lichenographia universalis (1810)
  • Synopsis methodica lichenum (1814)
Lišejník na skalách
Evernia prunastri, dubový mech

Později lichenologové zahrnují americké vědce Vernon Ahmadjian a Edward Tuckerman a ruština evoluční biolog Konstantin Merezhkovsky, stejně jako amatéři jako Louisa Collings.

V průběhu let výzkum vrhá nové světlo do podstaty těchto organismů, které jsou stále klasifikovány jako rostliny. Kontroverzní otázkou kolem lišejníků od počátku 19. století je jejich reprodukce. V těchto letech skupina vědců věrných zásadám Linnée usoudila, že lišejníky se pohlavně rozmnožují a mají pohlavní reprodukční orgány, stejně jako v jiných rostlinách, bez ohledu na to, zda došlo také k nepohlavní reprodukci. Jiní vědci považovali nepohlavní rozmnožování pouze za Propagandy.[5]

19. století

Na tomto pozadí se objevil švédský botanik Erik Acharius žák Linné, který je dnes považován za otce lichenologie, zahájil taxonomii lišejníků průkopnickým studiem švédských lišejníků v Lichenographiae Suecicae Prodromus z roku 1798 nebo ve své Synopsis Methodica Lichenum, Sistens omnes hujus Ordinis Naturalis z roku 1814.[6] Tyto studie a klasifikace jsou základním kamenem následných vyšetřování. V těchto prvních letech strukturování nové disciplíny se objevila různá díla mimořádného vědeckého významu, jako je Lichenographia Europaea Reformata publikovaná v roce 1831 Elias Fries nebo Enumeratio Critico Lichenum Europaeorum 1850 od Ludwig Schaerer[7] v Německu.[8]

Erik Acharius (1757–1819), švédský botanik, otec lichenologie

Tato díla však trpí povrchními a pouhými seznamy druhů bez dalších fyziologických studií.[9] Trvalo to až do poloviny 19. století, než výzkum dohnal pomocí biochemických a fyziologických metod. V Německu Ernst Itzigsohn[10] a Johann Bayrhoffer,[11] ve Francii Edmond Tulasne a Camille Montagne, v Rusku Fedor Buhse,[12] v Anglii William Allport Leighton a ve Spojených státech Edward Tuckerman začal vydávat díla velkého vědeckého významu.

Vědecké publikace obsahovaly mnoho neznámých faktů o lišejnících. Ve francouzské publikaci Annales des Sciences Naturelles v článku z roku 1852 „Memorie pour servir a l'Histoire des Lichens Organographique et Physiologique“ od Edmond Tulasne, byly identifikovány reprodukční orgány nebo apothecia lišejníků.[13][14]

Tyto nové objevy byly pro vědce stále více protichůdné. The apothecium reprodukční orgán je jedinečný houby ale chybí v jiných fotosyntetický organismy. Se zlepšením v mikroskopie, řasy byly identifikovány ve struktuře lišejníků, což zvýšilo rozpory. Zpočátku byla přítomnost řas brána jako kontaminace v důsledku odběru vzorků ve vlhkém prostředí a nebyly považovány za přítomnost řas. symbiotický vztah s houbovou částí thallus. To, že se řasy stále množí, ukazuje, že nejsou pouhými kontaminanty.

to bylo Anton de Bary Němec mykolog kdo se specializoval na fytopatologie který poprvé v roce 1865 navrhl, že lišejníky byly pouze výsledkem parazitismu na různých plísních z ascomycetes skupina vytvořená nostoc řasy typu a další. Postupné studie, jako jsou studie provedené Andrei Famintsyn a Baranetzky[15] v roce 1867 neprokázala žádnou závislost složky řas na lišejníku thallus a že složka řas mohla žít nezávisle na thallus.[16] Bylo to v roce 1869 Simon Schwendener prokázali, že všechny lišejníky byly výsledkem napadení houbami na buňky buněk řas a že všechny tyto řasy také existují volně v přírodě. Tento výzkumník jako první rozpoznal dvojí povahu lišejníků v důsledku zachycení složky řas houbovou složkou.[17] V roce 1873 Jean-Baptiste Edouard Bornet uzavřená forma studia mnoha různých druhů lišejníků, že vztah mezi houbami a řasami byl čistě symbiotický. Bylo také zjištěno, že řasy se mohou spojovat s mnoha různými houbami a tvořit různé lišejníky fenotypy.

