Mykologia — od starożytnych grzybów do współczesnej nauki

Mykologia to nauka zajmująca się grzybami — ich biologią, ekologią, genetyką i zastosowaniami. Powstała jako dziedzina stosunkowo niedawno choć ludzie obserwowali grzyby i wykorzystywali je od tysięcy lat zanim ktokolwiek nazwał to nauką.

Przez stulecia grzyby traktowano jak enigmatyczne rośliny — pojawiały się z niczego po deszczu nie miały liści ani kwiatów a niektóre zabijały konie jednym kęsem. Dopiero pod koniec XIX wieku mykologia zaczęła formować się jako dyscyplina naukowa. Dzisiaj to jedno z najbardziej dynamicznych pól badawczych — od biotechnologii przez medycynę po materiały przyszłości.

Kluczowe fakty

• Grzyby były klasyfikowane jako rośliny aż do lat 60. XX wieku kiedy badania biochemiczne wykazały że mają więcej wspólnego ze zwierzętami
• Termin mykologia pochodzi z greckiego mykes (grzyb) i logos (nauka) i pojawił się w XIX wieku wraz z systematycznymi badaniami
• Pier Antonio Micheli — włoski botanik — w 1729 roku jako pierwszy zaobserwował że grzyby rozmnażają się przez zarodniki a nie spontanicznie powstają z gnijącej materii
• Christian Hendrik Persoon i Elias Magnus Fries w XIX wieku stworzyli fundamenty taksonomii grzybów — ich systemy klasyfikacji są używane do dziś
• Odkrycie penicyliny przez Alexandra Fleminga w 1928 roku było punktem zwrotnym — po raz pierwszy grzyb uratował więcej istnień niż zabił

Grzyby w starożytności — między pożywieniem a trucizną

Ludzie znali grzyby zanim wynaleźli pismo. Mumia Ötzi sprzed 5300 lat miała przy sobie Fomitopsis betulina — grzyb używany jako antybiotyk i materiał na podpałkę. Starożytni Egipcjanie zarezerwowali grzyby dla faraonów uznając je za roślinę nieśmiertelności. Grecy i Rzymianie jedli grzyby ale jednocześnie ich się bali — wiedzieli że część gatunków zabija bez ostrzeżenia.

Arystoteles w IV wieku p.n.e. opisywał grzyby jako rośliny pozbawione korzeni które powstają spontanicznie z rozkładającej się materii. Ta teoria spontanicznej generacji przetrwała 2000 lat. Nikt nie wiedział jak grzyby się rozmnażają ani czym właściwie są — pojawiały się po deszczu znikały po kilku dniach i nie dało się ich uprawiać jak zbóż.

Pliniusz Starszy w Naturalis Historia ostrzegał przed trucicielami używającymi grzybów jako broni. Cesarz Klaudiusz najprawdopodobniej został otruty Amanita phalloides — muchomorem sromotnikowym — przez swoją żonę Agrippinę. To był jeden z najbardziej skutecznych morderstw politycznych w historii Rzymu.

Średniowiecze — mistyka ergotyzmu i czarownice

W średniowiecznej Europie grzyby były marginalnym tematem — zainteresowanie nimi budziły głównie masowe zatrucia sporyszem (Claviceps purpurea) pasożytującym na życie. Epidemie ergotyzmu zwane ogniem św. Antoniego wywoływały gangreny kończyn halucynacje i śmierć całych wiosek.

Historycy podejrzewają że część oskarżeń o czary w procesach w Salem (1692) mogła być spowodowana spożyciem zanieczyszczonego sporyszem żyta. Objawy — drgawki widzenia uczucie pełzania pod skórą — pasowały idealnie do opisu opętania.

Wiedza o grzybach w tym okresie pozostawała domeną zielarzy mnichów i ludowej medycyny. Żadna instytucja naukowa nie zajmowała się systematycznie ich klasyfikacją.

Renesans i oświecenie — pierwsze obserwacje mikroskopowe

W XVII wieku wynalezienie mikroskopu otworzyło nowy wymiar obserwacji natury. Robert Hooke w Micrographia (1665) opublikował pierwsze rysunki mikroskopowe pleśni. Antonie van Leeuwenhoek obserwował drożdże — jednokomórkowe grzyby — i opisał ich strukturę.

