علم الفطريات

علم الفطريات  هو فرع من فروع علم الأحياء يهتم بدراسة كل مايتعلق بالفطريات بما في ذلك تصنيفها وخصائصها الوراثية (الجينية) والكيميائية الحيوية، وكذلك استخدامها من قبل الإنسان. يمكن أن تكون الفطريات مصدرًا للوقود والغذاء والأدوية التقليدية، بالإضافة إلى كونها مواد روحانية، وسموم، ومسببات للعدوى. تُعد الخمائر من أكثر أعضاء مملكة الفطريات استخدامًا، وخاصة في صناعة الأغذية. 

أما دراسة ما سبق أن توصل إليه العلماء من معرفة في مجال الأمراض النباتية التي تصيب النباتات وخاصة المحاصيل الزراعية ومسببات تلك الأمراض (فطرية، بكتيرية، فيروسية ..إلخ) وطرق مقاومتها والحد من انتشارها فيسمى علم أمراض النبات.

 فروع علم الفطريات 
أخذ علم الفطريات في التقدم منذ بداية القرن الحالي وذلك بفضل التوسع في طرق البحث العلمي حيث تشعبت الدراسات في هذا العلم واتسعت آفاقها اتساعًا كبيرًا حتى صار من المتعذر أن يلمّ عالم واحد بجميع شعبها، ومن هنا بدأ التخصص فقسّم علم الفطريات إلى عدد من الفروع الرئيسية التي يكاد أن يصبح كلّ فرع منها علمًا مستقلّا بذاته ,شأنه في ذلك شأن بقية العلوم الأخرى، وأهمّ هذه الفروع:

 علم بيئة الفطريات، وهو الدراسة العلمية للفطريات والنظام البيئي الذي تشكل جزءًا منه. يشمل هذا العلم تفاعلات الفطريات مع بيئتها ومع الكائنات الحية التي تشاركها هذه البيئة.
 علم وظائف اعضاء الفطريات، يشمل دراسة كيفية نمو الفطريات، وعملياتها الأيضية، وتكاثرها، وتفاعلها مع بيئتها. تتضمن الجوانب الرئيسية تغذيتها غيرية التنوع، حيث تمتص المغذيات عن طريق إفراز الإنزيمات لتفكيك المادة العضوية، وجدرانها الخلوية المقواة بمادة الكايتين.
 علم الوراثة الفطري يدرس الآليات الوراثية والتنوع الجيني داخل الفطريات، مستفيدًا من خصائصها البيولوجية الفريدة، مثل طبيعتها أحادية المجموعة الصبغية وسهولة زراعتها، لتكون بمثابة كائنات نموذجية حقيقية النواة قيمة للبحث العلمي.
 علم الفطريات الصناعي، وهو الاستخدام العلمي والتجاري للفطريات لإنتاج منتجات قيمة وتنفيذ عمليات عبر مختلف القطاعات، بما في ذلك الأغذية والمشروبات (مثل البيرة، النبيذ، الخبز، الجبن)، والطب (مثل البنسلين، السيكلوسبورين)، والزراعة (مثل المبيدات الحيوية، الأسمدة الحيوية)، والتكنولوجيا الحيوية (مثل الإنزيمات، البيوإيثانول).
 علم الفطريات الطبية.

 نظرة عامة 
تأتي كلمة "علم الفطريات" (mycology) من الكلمة اليونانية القديمة: "ميكيس" (μύκης) التي تعني "فطر" واللاحقة "لوجيا" (-λογία) التي تعني "دراسة". من بين رواد علم الفطريات الأوائل فرايز إلياس ماغنوس، كريستيان هندريك بيرسون، هاينريش أنطون دي باري، إليزابيث إيتون مورس، ولويس ديفيد دي شفينيتز. كما قدمت بياتريس بوتر، مؤلفة كتاب "حكاية بيتر الأرنب"، إسهامات كبيرة في هذا المجال.

طور بير أندريا ساكاردو نظامًا لتصنيف "الفطريات الناقصة" بناءً على لون وشكل أبواغها، والذي أصبح النظام الأساسي المستخدم قبل الاعتماد على تحليل الحمض النووي. يُعرف ساكاردو بشكل خاص بمؤلفه "سيلوج فنجوروم"، وهو قائمة شاملة بجميع الأسماء التي استُخدمت للفطر. ولا يزال "سيلوج" العمل الوحيد من نوعه الذي كان شاملًا لمملكة الفطريات النباتية وحديثًا إلى حد معقول.

