MYCOLOGIE: GESCHIEDENIS, WAT HET BESTUDEERT EN TAKKEN - BIOLOGIE - 2025

De Mycologie is de discipline die verantwoordelijk is voor de studie van schimmels in verschillende aspecten. Deze organismen zijn sinds de prehistorie van groot belang voor de mens. Het begin dateert uit het oude Griekenland, toen paddenstoelen werden geclassificeerd als planten. Later, in de 18e en 19e eeuw, werd de basis gelegd voor deze discipline.

De Italiaanse Pier Antonio Micheli (1679-1737) wordt beschouwd als de grondlegger van de moderne mycologie. Deze auteur bewees het belang van voortplantingsstructuren bij de classificatie van schimmels.

Later stelde de Zweed Elias Fries (1794-1878) de basis voor van de nomenclatuur van de momenteel gebruikte schimmels. Vervolgens werd mycologie gevoed door disciplines als microscopie, moleculaire genetica en genomica.

Mycologie kent verschillende takken, waaronder taxonomie en fylogenie, evenals biochemie en celbiologie. Ook het gebied van medische, industriële, agrarische mycologie en fytopathologie komt aan bod.

Recent onderzoek in systematiek omvat het gebruik van genomics om informatie te genereren over de verwantschap van sommige groepen. Op industrieel gebied zijn studies gericht op de productie van biobrandstoffen uit de activiteit van schimmels.

Geschiedenis

Prehistorische beschavingen

Sinds het Paleolithicum zijn er archeologische verwijzingen naar het gebruik van schimmels. Aangenomen wordt dat sommige eetbare paddenstoelen werden geoogst om voor voedseldoeleinden te worden geconsumeerd. Evenzo zijn er schilderijen gevonden waarop paddenstoelen worden afgebeeld.

In Afrika zijn bewijzen gevonden van het gebruik van hallucinogene paddenstoelen door beschavingen die in de Sahara-woestijn woonden. Ook in Europa zijn er gegevens over het gebruik van de soort Fomes fomento als onderdeel van de tondel die wordt gebruikt om vuren aan te steken.

Er zijn gegevens over het gebruik van paddenstoelen in de Maya-culturen van Mexico en Guatemala. Bij magisch-religieuze rituelen van deze culturen werden verschillende paddenstoelen met hallucinogene eigenschappen gebruikt.

Het oude Rome en Griekenland

In het keizerlijke Rome werden eetbare paddenstoelen zeer gewaardeerd en beschouwd als koninklijk voedsel. Ze werden ook gebruikt als gif om belangrijke mensen te vermoorden. Sommige van de symptoombeschrijvingen van deze sterfgevallen suggereren dat ze werden veroorzaakt door de soort Amanita phalloides.

De fundamenten van de mycologie beginnen zich echter te vestigen bij de grote natuuronderzoekers van het oude Griekenland. De eerste verwijzing naar de teelt ervan is te vinden in het werk van de Griekse Athenaeus in Alexandrië (2de-3de eeuw voor Christus).

De eerste die schimmels definieerde was de filosoof Theophrastus (372-288 v.Chr.), Die aangaf dat het "onvolmaakte planten waren, zonder wortels, bladeren, bloemen of vruchten". Theophrastus beschreef vier soorten schimmels die tegenwoordig nog steeds in verschillende families worden gegroepeerd.

Een andere bijdrage aan de mycologie wordt geleverd door Dioscorides in zijn werk "Della Materia Medica", waarin hij de toxische eigenschappen van sommige schimmels beschrijft. Evenzo is hij de eerste die zwamzwammen (paddenstoelen) beschrijft die op grote schaal voor medicinale doeleinden werden gebruikt.

Claudius Galen (Griekse arts) classificeerde de paddenstoelen in drie verschillende groepen: de "bolités" (waarschijnlijk de huidige Amanita caesaera), het "porcini", gelegen in het geslacht Boletus, en de "Mykés". Galen gaf aan dat de eerste twee groepen eetbaar waren en de laatste giftig en zeer gevaarlijk.

Ten slotte verwijst Plinius de Oudere in zijn werk "Historis naturalis" naar het feit dat "boletus" gemakkelijk verward werd met andere giftige paddenstoelen. De auteur was van mening dat als deze schimmels groeien in gebieden met giftige stoffen, ze deze kunnen opnemen.

