FYKOLOGI: HISTORIE, STUDIERETNING OG FORSKNING - BIOLOGI - 2026

Den fykologi eller algology er vitenskapelig disiplin som studerer alger, fokuserer primært på studiet av sine foto mekanismer, produksjon av giftstoffer, og systematiske industriprodukter.

Alger er en polyfyletisk gruppe (uten en felles stamfar) av fotosyntetiske organismer som er til stede i celleveggen. Denne gruppen inkluderer encellede individer (cyanobakterier eller blågrønne alger) og som flercellede. På samme måte er både prokaryote og eukaryote celler inkludert.

Biodrivstoff produsert med alger i laboratoriet. Kilde: Honeywell, via Wikimedia Commons

Fikologien begynte i antikkens Hellas, med verkene fra Theophrastus og Dioscorides. I lang tid ble alger ansett som planter, og det er derfor de hovedsakelig ble studert av botanikere.

Linné var den første som brukte navnet alger for å definere denne gruppen av organismer, selv om han også inkluderte noen bryofytter. Imidlertid er det på det nittende århundre når ficology tar tak som en disiplin, da algenes struktur er bedre kjent.

I løpet av disse årene ga store fikologer, som Stackhouse, Lamouroux og Kützing, viktige bidrag i biologien og klassifiseringen av alger. Hans arbeider var hovedsakelig basert på studiet av anatomien og livssyklusen til disse organismer.

Blant områdene med studier i phycology, skiller forskningen om "rød tidevann", forårsaket av den eksponentielle veksten av mikroalger. Disse organismene produserer giftstoffer som forgifter fisk og skalldyr, noe som påvirker fiskeindustrien og folkehelsen negativt.

Historie

Kystens menneskelige sivilisasjoner utviklet en viktig kobling med alger. Mapuche, i Chile, inkluderer alger i deres mytologiske symbolikk. Kineserne er på sin side de første til å legge igjen skriftlige referanser til disse organismer.

Fykologi eller algologi, som vitenskap, har sin opprinnelse hovedsakelig i vestlig kultur, og dens utvikling er knyttet til botanikkens historie. Vi kan gjenkjenne fire faser innenfor dens historiske utvikling.

Antikkens Hellas fram til slutten av 1700-tallet

De første som brukte begrepet phykos (marine planter) for å referere til alger, var grekerne Theophrastus og Dioscorides. Senere, fra dette greske navnet, ble det romerske uttrykket Fucus avledet, brukt til å navngi disse organismer.

I løpet av det sekstende og syttende århundre ble det ikke utført mange studier innen fikologi. Den tsjekkiske botanisten Von Zalusian (1592) inkluderte alger sammen med sopp, lav og sjøurter i Musci-gruppen. Von Zakusian betraktet disse gruppene som "Ruda et Confusa" (vanskelig og forvirrende), på grunn av vanskeligheten med å klassifisere dem.

En annen botaniker som ga bidrag i ficologiens tidlige dager var Gaspar Bauhin, i sitt arbeid Prodromus theatri botánica (1620). Forfatteren klassifiserte forskjellige grupper av planter som alger, for eksempel moser og kjerringer (Equisetum).

I år 1711 beskrev den franske Ferchault de Reaumur de seksuelle strukturene til en arter av alger. Dette var et viktig bidrag til algologien, selv om botanikere som Samuel Gottlieb fortsatte å vurdere de algene som ble reprodusert ved parthenogenese.

Linné inkluderte alger i kryptogam (frøfrie planter) i sitt seksuelle klassifiseringssystem (1735). Senere, i 1753, beskrev han slekten Fucus, og der begynte gruppen å få en bedre definisjon.

1800 til 1880

Bruken av bedre optiske mikroskop genererte store fremskritt innen phykology. Det var i denne perioden de fleste hovedgrupper av alger, som de er kjent i dag, ble definert.

Den første som tydelig demonstrerte algenes seksualitet var sveitseren Pierre Vaucher i sitt arbeid Histoire des conferves de'eau douce (1803). Fra dette arbeidet blir algene anerkjent som en gruppe og algologien begynner å konsolidere.