تُنتج العديد من الفطريات السموم والمضادات الحيوية وأيض ثانوي أخر. على سبيل المثال، درس أبراهام ز. جوفي بشكل مكثف جنس الفطر واسع الانتشار "فوزاريوم" (مغزلاوية) والسموم المرتبطة بتفشي داء  المميت لدى البشر.

تعتبر الفطريات أساسية للحياة على الأرض من خلال أدوارها كـمتعايشات، مثل الفطريات الجذرية، والمتعايشات مع الحشرات، والأشنيات. تستطيع العديد من الفطريات تفكيك الجزيئات الحيوية العضوية المعقدة مثل الليغنين، وهو المكون الأكثر صلابة في الخشب، وكذلك الملوثات مثل الدخيل الحيوي، والنفط، والهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات. من خلال تحليل هذه الجزيئات، تلعب الفطريات دورًا حاسمًا في دورة الكربون العالمية.

غالبًا ما تكون الفطريات والكائنات الأخرى التي صُنِّفت تقليديًا كفطريات، مثل الطلائعيات البيضية والعفن الغروي، ذات أهمية اقتصادية واجتماعية، حيث تُسبب بعضها عدوى فطرية للحيوانات (بما في ذلك البشر) والنباتات.بصرف النظر عن الفطريات المسببة للأمراض، فإن العديد من أنواع الفطريات مهمة جدًا في مكافحة أمراض النباتات التي تسببها مسببات الأمراض المختلفة. على سبيل المثال، تُعتبر أنواع من جنس  "ترايكوديرما" من أهم عوامل المكافحة البيولوجية كبديل للمنتجات الكيميائية لإدارة أمراض المحاصيل بفعالية.

تُعرف اللقاءات الميدانية للعثور على أنواع الفطريات المثيرة للاهتمام باسم "فوريس"، نسبة إلى أول اجتماع من هذا النوع نظمه "نادي وولهوب الطبيعي الميداني" عام 1868 بعنوان "غارة بين الفطريات". قد تُسبب بعض الفطريات أمراضًا للإنسان والحيوانات الأخرى؛ ويُشار إلى دراسة الفطريات المسببة للأمراض التي تُصيب الحيوانات باسم "علم الفطريات الطبي".

 تاريخ علم الفطريات 
يُعتقد أن البشر بدأوا بجمع الفطر كغذاء في عصور ما قبل التاريخ. أُشير إلى الفطر لأول مرة في كتابات يوربيديس (480-406 قبل الميلاد). ربما كان الفيلسوف اليوناني ثاوفرسطسمن إريسوس (371-288 قبل الميلاد) أول من حاول تصنيف النباتات بشكل منهجي؛ واعتبر أن الفطر نباتات تفتقر إلى بعض الأعضاء. لاحقاً، كتب بلينيوس الأكبر (23-79 ميلادي) عن الكمأة في موسوعته "التاريخ الطبيعي"."الفطريات والكمأة ليست أعشابًا، ولا جذورًا، ولا زهورًا، ولا بذورًا، بل هي مجرد رطوبة زائدة أو تراب من الأشجار، أو الخشب المتعفن، ومن أشياء أخرى متحللة. وهذا يتضح من حقيقة أن جميع الفطريات والكمأة، وخاصة تلك التي تُستخدم للأكل، تنمو بشكل شائع في الطقس الرعدي والممطر."

جيروم بوك (هيرونيموس بوك)، 1552
تصغير|صورة جماعية التقطت في اجتماع الجمعية البريطانية لعلم الفطريات عام 1913
شهدت العصور الوسطى تقدمًا ضئيلًا في المعرفة حول الفطريات. ومع ذلك، سمح اختراع المطبعة للمؤلفين بتبديد الخرافات والمفاهيم الخاطئة عن الفطريات التي كان قد رسخها المؤلفون الكلاسيكيون. تبدأ الحقبة الحديثة من علم الفطريات بصدور منشور بيير أنطونيو ميكيلي عام 1737 بعنوان "نوفا بلانتاروم جينيرا". هذا العمل الرائد، الذي صدر في فلورنسا، وضع الأسس للتصنيف المنهجي للحشائش والحزازيات والفطريات. كما أنه أطلق أسماء الأجناس التي لا تزال سارية حتى اليوم مثل "بوليبوروس" (سمية) و"توبر" (عسقول)، وكلاهما يعود تاريخه إلى عام 1729 (على الرغم من أن أوصافها عُدِّلت لاحقًا باعتبارها غير صالحة بموجب القواعد الحديثة).