Middeleeuwen en Renaissance

Tijdens de Middeleeuwen kende de mycologie geen grote vooruitgang, aangezien natuuronderzoekers alleen de werken van Dioscorides en Plinius volgden. Op dit moment waren er in Europa ernstige problemen bij de teelt van rogge als gevolg van de aantasting van moederkoren (Claviceps purpurea).

Later, tijdens de Renaissance, leverden enkele wetenschappers bescheiden bijdragen aan de discipline. Onder hen hebben we Andrea Mattioli, die Plinio's valse benadering van giftige "porcini" ondersteunde.

De beroemde botanicus Andrea Caesalpinio stelde een classificatie van schimmels voor die voornamelijk gebaseerd was op enkele morfologische kenmerken en de verschillende toepassingen van de verschillende soorten.

Eeuw XVIII

John Ray, een Engelse botanicus, verdeelde de schimmels in drie groepen op basis van hun groeiwijze (epigaal en ondergronds) en morfologische kenmerken. Joseph Tournefort (Fransman) van zijn kant verdeelde ze in zeven groepen volgens hun morfologie.

Pier Antonio Micheli. Bron: onbekend, niet gedefinieerd. Wikimedia Commons

De grondlegger van de moderne mycologie wordt beschouwd als de Italiaanse Pier Antonio Micheli. Hij is de auteur van verschillende ontdekkingen die als fundamenteel worden beschouwd bij de studie van schimmels.

Hij was de eerste die aantoonde dat voortplanting plaatsvindt via sporen en niet door spontane generatie, zoals tot nu toe werd aangenomen.

Het door Micheli voorgestelde classificatiesysteem van schimmels stelt vier klassen vast op basis van voortplantingsstructuren. Dit wordt als een kunstmatige classificatie beschouwd, omdat het variabele karakters binnen dezelfde groep gebruikt, zoals kleur.

Toen de Zwitser Carolus Linnaeus de binominale nomenclatuur voorstelde in zijn werk "Systema Naturae" (1735), veranderde hij de naamgeving van de soort. Linnaeus leverde geen grote bijdragen aan de mycologie, maar zijn systeem legde de basis voor andere onderzoekers.

XIX eeuw

Gedurende deze eeuw werd mycologie volledig erkend als een onafhankelijke discipline van de botanie, voornamelijk dankzij de toepassing van de principes die Micheli had vastgesteld voor de studie van schimmels.

Een van de bekendste mycologen van deze tijd is Christian Persoon. Zijn werk was gebaseerd op de analyse van reproductieve structuren, zijn belangrijkste werk was "Synopsis Methodica Fungorum" (1801).

Deze auteur verdeelde de schimmels in de klassen "angiocarpus" (sporen die binnen het vruchtlichaam rijpen) en "gymnocarpus" (sporen die buiten het vruchtlichaam rijpen). Hij beschreef meer dan tweeduizend soorten binnen deze twee grote groepen.

Elias Fries (Zweeds) wordt beschouwd als een van de andere grote mycologen in de geschiedenis. Deze auteur publiceerde meer dan 26 wetenschappelijke werken, beschouwd als de basis van de moderne mycologie.

Zijn belangrijkste werk is "Systema mycologicum" (1821), waar hij een classificatie voorstelt op basis van het concept van fylogenie. De door deze auteur voorgestelde namen werden aanvaard als basis van de mycologische nomenclatuur op het Internationaal Botanisch Congres in Brussel (1910).

20e en 21e eeuw

Mycologie maakte grote vorderingen toen nieuwe technologieën een nauwkeurigere identificatie van schimmels mogelijk maakten. Fysiologische en biochemische methoden, waaronder groei- en nutriëntgebruikstests, werden in het begin van de 20e eeuw gebruikt.

De secundaire metabolieten die door schimmels worden geproduceerd, begonnen ook te worden geïdentificeerd en hun bruikbaarheid in de voedings- en farmaceutische industrie werd bewezen.

Later, in de jaren 90 van de 20e eeuw, vond de ontwikkeling van moleculaire technieken plaats, die de studie van fylogenetische relaties binnen schimmels en de studie van hun genetische samenstelling mogelijk maakten.

Ten slotte heeft zich al in de eenentwintigste eeuw het veld van genomics (studie van genetische inhoud) ontwikkeld. Deze technieken hebben het mogelijk gemaakt om het volledige genoom van verschillende soorten schimmels te sequencen.