Francouzský botanik (Jean-Baptiste) Édouard Bornet (1828–1911)

20. století

V roce 1909 ruský lichenolog Konstantin Mereschkowski představil výzkumnou práci "Teorie dvou plazmat jako základ Symbiogeneze „Nová studie o původu organismů“, jejímž cílem je vysvětlit novou teorii symbiogeneze lišejníků a jiných organismů, jak dokazuje jeho dřívější práce „Příroda a původ Chromatofory v říši rostlin. "Tyto nové myšlenky lze dnes studovat pod názvem Teorie Endosymbióza.[18]

Navzdory výše uvedeným studiím zůstala dvojí povaha lišejníků pouze teorií, dokud v roce 1939 švýcarský výzkumník Eugen A Thomas[19] dokázal v laboratoři reprodukovat fenotyp lišejníků Cladonia pyxidata[20] kombinací dvou identifikovaných složek.

V průběhu 20. století se botanika a mykologie stále pokoušely vyřešit dva hlavní problémy spojené s lišejníky. Na jedné straně definice lišejníků a vztah mezi dvěma symbionty a taxonomickým postavením těchto organismů v říši rostlin a hub. Objevila se řada renomovaných vědců z oblasti lichenologie Henry Nicollon des Abbayes, William Alfred Weber, Antonina Georgievna Borissova, Irwin M. Brodo, George Albert Llano.

Lichenologie našla uplatnění i dál biologie se v oblasti geologie v technice známé jako lichenometrie kde věk exponovaného povrchu lze zjistit studiem věku lišejníků na nich rostoucích. Věkové datování tímto způsobem může být absolutní nebo relativní, protože růst těchto organismů může být zastaven za různých podmínek. Tato technika poskytuje průměrný věk starších jednotlivých lišejníků poskytujících minimální věk studovaného média.[21] Lichenometrie se spoléhá na skutečnost, že maximální průměr největšího thallus z epilithic růst lišejníků na substrátu je přímo úměrný času od prvního vystavení oblasti prostředí, jak je patrné ve studiích od Roland Beschel[22] v roce 1950 a je zvláště užitečný v oblastech exponovaných méně než 1000 let. Růst je největší v prvních 20 až 100 letech s růstem 15–50 mm za rok a méně v následujících letech s průměrným růstem 2–4 mm za rok.[23]

O obtížích s definicí použitelnou na všechny známé lišejníky se diskutovalo od doby, kdy lichenologové poprvé uznali dvojí povahu lišejníků. V roce 1982 Mezinárodní asociace pro lichenologii svolal schůzi za účelem přijetí jednotné definice lišejníků na základě návrhů výboru. Předsedou této komise byl renomovaný vědecký pracovník Vernon Ahmadjian. Definice, která byla nakonec přijata, spočívala v tom, že lišejník lze považovat za asociaci mezi houbou a fotosyntetickým symbiontem, která vede k vysoké struktuře.[24]

Tak jednoduché a priori Definice brzy přinesla kritiku různých lichenologů a brzy se objevily recenze a návrhy změn. Například, David L. Hawksworth považoval definici za nedokonalou, protože je nemožné určit, který thallus má konkrétní strukturu, protože thalli se měnilo v závislosti na substrátu a podmínkách, ve kterých se vyvinuli. Tento výzkumník představuje jeden z hlavních trendů mezi lichenology, kteří považují za nemožné dát jedinou definici lišejníkům, protože jsou jedinečným typem organismu.[24]

Dnešní studie v lichenologii se neomezují pouze na popis a taxonomii lišejníků, ale mají uplatnění v různých vědeckých oborech. Obzvláště důležité jsou studie o kvalita životního prostředí které vznikají interakcí lišejníků s jejich prostředím. Lišejník je extrémně citlivý na různé látky znečišťující ovzduší, zejména na kysličník siřičitý, Který způsobuje kyselý déšť a brání absorpci vody.