أدرج عالم التسميات المؤسس كارل لينيوس الفطريات في نظام التسمية الثنائية الخاص به في عام 1753، حيث يحصل كل نوع من الكائنات الحية على اسم من كلمتين يتكون من جنس ونوع (في حين كانت الكائنات قبل ذلك غالبًا ما تُسمى بعبارات لاتينية تحتوي على كلمات عديدة). وقد أطلق الأسماء العلمية للعديد من أصناف الفطر المعروفة، مثل "بوليتوس" (بوليط) و"أغاريكوس" (غاريقون)، والتي لا تزال قيد الاستخدام حتى اليوم. خلال هذه الفترة، استمر اعتبار الفطريات جزءًا من المملكة النباتية، ولذلك جرى تصنيفها في مؤلفه "أنواع النباتات". ومع ذلك، لم تكن تصنيفات لينيوس للفطريات شاملة مثل تصنيفات النباتات، حيث جمع جميع الفطريات ذات الخياشيم والساق في جنس "أغاريكوس". يوجد الآلاف من الأنواع ذات الخياشيم التي جرى تقسيمها لاحقًا إلى عشرات الأجناس المتنوعة؛ ففي استخدامه الحديث، يشير جنس "أغاريكوس" فقط إلى الفطريات وثيقة الصلة بالفطر الشائع في المتاجر، "أغاريكوس بيسبوروس" (غاريقون ثنائي البوغ). على سبيل المثال، أطلق لينيوس اسم "أغاريكوس ديليسيوسوس" على فطر زعفران حليبي الغطاء، لكن اسمه الحالي هو "لاكتاريوس ديليسيوسوس". من ناحية أخرى، احتفظ فطر الحقل "أغاريكوس كامبيستريس" (غاريقون حقلي) بنفس الاسم منذ نشر لينيوس. لا تزال الكلمة الإنجليزية "agaric" (غاريقون) تُستخدم لأي فطر ذي خياشيم، وهذا يتوافق مع استخدام لينيوس للكلمة.

على الرغم من أن علم الفطريات كان يُعتبر تاريخيًا فرعًا من فروع علم النبات، فإن اكتشاف العلاقة التطورية الوثيقة للفطريات بالحيوانات في عام 1969 أدى إلى إعادة تصنيف هذا العلم كمجال مستقل. يُنسب مصطلح "علم الفطريات" (mycology) والمصطلح المكمل له "عالم فطريات" (mycologist) تقليديًا إلى إم. جاي. بيركلي في عام 1836. ومع ذلك، ظهر مصطلح "عالم فطريات" في كتابات عالم النبات الإنجليزي روبرت كاي غريفيل في وقت مبكر من عام 1823 في إشارة إلى شفينيتز.

 النطاق والأهمية 

 الإنتاج، التجارة، وتصنيع الغذاء 
تُعد منتجات الخشب المنشور عنصرًا أساسيًا في التجارة الدولية، حيث تُستخدم في كل شيء بدءًا من الهندسة المعمارية وحتى الحطب. يعتمد استزراع النظم البيئية الحرجية لإنتاج هذه الكمية من الخشب الصالح للاستخدام بشكل كبير على العلاقات التكافلية الفطرية الجذرية بين النباتات، وتحديدًا الأشجار، والفطريات. توفر الفطريات عددًا كبيرًا من الفوائد لشريكها النباتي التكافلي، مثل القدرة على تحمل الأمراض، وتحسين النمو والتغذية المعدنية، وتحمل الإجهاد، وحتى استخدام الأسمدة.

شكلت الفطريات الصالحة للأكل والطبية مكونًا رئيسيًا آخر في التجارة الدولية خلال السنوات الأخيرة. في حين يمكن استزراع العديد من أنواع الفطريات في منشآت زراعية كبيرة، لم تُفهم بعد بشكل كامل عملية استزراع بعض الأنواع المرغوبة، مما يعني أن هناك العديد من الأنواع التي لا يمكن العثور عليها إلا بشكل طبيعي في البرية. وعلى الرغم من زيادة الطلب العالمي على أنواع الفطريات البرية في السنوات الأخيرة، لم يتغير ندرة هذه الأنواع. ومع ذلك، أصبح صيد الفطر عاملاً رئيسيًا في الاقتصادات المحلية.