Op basis van genomisch onderzoek is een nauwkeurige identificatie van verschillende groepen bereikt die niet met klassieke technieken konden worden onderscheiden. Evenzo zijn de mogelijkheden om deze organismen op verschillende gebieden te gebruiken, zoals de productie van biobrandstoffen en medicijnen, vergroot.

Wat studeert mycologie? Studierichting

Studie van schimmels. Bron: AJC1 uit het VK, via Wikimedia Commons

Mycologie is de discipline die verantwoordelijk is voor de studie van schimmels - het Fungi Kingdom - en alle aspecten die daarmee verband houden.

Binnen de mycologie wordt de studie van de structurele kenmerken, levenscycli en fysiologisch gedrag van schimmels overwogen. Evenzo wordt de kennis van evolutionaire processen en het belang van deze organismen binnen ecosystemen besproken.

Diversiteit aan schimmels. Bron: Sasata, van Wikimedia Commons

Vanwege het belang van schimmels voor de landbouw heeft de mycologie een studiegebied ontwikkeld voor symbiotische groepen. De schimmels die mycorrhizae vormen (symbiose tussen schimmels en wortels) optimaliseren het gebruik van voedingsstoffen door planten.

Een ander van de meest interessante aspecten is het aspect dat verwijst naar pathogene schimmels. In die zin richt mycologie zich op de studie van parasitaire schimmels van planten en dieren.

Takken

Mycologie richt zich op verschillende vakgebieden. Dit heeft ertoe geleid dat onderzoekers zich specialiseren in de verschillende branches, waaronder:

Taxonomie en fylogenie

Deze tak behandelt de identificatie en classificatie van schimmels, evenals de studie van de relaties tussen hen en met andere organismen. Er zijn verschillende classificatiesystemen opgesteld op basis van onder meer morfologische, reproductieve en fysiologische kenmerken.

Met de ontwikkeling van moleculaire technieken zijn fylogenieën ontwikkeld voor het Fungi Kingdom. Evenzo was het mogelijk om relaties tot stand te brengen binnen elk van de grote groepen schimmels.

Er wordt ook rekening gehouden met de studie van de geografische en ecologische verspreiding van de verschillende soorten. Onderzoek naar de diversiteit en staat van instandhouding van schimmels in verschillende regio's is van groot belang.

Een ander belangrijk aspect in deze tak is de studie van de ecologische relaties van schimmels, die de symbiotische relaties met andere organismen behandelt, evenals het ecologische gedrag van de talrijke parasietgroepen.

Biochemie, celbiologie en fysiologie

Deze tak bestudeert de chemische samenstelling en cellulaire structuur van schimmels door middel van microscopietechnieken, zowel optische als elektronische, om de biologie van cellen te bestuderen.

Onderzoek op het gebied van genetica zorgt voor een beter begrip van de reproductiemechanismen. Het is ook mogelijk om kweekmedia te verkrijgen die geschikt zijn voor de ontwikkeling van stammen onder verschillende omstandigheden.

Op het gebied van fysiologie worden de relaties van schimmels met hun omgeving en vormen van voeding bestudeerd. Evenzo behandelt het de beweging van opgeloste stoffen en water, evenals tropismen, tactismen en andere mechanismen.

Biotechnologie en industriële mycologie

Het richt zich op onderzoek naar het nut van schimmels bij verschillende menselijke activiteiten, zoals het gebruik van gisten bij fermentatieprocessen of het verkrijgen van medicijnen.

Fysiologische factoren van verschillende soorten worden aangepakt voor de manipulatie van koolwaterstoffen, eiwitsynthese en vitamines. Alle metabolische aspecten van schimmels worden gemanipuleerd om producten te verkrijgen die door mensen kunnen worden gebruikt.

Medische mycologie

Het behandelt de studie van schimmelziekten bij zowel dieren als mensen.

Schimmelinfecties treffen veel mensen over de hele wereld en kunnen in sommige gevallen zeer ernstig zijn. Op dit gebied worden aspecten als het gedrag van de ziekteverwekker, de levenscyclus en de reactie van de gastheren bestudeerd.

Er wordt onderzoek gedaan naar manieren van besmetting en symptomen van schimmelziekten. Immuunresponsen worden ook bestudeerd en mogelijke behandelingen worden voorgesteld.

Agrarische mycologie

Landbouwmycologie houdt zich bezig met de studie van nuttige schimmels in de landbouw. Deze organismen maken deel uit van de bodembiota die essentieel zijn voor de ontwikkeling van planten.