Przełom nastąpił w 1729 roku kiedy Pier Antonio Micheli opublikował Nova plantarum genera — pierwsze dzieło poświęcone wyłącznie grzybom. Micheli wykazał że grzyby nie powstają spontanicznie tylko reprodukują się poprzez mikroskopijne zarodniki. Zasiał zarodniki na substracie i obserwował wzrost grzybni — eksperyment który zakończył 2000 lat błędnych teorii.

Mimo to przez kolejne stulecie grzyby pozostawały klasyfikowane jako rośliny. Carl Linneusz w Systema Naturae (1735) umieścił je w królestwie roślin bo nie miał dla nich lepszej kategorii.

XIX wiek — narodziny mykologii jako nauki

W XIX wieku mykologia stała się odrębną dyscypliną naukową. Dwóch ludzi zbudowało jej fundament: Christian Hendrik Persoon i Elias Magnus Fries.

Persoon — południowoafrykański mykolog pracujący w Europie — w 1801 roku opublikował Synopsis Methodica Fungorum zawierający opisy ponad 2000 gatunków grzybów. Wprowadził system klasyfikacji oparty na budowie zarodników i owocników.

Fries poszedł dalej i stworzył hierarchiczną taksonomię grzybów opisując tysiące nowych gatunków. Jego Systema Mycologicum (1821–1832) jest uznawane za punkt startowy współczesnej nomenklatury mykologicznej. Data publikacji pierwszego tomu — 1 stycznia 1821 — stała się oficjalnym początkiem nazewnictwa grzybów.

Badania nad pasożytniczymi grzybami napędzała ekonomia — zaraza ziemniaczana wywołana przez Phytophthora infestans zniszczyła Irlandię w latach 1845–1852 zabijając milion ludzi i wywołując exodus milionów kolejnych. Naukowcy zrozumieli że grzyby i organizmy grzybopodobne mogą niszczyć uprawy na masową skalę.

XX wiek — odkrycie penicyliny i rewolucja molekularna

W 1928 roku Alexander Fleming — szkocki bakteriolog — zostawił otwartą szalkę Petriego z bakteriami Staphylococcus i wyjechał na wakacje. Kiedy wrócił zauważył że w miejscu gdzie wyrosła pleśń Penicillium notatum bakterie były martwe. Substancja którą grzyb wydzielał — penicylina — okazała się pierwszym antybiotykiem na świecie.

To odkrycie zmieniło historię medycyny. Podczas II wojny światowej penicylina uratowała dziesiątki tysięcy żyć. Po wojnie nastąpił boom biotechnologiczny — naukowcy zaczęli systematycznie przeszukiwać grzyby w poszukiwaniu nowych związków leczniczych. Znaleziono cyklosporynę (immunosupresant używany przy przeszczepach) lowastatynę (lek obniżający cholesterol) i setki innych metabolitów wtórnych o działaniu farmakologicznym.

W latach 60. badania biochemiczne wykazały że grzyby mają chitynę w ścianie komórkowej — ten sam polisacharyd co owady i skorupiaki. Rośliny mają celulozę. Grzyby magazynują glikogen jak zwierzęta — rośliny skrobię. Grzyby nie przeprowadzają fotosyntezy — są heterotrofami jak my.

W 1969 roku Robert Whittaker zaproponował system pięciu królestw i po raz pierwszy wydzielił grzyby jako odrębne królestwo — Funga. To była rewolucja. Przez 2000 lat uznawano je za rośliny a teraz okazało się że są bliżej zwierząt.

Rewolucja molekularna — DNA mówi prawdę

Lata 90. przyniosły sekwencjonowanie DNA i filogenetykę molekularną. Nagle dało się sprawdzić pokrewieństwa ewolucyjne nie na podstawie morfologii tylko genów. Okazało się że tradycyjna klasyfikacja grzybów była częściowo błędna — gatunki które wyglądały podobnie często nie miały ze sobą nic wspólnego.

Badania wykazały że grzyby oddzieliły się od zwierząt około 1,5 miliarda lat temu. Ich ostatni wspólny przodek żył w prehistorycznych oceanach. Rośliny są dla nas bardziej odległe ewolucyjnie niż grzyby.

Projekt sekwencjonowania genomów grzybów ujawnił że wiele gatunków produkuje setki wtórnych metabolitów o nieznanym działaniu. To otwiera drzwi do przyszłych leków materiałów i technologii których jeszcze nie potrafimy sobie wyobrazić.