أدت المعرفة العلمية المتزايدة بالتنوع الفطري إلى تقدم التقانة الحيوية في تصنيع الغذاء. استغل البشر هذه المعرفة من خلال استزراع أنواع مختلفة من الفطريات، وخاصة الخمائر. هناك أكثر من 500 نوع من الخمائر جرى استزراعها لأغراض مختلفة، وأكثرها شيوعًا هو "سكاروميسيس سيرفيسياي" (سكيراء جعوية)، والمعروفة أيضًا باسم خميرة الخباز. وكما يشير اسمها الشائع، استُخدمت هذه الخميرة في صناعة النبيذ والخبز وتخمير المشروبات منذ العصور القديمة.

يُعد التخمير أحد أقدم أشكال حفظ الأغذية، حيث يعود أقدم استخدام مسجل له إلى أكثر من 13,000 سنة مضت في فلسطين. استُخدم استزراع البكتيريا والفطريات، وخاصة الخمائر، لقرون لزيادة فترة التخزين للحوم والخضروات والحبوب والأطعمة الأخرى. يلعب التخمير أيضًا دورًا هامًا في إنتاج العديد من المنتجات الغذائية والمشروبات الكحولية مثل البيرة والنبيذ. يأتي حوالي 90% من إنتاج البيرة في العالم من بيرة الليجر و5% من بيرة مزر، بينما الباقي من التخمير التلقائي لمجموعة متنوعة من الخمائر والبكتيريا. يلعب إنتاج المشروبات الكحولية أدوارًا هامة في اقتصادات العديد من البلدان، وغالبًا ما تكون البيرة صادرات حاسمة.

 الفطريات المسببة لأمراض النباتات 
تُشكل الفطريات المسببة لأمراض النباتات تهديدًا خطيرًا عندما يتعلق الأمر بتوافر المحاصيل والأمن الغذائي. يمكن لهذه الفطريات أن تتسلل إلى النباتات والمحاصيل الغذائية، مما قد يتسبب في مشكلات اقتصادية خطيرة للصناعات الزراعية في العديد من البلدان. يمكن لمسببات الأمراض النباتية المختلفة أن تجعل المحاصيل النقدية غير صالحة للأكل وغير مجدية فعليًا للمزارع الذي يزرعها. ازدادت هذه المشكلة على مر السنين مع انتشار استخدام الزراعات الأحادية: فالتنوع المحدود من النباتات في منطقة واحدة يمكن أن يؤدي إلى الانتشار السريع لمسببات أمراض معينة. "بوكسينيا غرامينيس" هو نوع من صدأ الساق الذي يستهدف محاصيل القمح في جميع أنحاء العالم من إفريقيا إلى أوروبا. وهناك مسبب أمراض فطري آخر مدمر هو "ساروكلايديوم أوريزاي"، وهو نوع من فطر عفن الغمد السائد في الهند ويشكل تهديدًا كبيرًا . تاريخيًا، كانت واحدة من أشهر حالات الأوبئة الفطرية النباتية هي آفة البطاطس في أيرلندا، والتي سببها الطلائعيات البيضيةالمعروف باسم "فيثوفثورا إنفستانس" (لفحة متأخرة). يُعرف هذا الحدث باسم "المجاعة الكبرى في أيرلندا".

 علم الفطريات واكتشاف الأدوية 

على مدار قرون، جرى توثيق استخدام أنواع معينة من الفطر كجزء من الطب الشعبي في الصين، واليابان، وروسيا. على الرغم من أن استخدام الفطر في الطب الشعبي يتركز بشكل كبير في القارة الآسيوية، فقد جرى توثيق استخدام الفطر لأغراض طبية لدى شعوب في أجزاء أخرى من العالم مثل الشرق الأوسط، وبولندا، وبيلاروس. تنتج الفطريات كميات كبيرة من فيتامين د عند تعرضها للضوء فوق البنفسجي. يُعد كل من البنسلين، والسيكلوسبورين، والغريسيوفولفين، والسيفالوسبورين، والسيلوسيبين أمثلة على أدوية جرى عزلها من العفن أو من فطريات أخرى.

 انظر أيضًا 
 فطر
 عيش الغراب
 عفن
 عفنيات

 وصلات خارجية 
 مملكة الفطريات
 المراجع 

*
تصنيف:فروع علم الأحياء