Er is een heel onderzoeksveld op het gebied van mycorrhiza-vorming (associatie van wortels en schimmels). Deze symbiose is van groot belang bij het natuurlijk in stand houden van planten. Evenzo worden ze veel gebruikt in de landbouw om het gebruik van meststoffen te verminderen.

Fytopathologie

Fytopathologie is een van de meest ontwikkelde takken in de mycologie. Het onderzoekt de ziekten die worden veroorzaakt door schimmels in planten.

Een hoog percentage schimmels zijn parasieten van planten en de meeste zijn de oorzaak van belangrijke ziekten. Deze schimmelziekten zijn verantwoordelijk voor grote verliezen in de landbouw.

Druiven besmet met Botrytis cinerea. Bron: John Yesberg, van Wikimedia Commons

Op dit gebied worden de ziekteverwekkers bestudeerd die ziekten veroorzaken, evenals de symptomen die in de plant voorkomen. Aan de andere kant worden behandelingen en beheersplannen voorgesteld om grote schade door de aanval van deze schimmels te voorkomen.

Beroemde mycologen

De belangrijkste mycologen die een grote bijdrage hebben geleverd aan deze tak zijn:

• Alejandro Posadas , die in 1981 een schimmel ontdekte genaamd Coccidioides immitis.
• In 1986 ontmoette Guillermo Seeber de schimmel die tegenwoordig beter bekend is onder de naam Rhinosporidium seeberi.
• De Braziliaanse Adolpho Lutz maakte melding van de schimmel die bekend staat als Paracoccidioides brasiliensis, die inheems was in veel systemische mycosen in de regio van Brazilië. Dit gebeurde in 1908.
• Aan de andere kant vorderden in Venezuela de vorderingen in de mycologie vanaf het jaar 1909. Dankzij een ontdekking door R. Pino Pou begon de bouw van een gespecialiseerd laboratorium voor mycologie.

Recent onderzoeksvoorbeeld

Het mycologisch onderzoek heeft zich de laatste jaren vooral gericht op het gebied van genomics en het verkrijgen van industriële producten.

In de tak van fylogenetische studies heeft genomics het mogelijk gemaakt om nauwkeurigere relaties vast te stellen in schimmels die arbusculaire mycorrhiza's vormen. Deze groep kan niet groeien in kweekmedia, dus het is niet eenvoudig om DNA-monsters te verkrijgen.

In 2013 was het mogelijk om het genoom van de soort Rhizophagus onregelmatigheid (Glomeromycotina) te sequencen. Met deze gegevens was het in 2016 mogelijk om de verwantschapsrelaties van deze soort met andere schimmels vast te stellen.

Momenteel wordt onderzocht wat de potentie is van verschillende schimmels bij de productie van biobrandstoffen. In 2017 werden anaërobe schimmels van het geslacht Pecoramyces gebruikt om maïsresten te verwerken en suikers en biobrandstoffen te produceren.

De onderzoekers wisten het gedrag van de schimmel te manipuleren door variaties in het kweekmedium aan te brengen. Hiermee bereikten ze een hoge productie van ethanol door de fermentatieprocessen van de schimmel.

Referenties

1. Gow N en MG Netea (2016) Medische mycologie en schimmelimmunologie: nieuwe onderzoeksperspectieven die een grote mondiale gezondheidsuitdaging aanpakken. Phil. Trans. R. Soc.371: 1-10.
2. Grigoriev I, Cullen D, SB Goodwin, DHibbett, TW. Jeffries, CP. Kubicek, C Kuske, JK Magnuson, F Martin, JW Spatafora, A Tsang en SE Baker (2011) De toekomst voeden met schimmelgenomics. Mycology 2: 192-209
3. Herrera, T (1994) Perspectieven van onderzoek in de mycologie. Bol Soc Bot. Mexico 55: 39-44.
4. Siniscalco C, F Doveri, G Bellato, L Campana, F Floccia, C Jacomini, C Luperi, C Marciasini en G Visentin (2013) Geschiedenis van italiam mycologie en eerste bijdrage aan de juiste nomenclatuur van schimmels. ISPRA (Instituut voor milieubescherming en onderzoek) Roma, Italië. 101 pagina's
5. Zhang N, J Luo en D Bhattacharya (2017) Vooruitgang in fylogenomica van schimmels en hun impact op schimmelsystematisch In: Townsend J en ZWang (eds.) Fungal Phylogenetics and Phylogenomics 309-328.