该藻类学或algology是科学学科,研究藻类,主要侧重于他们的光合作用机制,产生毒素,而系统的工业产品的研究。
藻类是存在于细胞壁中的光合生物的多系群(没有共同祖先)。该组包括单细胞个体(蓝细菌或蓝绿色藻类)并且为多细胞个体。同样,原核和真核细胞也包括在内。
在实验室中用藻类生产的生物燃料。来源:霍尼韦尔,通过Wikimedia Commons
生态学起源于古希腊,有狄奥菲拉德斯和迪奥斯科里德斯的著作。长期以来,藻类被认为是植物,这就是为什么植物学家主要研究藻类的原因。
林奈(Linnaeus)是第一个使用藻类名称来定义这一类生物的人,尽管他还包括一些苔藓植物。然而,在19世纪,由于藻类的结构已广为人知,因此生态学成为一门学科。
在这些年中,诸如Stackhouse,Lamouroux和Kützing等伟大的生物学家为藻类的生物学和分类做出了重要贡献。他的作品主要基于对这些生物的解剖学和生命周期的研究。
在生理学研究领域中,由微藻的指数增长引起的“赤潮”研究突出。这些生物产生的毒素会毒化鱼类和贝类,对渔业和公共健康产生负面影响。
历史
沿海人类文明与藻类发展了重要的联系。智利的马普切(Mapuche)将藻类纳入其神话象征中。就他们而言,中国人是第一个对这些生物留下书面参考的人。
植物学或农艺学作为一门科学,主要起源于西方文化,其发展与植物学的历史息息相关。我们可以认识到其历史演变中的四个阶段。
直到18世纪末的古希腊
最早使用术语phykos(海洋植物)来指代藻类的是希腊人Theophrastus和Dioscorides。后来,从这个希腊名字起,罗马字Fucus衍生出来,用来命名这些生物。
在十六和十七世纪,在生态学领域进行的研究很少。捷克植物学家冯·扎卢斯安(Von Zalusian,1592年)将藻类以及真菌,地衣和海草归入Musci组。冯·扎库斯安(Von Zakusian)认为这些类别为“ Ruda et Confusa”(既困难又令人困惑),原因是难以对其进行分类。
另一位在生态学早期做出贡献的植物学家是加斯珀·鲍欣(Gaspar Bauhin),他的著作是Prodromus theatribotánica(1620)。作者将不同种类的植物分类为藻类,例如苔藓和马尾(木贼)。
在1711年,法国的Ferchault de Reaumur描述了一种藻类的性结构。尽管像塞缪尔·戈特利布(Samuel Gottlieb)这样的植物学家继续认为藻类是由孤雌生殖繁殖的,但这对藻类学是一个重要的贡献。
Linnaeus在其性分类系统中将藻类(无籽植物)内的藻类包括在内(1735年)。后来,他在1753年描述了Fucus属,并在那里开始有了更好的定义。
1800至1880
更好的光学显微镜的使用在生理学上取得了巨大的进步。正是在这一时期,才定义了当今大多数已知的藻类。
瑞士皮埃尔·沃彻(Pierre Vaucher)在其著作《赋予历史的历史》(1803)中首先清楚地表明了藻类的性。通过这项工作,藻类被视为一个整体,并且藻类学开始巩固。
约翰·斯塔克豪斯。资源。Google图书,通过Wikimedia Commons
人们认为,英国人约翰·斯塔克豪斯(John Stackhouse)将生态学变成了一门科学学科。1801年,斯塔克豪斯研究了岩藻属合子的萌发,并确定它们属于不同属。
后来,法国植物学家让·拉穆鲁(Jean Lamouroux)在1813年提出了藻类的分类系统。在他的作品中,他描述了许多种类,并定义了三个大类(红,棕和绿藻)。
在当时的杰出物理学家中,瑞典人CA Agardh和他的儿子JG Agardh脱颖而出,他们研究了藻类的形态。JG Agardh根据海藻的解剖特征提出了一种分类方法。
另一位著名的农业学家是德国人弗里德里希·库琴(FriedrichKützing),他发表了许多有关生态学的论文,其中描述了各种物种。在他的研究中,他主要考虑了这些生物的解剖结构。
从1880年到20世纪1950年代初