K S Merezhkovsky Ruský lichenolog (1855–1921)

Lišejníky ve farmakologii

Ačkoli několik druhů lišejníků byly použity v tradiční medicína teprve na počátku 20. století se o ně začala zajímat moderní věda. Objev různých látek s antibakteriální působení v lišejnících bylo pro vědce zásadní, aby si uvědomili možný význam těchto organismů lék[25] Od 40. let 20. století se objevila různá díla významných osobností mikrobiolog Rufus Paul Burkholder který prokázal antibakteriální účinek lišejníků rodu Usnea proti Bacillus subtilis a Sarcina lutea.[26] Studie prokázaly, že látkou, která inhibovala růst bakterií, byla kyselina usnová. S látkou se stalo něco podobného Ramelina syntetizován lišejníkem Ramalina reticulata,[27] proti těmto látkám se však ukázalo jako neúčinné Gram negativní bakterie jako Escherichia coli a Pseudomonas. S těmito výzkumy se zvýšil počet antibakteriálních látek a možných lékových cílů, o nichž je známo, že jsou produkovány lišejníky ergosterol, kyselina usnová atd.[28]

Ke konci roku 2006 vzrostl zájem o potenciál látek syntetizovaných lišejníky druhá světová válka spolu s rostoucím zájmem o všechny antibiotikum látky. V roce 1947 byl identifikován antibakteriální účinek ve výtažcích z Cetraria islandica a sloučeniny identifikované jako odpovědné za bakteriální inhibici kyselina d-protolichosterová a kyselina d-1-usnová.[29] Další výzkumy zjistily nové antibakteriální látky, Alectosarmentin[30] nebo Atranorin.[31]

Antibakteriální účinek látek produkovaných lišejníky souvisí s jejich schopností narušovat bakterie bílkoviny s následnou ztrátou bakterií metabolické kapacita. To je možné díky působení lišejníků fenoly jako kyselina usnová deriváty.[32]

Od padesátých let produkt lišejníků kyselina usnová bylo předmětem většiny protinádorový výzkum. Tyto studie některé odhalily in vitro protinádorová aktivita látkami identifikovanými ve dvou běžných lišejnících Peltigera leucophlebia a Collema flaccidum.[33]

Poslední práce v oblasti aplikovaných biochemie prokázal určitou antivirovou aktivitu s některými lišejníkovými látkami. V roce 1989 K Hirabayashi[34] představil své výzkumy inhibičních lišejníkových polysacharidů v roce 2006 HIV infekce.[35]

Bibliografie

  • „Protocols in Lichenology: Culturing, Biochemistry, Ecofhysiology and Use in Biomonitoring“ (Springer Lab Manuals, Kraner, Ilse, Beckett, Richard and Varma, Ajit (28. listopadu 2001)
  • Lichenologie na Britských ostrovech, 1568–1975: Historický a biografický průzkum, D. L. Hawksworth a M. R. D. Seaward (prosinec 1977)
  • „Lichenologie: pokrok a problémy“ (Special Volumes / Systematics Association) Denis Hunter Brown a kol. (10. května 1976)
  • Lichenologie na indickém subkontinentu, Dharani Dhar Awasthi (1. ledna 2000)
  • Lichenologie na indickém subkontinentu 1966–1977, Ajay Singh (1980)
  • CRC Handbook of Lichenology, Svazek II: v.2, Margalith Galun (30. září 1988)
