PHYCOLOGY: ประวัติศาสตร์สาขาการศึกษาและการวิจัย - ชีววิทยา - 2026

Phycologyหรือ algology เป็นวินัยทางวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาสาหร่ายเน้นหลักในการศึกษากลไกการสังเคราะห์แสงของพวกเขาการผลิตของสารพิษและผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมระบบ

สาหร่ายเป็นกลุ่มโพลีไฟเลติก (ไม่มีบรรพบุรุษร่วมกัน) ของสิ่งมีชีวิตที่สังเคราะห์ด้วยแสงที่มีอยู่ในผนังเซลล์ กลุ่มนี้รวมถึงบุคคลที่มีเซลล์เดียว (ไซยาโนแบคทีเรียหรือสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน) และเป็นเซลล์หลายเซลล์ ในทำนองเดียวกันเซลล์ทั้งโปรคาริโอตและยูคาริโอตจะรวมอยู่ด้วย

เชื้อเพลิงชีวภาพที่ผลิตด้วยสาหร่ายในห้องปฏิบัติการ ที่มา: Honeywell ผ่าน Wikimedia Commons

ฟิควิทยาเริ่มขึ้นในกรีกโบราณโดยมีผลงานของ Theophrastus และ Dioscorides เป็นเวลานานสาหร่ายถือเป็นพืชซึ่งเป็นสาเหตุที่นักพฤกษศาสตร์ศึกษาเป็นหลัก

Linnaeus เป็นคนแรกที่ใช้ชื่อสาหร่ายเพื่อกำหนดกลุ่มสิ่งมีชีวิตนี้แม้ว่าเขาจะรวมไบรโอไฟต์ไว้ด้วยก็ตาม อย่างไรก็ตามในศตวรรษที่สิบเก้าเมื่อ ficology ถือเป็นระเบียบวินัยเนื่องจากโครงสร้างของสาหร่ายเป็นที่รู้จักกันดี

ในช่วงหลายปีที่ผ่านมานักฟิสิกส์ที่เก่งกาจเช่น Stackhouse, Lamouroux และKützingได้มีส่วนร่วมที่สำคัญในชีววิทยาและการจำแนกประเภทของสาหร่าย ผลงานของเขามีพื้นฐานมาจากการศึกษากายวิภาคศาสตร์และวงจรชีวิตของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้เป็นหลัก

ในบรรดาการศึกษาด้าน phycology งานวิจัยเกี่ยวกับ "กระแสน้ำสีแดง" ซึ่งเกิดจากการเติบโตแบบทวีคูณของสาหร่ายขนาดเล็กมีความโดดเด่น สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ผลิตสารพิษที่ทำให้ปลาและหอยเป็นพิษส่งผลเสียต่ออุตสาหกรรมการประมงและสุขภาพของประชาชน

ประวัติศาสตร์

อารยธรรมมนุษย์ชายฝั่งพัฒนาความเชื่อมโยงที่สำคัญกับสาหร่าย Mapuche ในชิลีมีสาหร่ายอยู่ในสัญลักษณ์ในตำนาน ในส่วนของพวกเขาชาวจีนเป็นกลุ่มแรกที่ทิ้งการอ้างอิงเป็นลายลักษณ์อักษรถึงสิ่งมีชีวิตเหล่านี้

Phycology หรือ algology เป็นวิทยาศาสตร์มีต้นกำเนิดส่วนใหญ่ในวัฒนธรรมตะวันตกและพัฒนาการของมันเชื่อมโยงกับประวัติศาสตร์พฤกษศาสตร์ เราสามารถรับรู้สี่ขั้นตอนภายในวิวัฒนาการทางประวัติศาสตร์

กรีกโบราณจนถึงปลายศตวรรษที่ 18

กลุ่มแรกที่ใช้คำว่า phykos (พืชทะเล) เพื่ออ้างถึงสาหร่ายคือชาวกรีก Theophrastus และ Dioscorides ต่อมาจากชื่อภาษากรีกนี้ได้มาจากคำว่า Fucus ของโรมันซึ่งใช้เพื่อตั้งชื่อสิ่งมีชีวิตเหล่านี้

ในช่วงศตวรรษที่สิบหกและสิบเจ็ดมีการศึกษาไม่มากนักในสาขาวิชาฟิสิกส์ Von Zalusian นักพฤกษศาสตร์ชาวเช็ก (ค.ศ. 1592) รวมสาหร่ายพร้อมกับเชื้อราไลเคนและสมุนไพรทะเลไว้ในกลุ่ม Musci ฟอน Zakusian ถือว่ากลุ่มเหล่านี้เป็น "Ruda et Confusa" (ยากและสับสน) เนื่องจากความยากในการจำแนก