在此期间的大部分时间里,植物学被认为是植物学的一个分支,藻类被包括在Thallophyta(植物)部门中。还对许多物种的生命周期进行了研究,从而可以更清晰地定义不同的群体。
意大利生物学家乔瓦尼·德·托尼(Giovanni de Toni)在其SilleteAlgarín的著作中工作了35年,该著作于1924年出版。该著作收集了迄今为止存在的有关藻类系统学的所有知识。
此外,海洋生态学诞生了,专门研究海洋中存在的藻类。在此期间,人们开始在世界不同的海岸进行探险,以对这些生物进行分类。
现代阶段
在50年代(20世纪),由于扫描和透射电子显微镜的发展,生理学有了长足的进步。这使得研究不同种类藻类的生理学,细胞生物学和生态学成为可能。
在1970年代,由于分子技术的应用,系统学方法学发生了变化。可以确定藻类是多系群(它们没有共同的祖先)。因此,蓝细菌位于Protista王国的细菌和其他藻类群中。
目前,生态学是一门综合学科,在其不同的研究领域中有许多研究人员。
研究领域
生理学是专门研究藻类的学科。它不仅被称为分类学类别(由于该组的起源),而且仍用于实际目的。
在藻类中,发现了原核和真核细胞,其中大多数都是光合作用的。在真核生物组中,藻类是主要的光合色素是叶绿素a的滑石(带有th草的植物)。
红海藻。资料来源:Ed Bierman,通过Wikimedia Commons
植物学研究了不同藻类的形态和解剖特征。此外,它涉及这些生物的进化过程的研究,包括叶绿体的进化和光合作用机制等各个方面。
在生理学和生物化学领域,植物学家致力于研究所谓的“赤潮”。这是指某些产生藻毒素的微藻的指数生长,而藻毒素是海洋动物和人类的有毒生物。
在藻类学内,人们考虑了解藻类在发现藻类的生态系统中的作用。由于这些生物是地球上的主要氧气生产者,因此该学科对科学具有重要意义。
另一方面,藻类作为食物和生产工业产品的基础对人类有用。因此,植物学也研究潜在有用的物种,以及最有效的藻类利用方法。
最近的研究实例
生态学作为一门学科涵盖了研究人员感兴趣的各个领域。目前,与它的生理学,毒素生产,工业产品和系统学有关的那些脱颖而出。
光合机制
已经提出,藻类的叶绿体是由内共生蓝细菌进化而来的。该领域的研究集中在控制叶绿体分裂和代谢的信息传递机制上。
在2017年期间,对蓝细菌和其他藻类进行了研究。通过这种方法,研究了氧气的使用机理,因为过量的这种元素会导致细胞的氧化损伤。
这项研究的结果表明,在蓝细菌中,一种酶被激活,可以保护细胞免受高强度的光照。在其他物种中,观察到了使细胞对过量O 2不敏感的生化策略。
藻毒素
藻毒素的生产会产生所谓的“赤潮”,对生态和经济产生巨大影响。这就是为什么生理学专注于这些化合物的研究。
为了确定这些藻毒素在包括人在内的不同生物体中的作用,已经进行了各种研究。2018年,西班牙研究人员审查了微藻产生的毒素及其在人体内产生的作用机理和症状。
赤潮。资料来源:NOAA,通过Wikimedia Commons
生物燃料
近年来,植物学一直致力于生物燃料领域。目前正在对藻类的生物学和应用方面进行大量研究,这些研究可能有用。
对藻类作为生物燃料使用前景的审查(2017年进行)表明,主要行动挑战在技术领域。主要地,他们专注于实现高生物量生产以及实现合适的生长条件。
重金属
某些种类的藻类,例如枝叶蓝藻(Cladophora)(绿藻)和褐藻(Fusus)(红藻)对重金属具有耐受性。从这个意义上讲,正在进行研究以确定这些生物体可以包含的金属量。
从获得的信息中,已经建立了关于水体中重金属污染行为的仿真模型。
系统的
植物学非常重视藻类的系统研究。该领域主要集中于研究藻类之间的关系及其对其他生物的影响。
从这个意义上讲,分子技术对于定义生物之间的这些关系非常重要。
最近,研究了位于绿藻中的格陵兰冰川藻(绿藻)。发现这些藻类与植物最相关,并且它们的生态学可以帮助更好地了解陆地环境中的植物定殖。
参考文献
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