Współczesna mykologia — od genomiki po mykomaterialy

Dzisiaj mykologia to interdyscyplinarne pole obejmujące biotechnologię ekologię medycynę i nauki o materiałach. Grzyby są wykorzystywane do:

• Produkcji leków — statyny immunosupresanty antybiotyki
• Bioremediacji — rozkładu plastiku metali ciężkich i ropy naftowej
• Produkcji żywności — Pleurotus Lentinula edodes Agaricus bisporus
• Wytwarzania materiałów — skóra z grzybni opakowania izolacja budowlana
• Badań nad psychodelikami — psylocybina i psylocyna z Psilocybe cubensis testowane w terapii depresji PTSD i uzależnień

Paul Stamets — współczesny mykolog i autor Mycelium Running — określa grzybnie jako ziemski internet łączący ekosystemy i przekazujący informacje między roślinami. Badania nad sieciami mikoryzowymi potwierdzają że rośliny wymieniają węgiel azot i sygnały chemiczne poprzez grzyby — to znacznie bardziej złożone niż wcześniej sądzono.

Psylocybina wraca do nauki

Jednym z najbardziej dynamicznych obszarów współczesnej mykologii jest powrót badań nad grzybami psylocybinowymi. Po dekadach zakazu wynikającego z Konwencji Wiedeńskiej (1971) w XXI wieku naukowcy ponownie testują Psilocybe cubensis i pokrewne gatunki w kontrolowanych warunkach.

Badania prowadzone przez Johns Hopkins University Imperial College London i Uniwersytet w Zurychu wykazują że psylocybina może być skuteczna w terapii depresji lękowej uzależnień i stresu pourazowego. Neuroobrażowanie mózgu podczas sesji psylocybinowych pokazuje że substancja ta zmienia sposób komunikacji między regionami mózgu — zmniejsza aktywność default mode network odpowiedzialnej za ruminacje i sztywne wzorce myślenia.

To wraca do korzeni — psylocybina była używana rytualnie przez tysiące lat zanim nauka zaczęła ją badać. Albert Hofmann i Roger Heim wyizolowali psylocybinę w 1958 roku z próbek zebranych przez R. Gordona Wassona w Meksyku. Teraz zamyka się koło — od etnobotaniki przez zakaz z powrotem do laboratorium.

Growkity i demokratyzacja mykologii

Wraz z rozwojem technik laboratoryjnych pojawiły się growkity — zestawy umożliwiające obserwację wzrostu grzybni w warunkach domowych. Produkty te mają charakter edukacyjny i kolekcjonerski i pozwalają śledzić etapy rozwoju grzybni.

Gatunki takie jak Golden Teacher Cambodian czy Penis Envy różnią się morfologią czasem kolonizacji i wrażliwością na warunki środowiskowe. Obserwacja tych różnic to praktyczna lekcja genetyki i biologii.

Produkty Mykoloszki mają charakter wyłącznie kolekcjonerski i edukacyjny. Psilocybe cubensis wytwarza psylocybinę — substancję kontrolowaną której uprawa jest nielegalna w Polsce i wielu innych krajach. Mykoloszka nie udziela porad dotyczących uprawy substancji nielegalnych.

Dlaczego niektóre szczepy kolonizują szybciej niż inne?

Nie wszystkie genetyki Psilocybe cubensis zachowują się tak samo. Szybkość kolonizacji zależy od cech genetycznych kondycji grzybni i warunków środowiskowych. Cambodian jest znany z agresywnego wzrostu i odporności na kontaminację — kolonizuje substrat szybciej niż powolniejsze ale bardziej efektowne odmiany jak McKennaii.

Spontaniczne mutacje mogą także wpływać na fenotyp — albino jak Yeti czy Jack Frost powstają przez losowe zmiany w genomie które eliminują produkcję pigmentu.

Jakie warunki wpływają na rozwój grzybni?

Grzybnia Psilocybe cubensis jest wrażliwa na temperaturę wilgotność wymianę gazową i światło.

Grzybnia potrzebuje tlenu — w zamkniętym worku czy pojemniku bez wymiany powietrza może pojawić się overlay — zagęszczenie strzępek które blokuje rozwój. Światło natomiast nie jest konieczne do wzrostu grzybni ale musi rozumieć cykl dobowy.

Grzyby adaptogenne — nowa fala zainteresowania

Oprócz grzybów psylocybinowych uwaga naukowców i konsumentów zwraca się ku grzybom adaptogennym — gatunkom takim jak Ganoderma lucidum (reishi) Hericium erinaceus (soplówka jeżowata) czy Inonotus obliquus (czaga).