นักพฤกษศาสตร์อีกคนที่มีส่วนร่วมในยุคแรกของ ficology คือ Gaspar Bauhin ในงานของเขา Prodromus theatri botánica (1620) ผู้เขียนจำแนกพืชกลุ่มต่างๆเป็นสาหร่ายเช่นมอสและหางม้า (Equisetum)

ในปี พ.ศ. 2254 Ferchault de Reaumur ชาวฝรั่งเศสได้อธิบายโครงสร้างทางเพศของสาหร่ายชนิดหนึ่ง นี่เป็นผลงานที่สำคัญต่อ algology แม้ว่านักพฤกษศาสตร์เช่น Samuel Gottlieb ยังคงพิจารณาว่าสาหร่ายที่ทำซ้ำโดยการสร้างเซลล์สืบพันธุ์

Linnaeus รวมสาหร่ายไว้ใน cryptogams (พืชที่ไม่มีเมล็ด) ในระบบการจำแนกเพศของเขา (1735) ต่อมาในปี 1753 เขาอธิบายถึงสกุล Fucus และที่นั่นกลุ่มนี้ก็เริ่มมีคำจำกัดความที่ดีขึ้น

1800 ถึง 1880

การใช้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงที่ดีกว่าทำให้เกิดความก้าวหน้าอย่างมากในด้าน phycology ในช่วงนี้เองที่มีการกำหนดกลุ่มสาหร่ายหลักส่วนใหญ่ตามที่รู้จักกันในปัจจุบัน

คนแรกที่แสดงให้เห็นถึงเรื่องเพศของสาหร่ายอย่างชัดเจนคือชาวสวิสปิแอร์โวเชอร์ในงาน Histoire ของเขาสมควรได้รับการยกย่องจาก de'eau douce (1803) จากงานนี้สาหร่ายได้รับการยอมรับว่าเป็นกลุ่มและ algology เริ่มรวมตัวกัน

John Stackhouse แหล่ง Google หนังสือผ่าน Wikimedia Commons

ถือได้ว่า John Stackhouse ชาวอังกฤษได้เปลี่ยน ficology ให้เป็นระเบียบวินัยทางวิทยาศาสตร์ ในปี 1801 Stackhouse ได้ศึกษาการงอกของไซโกตของสายพันธุ์ Fucus และพบว่าพวกมันอยู่ในสกุลที่แตกต่างกัน

ต่อมา Jean Lamouroux นักพฤกษศาสตร์ชาวฝรั่งเศสได้เสนอระบบการจำแนกประเภทของสาหร่ายในปี พ.ศ. 2356 ในผลงานของเขาเขาได้อธิบายถึงสิ่งมีชีวิตจำนวนมากและกำหนดกลุ่มใหญ่ 3 กลุ่ม (สาหร่ายสีแดงสีน้ำตาลและสีเขียว)

CA Agardh และ JG Agardh ลูกชายของเขาโดดเด่นซึ่งศึกษาสัณฐานวิทยาของสาหร่าย JG Agardh เสนอการจำแนกประเภทของสาหร่ายทะเลตามลักษณะทางกายวิภาคของพวกมัน

นักอัลโกวิทยาที่โดดเด่นอีกคนหนึ่งคือฟรีดริชคุทซิงชาวเยอรมันผู้ซึ่งตีพิมพ์บทความเกี่ยวกับ ficology มากมายซึ่งเขาได้อธิบายถึงสายพันธุ์ต่างๆ ในการวิจัยของเขาเขาคำนึงถึงลักษณะทางกายวิภาคของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้เป็นหลัก

ตั้งแต่ปีพ. ศ. 2423 ถึงต้นทศวรรษที่ 1950 ของศตวรรษที่ 20

ในช่วงเวลานี้ส่วนใหญ่ phycology ถือเป็นสาขาหนึ่งของพฤกษศาสตร์และสาหร่ายได้รวมอยู่ในแผนก Thallophyta (Plantae) นอกจากนี้ยังมีการศึกษาวัฏจักรชีวิตของสิ่งมีชีวิตหลายชนิดซึ่งทำให้สามารถกำหนดกลุ่มต่างๆได้ชัดเจนยิ่งขึ้น

จิโอวานนีเดอโทนีนักฟิสิกส์ชาวอิตาลีทำงานเป็นเวลา 35 ปีในผลงานของเขา Sillete Algarínซึ่งตีพิมพ์ในปี 2467 งานนี้รวบรวมความรู้ทั้งหมดเกี่ยวกับระบบของสาหร่ายที่มีอยู่จนถึงปัจจุบัน

นอกจากนี้ยังถือกำเนิด ficology ทางทะเลซึ่งเชี่ยวชาญในการศึกษาสาหร่ายที่มีอยู่ในทะเลและมหาสมุทร ในช่วงเวลานี้มีการเริ่มการสำรวจไปตามชายฝั่งต่างๆของโลกเพื่อจำแนกสิ่งมีชีวิตเหล่านี้