  • Učebnice obecné lichenologie, Albert Schneider (24. května 2013)
  • Horizonty v lichenologii D. H. Dalby (1988)
  • Bibliografie irské lichenologie, M. E. Mitchell (listopad 1972)
  • Diccionario de Liquenologia / Slovník lichenologie, Kenneth Allen Hornak (1998)
  • „Pokrok a problémy v lichenologii v osmdesátých letech: sborník“ (Bibliotheca Lichenologica), Elisabeth Peveling (1987)
  • Učebnice obecné lichenologie s popisy a čísly rodů vyskytujících se v severovýchodních Spojených státech, Albert Schneider (březen 2010)
  • Současný stav a možnosti lichenologie v Číně, Liu Hua Jie (1. ledna 2000)
  • Lišejníky pro biomonitorování životního prostředí, Shukla, D. K. Vertika, Upreti and Bajpai, Rajesh (srpen 2013)
  • Lichenologie a bryologie na ostrovech Galapágy se dosud seznamy kontrolních seznamů lišejníků a mechorostů, William A. Weber (1966)
  • Flechten Follmann: Příspěvky k lichenologii na počest Gerharda FollmannaGerhard Follmann, F. J. A. Daniels, Margot Schultz a Jorge Peine (1995)
  • Lichenologie životního prostředí: Znečištění ovzduší stopovými prvky při biomonitoringuJoyce E. Sloof (1993)
  • The Journal of the Hattori Botanical Laboratory: Devicated to Bryology and Lichenology, Zennosuke Iwatsuki (1983)
  • Současná lichenologie a lišejníky západního Oregonu, W. Clayton Fraser (1968)
  • Irish Lichenology 1858–1880: Selected Letters of Isaac Carroll, Theobald Jones, Charles Larbalestier (1996)
  • Lišejníky ze západu Hudsonova zálivu (Lišejníky arktické Ameriky Sv. 1), John W. Thompson (1953)
  • Les Lichens - Morphologie, Biologie, Systematique, Fernand Moreau (1927)
  • „Eric Acharius a jeho vliv na anglickou lichenologii“ (Bulletiny botaniky), David J. Galloway (červenec 1988)
  • „Lichenographia Thompsoniana: North American Lichenology in Honour of John W. Thompson“, M. G. Gleen (květen 1998)
  • „Monitoring with Lichens-Proceedings of the NATO Advanced Research Workshop“, Nimis, Pier Luigi, Scheidegger, Christoph and Wolseley, Patricia (prosinec 2001)
  • Příspěvky k lichenologii: Na počest A. Henssena, H. M. Jahns a A. Henssen (1990)
  • Studium lichenologie s důrazem na chemotaxonomii, geografii a fytochemii: Festschrift Christian Leuckert, Johannes Gunther Knoph, Kunigunda Schrufer a Harry J. M. Sipman (1995)
  • Švédská lichenologie: Věnováno Rolandovi MobergoviJan Erik Mattsson, Mats Wedin a Inga Hedberg (září 1999)
  • Rejstřík sběratelů v Knowles the Lichens of Ireland (1929) a Porterův dodatek: s Conspectus of Lichen, M. E. Mitchell, Matilda C. Knowles a Lilian Porter (1998)
  • Biodeteriorace kamenných povrchů: lišejníky a biofilmy jako povětrnostní činitelé skal a kulturní dědictví, Larry St. Clair a Mark Seaward (říjen 2011)
  • Symbióza lišejníků, Vernon Ahmadjian (srpen 1993)
  • Lichen Biology, Thomas H. Nash (leden 2008)
  • Fortschritte der Chemie organischer Naturstoffe / Pokrok v chemii organických přírodních produktů, S. Hunek (říjen 2013)