John Stackhouse. Kilde. Google Books, via Wikimedia Commons

Det anses at engelskmannen John Stackhouse forvandlet ficology til en vitenskapelig disiplin. I 1801 studerte Stackhouse spiringen av zygoten av Fucus-artene og bestemte at de tilhørte forskjellige slekter.

Senere foreslo den franske botanisten Jean Lamouroux et klassifiseringssystem for alger i 1813. I sine arbeider beskrev han et stort antall arter og definerte tre store grupper (røde, brune og grønne alger).

Blant datidens store phycologer skiller svenskene CA Agardh og sønnen JG Agardh ut, som studerte alfomorfologien. JG Agardh foreslo en klassifisering av marine alger basert på deres anatomiske egenskaper.

En annen fremtredende algolog var den tyske Friedrich Kützing, som publiserte en rekke behandlinger om fikologi der han beskrev forskjellige arter. I forskningen hans tok han hovedsakelig hensyn til anatomien til disse organismene.

Fra 1880 til begynnelsen av 1950-tallet på 1900-tallet

I det meste av denne perioden ble phycology betraktet som en gren av botanikk, og alger ble inkludert i Thallophyta (Plantae) -divisjonen. Studien av livssyklusene for mange arter ble også utført, noe som gjorde det mulig å definere de forskjellige gruppene tydeligere.

Den italienske ficologen Giovanni de Toni arbeidet i 35 år med sitt arbeid Sillete Algarín, som ble utgitt i 1924. Dette arbeidet samler all kunnskapen om systematikken til alger som hittil eksisterte.

I tillegg ble marin ficology født, med spesialisering i studiet av alger som er til stede i hav og hav. I løpet av denne perioden ble ekspedisjoner startet langs forskjellige kyster av verden for å klassifisere disse organismer.

Moderne fase

På 50-tallet (1900-tallet) var det et stort fremskritt innen phycology, takket være utviklingen av skanning og overføring elektronmikroskop. Dette gjorde det mulig å studere aspekter av fysiologi, cellebiologi og økologi for de forskjellige gruppene av alger.

På 1970-tallet endret den systematiske tilnærmingen til ficology seg på grunn av bruk av molekylære teknikker. Det var mulig å bestemme at alger er en polyfyletisk gruppe (de har ikke en felles stamfar). Dermed var cyanobakterier lokalisert i bakterier og de andre gruppene av alger i Protista Kingdom.

For tiden er ficology en konsolidert disiplin, og det er mange forskere innen de forskjellige studieretningene.

Fagfelt

Fykologi er den disiplinen som er dedikert til studiet av alger. Det henvises ikke bare til en taksonomisk kategori (på grunn av opprinnelsen til denne gruppen), men den brukes fortsatt til praktiske formål.

Innenfor alger finnes både prokaryote og eukaryote celler, hvorav de fleste fotosynteser. I gruppen av eukaryoter er alger talofytter (planter med thallus) hvis primære fotosyntetiske pigment er klorofyll a.

Rød tang. Kilde: Ed Bierman, via Wikimedia Commons

Fykologi studerer de morfologiske og anatomiske egenskapene til de forskjellige gruppene av alger. I tillegg omhandler den forskning på evolusjonsprosessene til disse organismene, inkludert forskjellige aspekter som utviklingen av kloroplasten og fotosyntetiske mekanismer.

Innen fysiologi og biokjemi har syklister viet seg til studiet av de såkalte “rødvannene”. Dette refererer til den eksponentielle veksten av visse mikroalger som produserer fykotoksiner, som er giftige organismer for marin fauna og mennesker.

Innenfor algologi er kunnskap om algenes rolle i økosystemene der de finnes, vurdert. Dette emnet er av stor betydning for vitenskapen, siden disse organismer er de viktigste oksygenprodusentene på planeten.

På den annen side er alger nyttige for mennesker som mat og som basis for produksjon av industriprodukter. Derfor studerer syklologi potensielt nyttige arter, så vel som de mest effektive måtene å bruke alger på.