โมเดิร์นเฟส

ในทศวรรษที่ 50 (ศตวรรษที่ 20) มีความก้าวหน้าอย่างมากใน phycology เนื่องจากการพัฒนากล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสแกนและการส่งผ่าน สิ่งนี้ทำให้สามารถศึกษาลักษณะทางสรีรวิทยาชีววิทยาของเซลล์และนิเวศวิทยาของสาหร่ายกลุ่มต่างๆ

ในปี 1970 วิธีการที่เป็นระบบของ ficology ได้เปลี่ยนไปเนื่องจากการใช้เทคนิคระดับโมเลกุล เป็นไปได้ที่จะระบุว่าสาหร่ายเป็นกลุ่มโพลีฟีเลติก (พวกมันไม่ได้มีบรรพบุรุษร่วมกัน) ดังนั้นไซยาโนแบคทีเรียจึงอยู่ในแบคทีเรียและกลุ่มสาหร่ายอื่น ๆ ในอาณาจักรโพรทิสตา

ปัจจุบัน ficology เป็นสาขาวิชาที่รวมกันและมีนักวิจัยจำนวนมากในสาขาการศึกษาที่แตกต่างกัน

สาขาวิชา

Phycology เป็นวินัยที่อุทิศให้กับการศึกษาสาหร่าย ไม่เพียงอ้างถึงหมวดหมู่อนุกรมวิธาน (เนื่องจากต้นกำเนิดของกลุ่มนี้) แต่ยังคงใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติ

ภายในสาหร่ายจะพบทั้งเซลล์โปรคาริโอตและยูคาริโอตซึ่งส่วนใหญ่สังเคราะห์แสงได้ ในกลุ่มยูคาริโอตสาหร่ายคือทาโลไฟต์ (พืชที่มีแทลลัส) ซึ่งมีรงควัตถุสังเคราะห์แสงหลักคือคลอโรฟิลล์ก.

สาหร่ายทะเลสีแดง ที่มา: Ed Bierman ผ่าน Wikimedia Commons

Phycology ศึกษาลักษณะทางสัณฐานวิทยาและลักษณะทางกายวิภาคของสาหร่ายกลุ่มต่างๆ นอกจากนี้ยังกล่าวถึงการวิจัยเกี่ยวกับกระบวนการวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้รวมถึงแง่มุมต่างๆเช่นวิวัฒนาการของคลอโรพลาสต์และกลไกการสังเคราะห์ด้วยแสง

ในสาขาสรีรวิทยาและชีวเคมีนักกายภาพบำบัดได้ทุ่มเทให้กับการศึกษาสิ่งที่เรียกว่า "กระแสน้ำสีแดง" นี่หมายถึงการเติบโตแบบทวีคูณของสาหร่ายขนาดเล็กบางชนิดที่ผลิตไฟโคทอกซินซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตที่เป็นพิษต่อสัตว์ทะเลและมนุษย์

ภายใน algology จะมีการพิจารณาความรู้เกี่ยวกับบทบาทของสาหร่ายในระบบนิเวศ วิชานี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับวิทยาศาสตร์เนื่องจากสิ่งมีชีวิตเหล่านี้เป็นผู้ผลิตออกซิเจนหลักบนโลก

ในทางกลับกันสาหร่ายมีประโยชน์สำหรับมนุษย์ในฐานะอาหารและเป็นพื้นฐานสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม ดังนั้น phycology จึงศึกษาสายพันธุ์ที่มีประโยชน์เช่นเดียวกับวิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการใช้สาหร่าย

ตัวอย่างงานวิจัยล่าสุด

Ficology เป็นระเบียบวินัยครอบคลุมประเด็นต่างๆที่นักวิจัยให้ความสนใจ ปัจจุบันผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับสรีรวิทยาการผลิตสารพิษผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมและระบบต่าง ๆ มีความโดดเด่น

กลไกการสังเคราะห์ด้วยแสง

มีการแนะนำว่าคลอโรพลาสต์ของสาหร่ายวิวัฒนาการมาจากไซยาโนแบคทีเรียเอนโดซิมไบโอติก การวิจัยในสาขานี้มุ่งเน้นไปที่กลไกการขนส่งข้อมูลที่ควบคุมการแบ่งตัวและการเผาผลาญของคลอโรพลาสต์

ในปี 2560 มีการศึกษาในไซยาโนแบคทีเรียและสาหร่ายกลุ่มอื่น ๆ ด้วยวิธีนี้กลไกการใช้ออกซิเจนจึงได้รับการตรวจสอบเนื่องจากองค์ประกอบนี้มากเกินไปอาจทำให้เกิดความเสียหายจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่นในเซลล์

ผลการศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าในไซยาโนแบคทีเรียมีการทำงานของเอนไซม์ที่ช่วยปกป้องเซลล์จากความเข้มของแสงสูง ในสายพันธุ์อื่น ๆ กลยุทธ์ทางชีวเคมีที่ถูกตั้งข้อสังเกตที่ทำให้เซลล์ตายไป O เกิน2

Phycotoxins

การผลิตไฟโคทอกซินสามารถผลิตสิ่งที่เรียกว่า "กระแสน้ำสีแดง" ซึ่งสร้างผลกระทบต่อระบบนิเวศและเศรษฐกิจอย่างมาก นี่คือเหตุผลที่ phycology ให้ความสำคัญกับการศึกษาสารประกอบเหล่านี้

มีการตรวจสอบหลายครั้งเพื่อพิจารณาว่าไฟโคทอกซินเหล่านี้ทำหน้าที่อย่างไรในสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันรวมถึงมนุษย์ ในปี 2018 นักวิจัยชาวสเปนได้ตรวจสอบสารพิษที่เกิดจากสาหร่ายขนาดเล็กและกลไกการออกฤทธิ์และอาการที่เกิดในมนุษย์

น้ำแดง. ที่มา: NOAA ผ่าน Wikimedia Commons

เชื้อเพลิงชีวภาพ

Phycology ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาได้ให้ความสนใจกับด้านเชื้อเพลิงชีวภาพ กำลังดำเนินการตรวจสอบมากมายในแง่มุมทางชีววิทยาและเชิงประยุกต์ของสาหร่ายที่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้

การทบทวนโอกาสในการใช้สาหร่ายเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพ (ดำเนินการในปี 2560) ระบุว่าความท้าทายหลักในการดำเนินการอยู่ในด้านเทคโนโลยี โดยหลักแล้วพวกเขามุ่งเน้นไปที่การผลิตมวลชีวภาพในปริมาณสูงรวมถึงการบรรลุสภาพการเจริญเติบโตที่เหมาะสม

โลหะหนัก

สาหร่ายบางสกุลเช่น Cladophora (สาหร่ายสีเขียว) และ Fucus (สาหร่ายสีแดง) มีความทนทานต่อโลหะหนัก ในแง่นี้กำลังดำเนินการศึกษาเพื่อหาปริมาณโลหะที่สิ่งมีชีวิตเหล่านี้สามารถมีได้

จากข้อมูลที่ได้รับทำให้มีการสร้างแบบจำลองเกี่ยวกับพฤติกรรมของการปนเปื้อนโลหะหนักในแหล่งน้ำ

เป็นระบบ

Phycology ให้ความสำคัญอย่างยิ่งกับการศึกษาสาหร่ายอย่างเป็นระบบ สาขานี้มุ่งเน้นไปที่การศึกษาความสัมพันธ์ของสาหร่ายที่มีต่อกันและกันและผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตอื่นเป็นหลัก

ในแง่นี้เทคนิคระดับโมเลกุลมีความสำคัญมากในการกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตเหล่านี้

เมื่อเร็ว ๆ นี้ได้มีการศึกษาสาหร่ายน้ำแข็งของกรีนแลนด์ซึ่งอยู่ในกลุ่มของ Chlorophytas (สาหร่ายสีเขียว) พบว่าสาหร่ายเหล่านี้เกี่ยวข้องกับพืชมากที่สุดและระบบนิเวศของมันสามารถช่วยให้เข้าใจการตั้งรกรากของพืชในสภาพแวดล้อมบนบกได้ดีขึ้น

อ้างอิง

1. Chapman RL, MA Buchheim, CF Delwiche, T Friedl, VAR Huss, KG Karol, LA Lewis, J Manhart, RM McCourt, JL Olsen และ DA Waters (1998) ระบบโมเลกุลของสาหร่ายสีเขียว หน้า 508-540 ใน: Soltis DE, PS Soltis และ JJ Doyle (eds) Molecular Systematics of Plants II. สปริงเกอร์บอสตันแมสซาชูเซตส์ 585 น.
2. Farabegoli F, L Blanco, L Rodríguez, J Vieites และ A Cabado (2018) ไฟโคทอกซินในหอยทะเล: ต้นกำเนิดการเกิดขึ้นและผลกระทบต่อมนุษย์ มี. ค. ยา 16: 1-26.
3. Lee RE (2018) Fifth Edition. สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัย Cambrige นิวยอร์กสหรัฐอเมริกา 535 น.
4. Norton TA, M Melkonian และ RA Andersen (1996) ความหลากหลายทางชีวภาพของสาหร่าย. Phycologia 35 : 308-326
5. South GR และ A Whittick (1987) รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับ Phycology. สิ่งพิมพ์ทางวิทยาศาสตร์ของ Blackwell อ๊อกซฟอร์ดสหราชอาณาจักร 343 น.