Pozoruhodné lichenologové

Lichenové sbírky

Reference

  1. ^ Lauder Lindsay, William (1856). Populární historie britských lišejníků p. 22
  2. ^ Lauder Lindsay, William (1856). Populární historie britských lišejníků p. 23
  3. ^ Joseph Pitton de Tournefort (1700). Institutiones rei herbariae [Botanické instituce] (v latině). 1.
  4. ^ Lauder Lindsay, William (1856). Populární historie britských lišejníků. p. 24.
  5. ^ Lauder Lindsay, William. Populární historie britských lišejníků. p. 25.
  6. ^ Acharius, Erik (1814). Synopsis Methodica Lichenum: Systens omnes hujus ordinis naturalis detectas [Synopse lišejníkových metod, detekovány systémy tohoto přirozeného řádu] (v latině). Svanborg.
  7. ^ http://plants.jstor.org/person/bm000391348?history=true
  8. ^ Lauder Lindsay, William (1856). Populární historie britských lišejníků. p. 27.
  9. ^ Schneider, Albert (1895). „Biologický stav lišejníků“. Bulletin botanického klubu Torrey. 22 (5): 189–198. doi:10.2307/2478161. JSTOR  2478161.
  10. ^ „Herbářská univerzita a knihovny na Harvardově univerzitě“.
  11. ^ „Herbářská univerzita a knihovny na Harvardově univerzitě“.
  12. ^ „Herbářská univerzita a knihovny na Harvardově univerzitě“.
  13. ^ Williams, Thomas A. (1856). „Stav hypotézy Algo-Lichen“. Americký přírodovědec. 23 (265): 1–8. doi:10.1086/274846.
  14. ^ Lauder Lindsay, William (1856). Populární historie britských lišejníků. p. 23.
  15. ^ „Herbářská univerzita a knihovny na Harvardově univerzitě“.
  16. ^ Fink, Bruce (1913). „Povaha a klasifikace lišejníků: II. Lišejník a hostitel řas“. Mykologie. 5 (3): 97–166. doi:10.2307/3753090. JSTOR  3753090.
  17. ^ Honegger, Rosmarie (2000). „Simon Schwendener (1829–1919) a duální hypotéza lišejníků“. Bryolog. 103 (2): 307–313. doi:10.1639 / 0007-2745 (2000) 103 [0307: ssatdh] 2.0.co; 2.
  18. ^ Cavalier-Smith, T (2003). „Mikrobiální mudly“. BioScience. 53 (10): 1008. doi:10.1641 / 0006-3568 (2003) 053 [1008: mm] 2,0.co; 2.
  19. ^ Druh: Eugen A. Thomas
  20. ^ „Pixie Cups (Cladonia pyxidata)“.
  21. ^ Antonio Gómez Ortiz, vyd. (1998). Procesos biofísicos actuales en medios fríos: estudios recientes [Současné biofyzikální procesy v chladném prostředí: nedávné studie] (ve španělštině). Edicions Universitat Barcelona. ISBN  9788447519231. Miguel Mateo Garcia, Křivka růstu Rhizocarpon geographicum v údolí Madriu Andorra, Biofyzikální procesy ve studených médiích ISBN  84-475-1923-6
  22. ^ „Archivovaná kopie“ (PDF). Archivovány od originál (PDF) dne 02.02.2014. Citováno 2014-01-21.CS1 maint: archivovaná kopie jako titul (odkaz)
  23. ^ Schaetzl Randall, J; Sharon Anderson (2005). Genesis a geomorfologie půdy. Cambridge University Press. p. 562. ISBN  978-0521812016.
  24. ^ A b David L. Hawksworth (1989) „Interakce houby a řasy u lišejníků Symbiosis liquenoides“ Annals of the Botanical Garden of Madrid (46).
  25. ^ [1] Mike Crockett, Stacie Kageyama, Delfina Homen, Carrie Lewis, Jane Osborn, Logan Sander (2003). "Antibakteriální vlastnosti čtyř pacifických severozápadních lišejníků".
  26. ^ „Wikispaces“.
  27. ^ Marshak, A .; Barry, G. T .; Craig, L. C. (1947). "Antibiotická sloučenina izolovaná z Lichen Ramalina reticulata". Věda. 106 (2756): 394–395. Bibcode:1947Sci ... 106..394M. doi:10.1126 / science.106.2756.394. PMID  17750561.
  28. ^ Bustinza, Francisco (1948) „Příspěvek ke studiu antibiotik produkovaných lišejníky“. Annals of the Botanical Garden of Madrid (7) ISSN s. 511–548.
  29. ^ Bustinza, Francisco (1951) "Příspěvek ke studiu antibakteriální aktivity v roce 2006" Cetraria islandica". Annals of the Botanical Garden of Madrid (10) ISSN s. 144–149.
  30. ^ Gollapudi, S. R .; Telikepalli, H; Jampani, H. B .; Mirhom, Y. W .; Drake, S. D .; Bhattiprolu, K. R .; Vander Velde, D; Mitscher, L. A. (1994). „Alectosarmentin, nový antimikrobiální dibenzofuranoidový laktol z lišejníků, Alectoria sarmentosa“. Journal of Natural Products. 57 (7): 934–8. doi:10.1021 / np50109a009. PMID  7964789.
  31. ^ Edwards, Howell G.M .; Newton, Emma M .; Wynn-Williams, David D. (2003). „Molekulární strukturní studie lišejníkových látek II: Atranorin, kyselina gyroforová, kyselina fumarprotocetrarová, kyselina rhizokarpová, kalycin, pulvinový dilakton a kyselina usnová“. Journal of Molecular Structure. 651-653: 27–37. Bibcode:2003JMoSt.651 ... 27E. doi:10.1016 / S0022-2860 (02) 00626-9.
  32. ^ Neli Kika Honda & Wagner Vilegas (1998) „The Chemistry of Lichens“ (přístav)[2] Quimica Nova 22 (1) ISSN 0100-4042
  33. ^ „Hledání EBI“.
  34. ^ Hirabayashi, K; Iwata, S; Ito, M; Shigeta, S; Narui, T; Mori, T; Shibata, S (1989). „Inhibiční účinek lišejníkového polysacharid sulfátu, GE-3-S, na replikaci viru lidské imunodeficience (HIV) in vitro“. Chemický a farmaceutický bulletin. 37 (9): 2410–2. doi:10,1248 / cpb.37.2410. PMID  2575016.
  35. ^ Francisco Javier Toledo Marante, Ana Garcia Costellano, Francisco Leon Oyola a Jaime Bermejo Barrera „Ecologia Quimica en Hongos y Liquenes“ (lázně) Kolumbijská akademie věd 28 ISSN 0370-3908 s. 509–528 [3]

externí odkazy