Nyere forskningseksempler

Fikologi som fagfelt omfatter ulike områder av interesse for forskere. For øyeblikket skiller de ut relatert til dets fysiologi, toksinproduksjon, industriprodukter og systematikk.

Fotosyntetiske mekanismer

Det har blitt antydet at kloroplastene av alger utviklet seg fra endosymbiotiske cyanobakterier. Forskning på dette feltet fokuserer på informasjonstransportmekanismene som kontrollerer delingen og metabolismen av kloroplastene.

I løpet av 2017 ble det utført en studie på cyanobakterier og andre grupper av alger. Ved hjelp av dette ble mekanismene for oksygenbruk undersøkt, siden overskudd av dette elementet kan forårsake oksidativ skade i celler.

Resultatene fra denne studien viser at i cyanobakterier aktiveres et enzym som beskytter cellen mot høye lysintensiteter. Hos andre arter ble biokjemiske strategier observert som gjør celler ufølsomme for overflødig O ₂ .

Phycotoxins

Produksjonen av fykotoksiner kan produsere de såkalte "røde tidevannene", som gir en stor økologisk og økonomisk innvirkning. Dette er grunnen til at phycology har fokusert på studiet av disse forbindelsene.

Forskjellige undersøkelser er blitt utført for å bestemme hvordan disse fytotoksinene virker i forskjellige organismer, inkludert mennesker. I 2018 gjennomgikk spanske forskere giftstoffene produsert av mikroalger og virkningsmekanismene og symptomene de produserer hos mennesker.

Rød tidevann. Kilde: NOAA, via Wikimedia Commons

biodrivstoff

Fykologi har de siste årene viet oppmerksomhet til biodrivstofffeltet. Det utføres mange undersøkelser av biologiske og anvendte aspekter av alger som potensielt kan brukes.

En gjennomgang av utsiktene for bruk av alger som biodrivstoff (utført i 2017) indikerer at hovedhandlingsutfordringene er på det teknologiske området. Hovedsakelig er de fokusert på å oppnå høy biomasseproduksjon, samt å oppnå passende dyrkningsforhold.

Tungmetaller

Noen alger som Cladophora (grønne alger) og Fucus (rødalger) er tolerante for tungmetaller. På denne måten blir det utført studier for å bestemme mengden av metaller som disse organismer kan inneholde.

Fra innhentet informasjon er det blitt etablert simuleringsmodeller for oppførsel av tungmetallforurensning i vannmasser.

Systematisk

Fykologi har lagt stor vekt på den systematiske studien av alger. Dette feltet har hovedsakelig fokusert på å studere algenes forhold til hverandre og deres virkning på andre organismer.

I denne forstand har molekylære teknikker vært veldig viktige for å definere disse forholdene mellom organismer.

Nylig ble isalgene på Grønland, som ligger i gruppen Chlorophytas (grønne alger), studert. Det ble funnet at dette er de algene som er mest relatert til planter, og at deres økologi kan bidra til å bedre forstå plantekoloniseringen av det landlige miljøet.

referanser

1. Chapman RL, MA Buchheim, CF Delwiche, T Friedl, VAR Huss, KG Karol, LA Lewis, J Manhart, RM McCourt, JL Olsen, og DA Waters (1998) Molecular Systematics of the Green Algae. s. 508-540. I: Soltis DE, PS Soltis og JJ Doyle (red.) Molecular Systematics of Plants II. Springer, Boston, MA. 585 s.
2. Farabegoli F, L Blanco, L Rodríguez, J Vieites og A Cabado (2018) Fykotoksiner i marine skalldyr: opprinnelse, forekomst og effekter på mennesker. Narkotika 16: 1-26.
3. Lee RE (2018) Femte utgave. Cambrige University Press. New York, USA. 535 s.
4. Norton TA, M Melkonian og RA Andersen (1996) Algal biologisk mangfold. Phycologia 35 : 308–326.
5. South GR and A Whittick (1987) Introduction to Phycology. Blackwell Scientific Publications. Oxford, Storbritannia. 343 s.