Te grzyby były używane w medycynie chińskiej i syberyjskiej od wieków. Współczesne badania potwierdzają że zawierają związki immunomodulujące antyoksydacyjne i neuroprotekcyjne — polisacharydy beta-glukany terpeny. Nie są psychoaktywne ale mają udokumentowany wpływ na układ odpornościowy stres oksydacyjny i zdrowie poznawcze.

Co dalej? Przyszłość mykologii

Mykologia stoi przed decydującą dekadą. Szacuje się że poznaliśmy zaledwie 5% istniejących gatunków grzybów — reszta czeka na odkrycie. Nowe technologie sekwencjonowania DNA metagenomika i edycja genów (CRISPR) otwierają możliwości które 20 lat temu były science fiction.

Grzyby mogą być kluczem do:

• Produkcji biopaliw — enzymy grzybowe rozkładają ligninę i celulozę efektywniej niż metody chemiczne
• Sekwestracji węgla — sieć grzybni w glebie magazynuje ogromne ilości CO2
• Nowych antybiotyków — w dobie oporności bakterii grzyby mogą dostarczyć nowych broni
• Terapii psychicznych — psylocybina zmienia sposób działania neuronów i otwiera możliwości leczenia które farmaceutyki konwencjonalne nie potrafią osiągnąć

Mykologia przestała być niszową dziedziną dla hobbystów. To frontowa linia nauki XXI wieku.

Najczęściej zadawane pytania

Czym jest mykologia?

Mykologia to nauka zajmująca się grzybami — ich biologią genetyką ekologią i zastosowaniami. Powstała jako odrębna dziedzina w XIX wieku choć ludzie obserwowali grzyby od tysięcy lat.

Kiedy grzyby zostały wydzielone z królestwa roślin?

W 1969 roku Robert Whittaker zaproponował system pięciu królestw i wydzielił grzyby jako odrębne królestwo — Funga. Badania biochemiczne wykazały że grzyby mają więcej wspólnego ze zwierzętami niż z roślinami — magazynują glikogen mają chitynę w ścianie komórkowej i są heterotrofami.

Kto odkrył że grzyby rozmnażają się przez zarodniki?

Pier Antonio Micheli w 1729 roku wykazał że grzyby reprodukują się poprzez mikroskopijne zarodniki a nie powstają spontanicznie. Zasiał zarodniki na substracie i obserwował wzrost grzybni — zakończył tym samym 2000 lat błędnych teorii o spontanicznej generacji.

Czy growkity Psilocybe cubensis są legalne w Polsce?

Produkty Mykoloszki mają charakter wyłącznie kolekcjonerski i edukacyjny. Psilocybe cubensis wytwarza psylocybinę — substancję kontrolowaną której uprawa jest nielegalna w Polsce i wielu innych krajach. Mykoloszka nie udziela porad dotyczących uprawy substancji nielegalnych.

Źródła

• Whittaker, R. H. (1969). New concepts of kingdoms of organisms. Science, 163(3863), 150-160. DOI: 10.1126/science.163.3863.150
• Fries, E. M. (1821-1832). Systema Mycologicum. Greifswald: Mauritius.
• Fleming, A. (1929). On the antibacterial action of cultures of a Penicillium. British Journal of Experimental Pathology, 10(3), 226-236.
• Hofmann, A., Heim, R., Brack, A., & Kobel, H. (1958). Psilocybin, ein psychotroper Wirkstoff aus dem mexikanischen Rauschpilz Psilocybe mexicana Heim. Experientia, 14(3), 107-109. DOI: 10.1007/BF02159243
• Carhart-Harris, R. L., Bolstridge, M., Rucker, J., et al. (2016). Psilocybin with psychological support for treatment-resistant depression. The Lancet Psychiatry, 3(7), 619-627. DOI: 10.1016/S2215-0366(16)30065-7
• Stamets, P. (2005). Mycelium Running: How Mushrooms Can Help Save the World. Ten Speed Press.
• Micheli, P. A. (1729). Nova plantarum genera. Florence: Bernardi Paperini.

Źródło: https://lamycosphere.com/en-int/blogs/the-future-is-fungi/everything-to-know-about-mycology-history-and-evolution?srsltid=AfmBOoqM5zJ5tBDXbi2vZ-QjLe614MD2TBKFOiqYwWRoZYA2BUJd26QA