ЛЕКЦИЯ 5 История и развитие альгологии Развитие

ЛЕКЦИЯ 5. История и развитие альгологии

Развитие альгологии связано с развитием западной культуры в целом, особенно европейской, и может быть разделено на 4 этапа: - Первый этап начался с трудов древних греков (Аристотель, Теофраст) и закончился в конце XVIII века - Второй этап начался с начала XIX века и закончился в конце XIX века (примерно 1880 г. ) - Третий этап начался с конца XIX века и закончился в 50 -х годах XX века - Четвертый этап – современный (По: Саут, Уиттик, 1990) Саут Р. , Уиттик A. Основы альгологии. М. : Мир, 1990. 597 с.

ВРЕМЕНА ДО КАРЛА ЛИННЕЯ. АЗИЯ и ЕВРОПА.

1 - сбор Porphyra (нори ) (Япония) 2 - сбор Spiruluna на оз. Чад (племя Канембу, Африка) 3 - сбор Spirulina на оз. Тескоко (цивилизация Ацтеков, Мексика)

Начало сельского хозяйства в Китае связывают с правлением императора Шэнь-Нуна (3 тыс. лет до н. э. ). Идеограмма, обозначающая водоросль (Tsao) Ши-цзин ( «Книга песен» ) – содержит самые ранние упоминания о водорослях (600 г. до н. э. ). Porterfield W. M. 1922. References to the Algae in the Chinese Classics //Bulletin of the Torrey Botanical Club, 297 -300.

Одни из первых находок и доказательств, что люди использовали водоросли, относятся к эпохе Дзёмон – период Японской истории ( «эпоха веревочного орнамента» ), соответствует Неолиту (примерно 6. 000 г. – 300 г. до н. э. ) и эпохе Яёй – период, соответствующий бронзовому и железному векам (300 г. до н. э. – 400 г. н. э. ). Eisenia bicyclis (в Японии называют «морской дуб» ) Sargassum muticum Nisizawa K. et al. The main seaweed foods in Japan //In 12 th Int. Seaweed Symp. , 1987. P. 5 -29.

В Кодексе Тайхо морские водоросли, такие как Laminaria, Undaria, Porphyra и Gelidium включены в число морских продуктов, за которые надо было платить налоги. q КОДЕКС ТАЙХО (701 г. ) ( «Великое сокровище» ) – японский феодальный кодекс, в котором были обобщены и закреплены результаты реформ императоров.

Согласно старейшему китайско-японскому словарю Вамиёсо, который был издан по приказу японского императора Дайго (897 -930), 21 вид морских водорослей, включая зеленые, бурые и красные, уже использовались в качестве пищи в раннюю эпоху Хэйан (794 -1185) (период великого спокойствия). В словаре приводятся, в том числе, рецепты приготовления блюд из этих водорослей. Ближе к концу эпохи Муромати (1336 -1573) (эпоха, когда Японией управлял сёгун) часто возникали гражданские войны; тогда в рационе воинов активно стали использовать съедобные морские водоросли такие как: Hizikia, Laminaria, Eisenia, Undaria, Nemacystus и Porphyra. Hizikia (Sargassum) Eisenia Nemacystus

В эпоху Эдо (1603 -1912) (эпоха объединения Японии и окончания гражданских войн) часто случался голод; правительство в этом направлении проводило политику: обеспечение хранения зерновых культур и других продуктов, включая водоросли (Laminaria, Undaria, Ecklonia и Hizikia). Кроме того, некоторые продукты из морских водорослей были коммерциализированы и получили свои названия; многие существуют до сих пор. Например, продукт из Undaria, сделанный в районе Нагоя называется микава-вакамэ, из Laminaria, сделанный в области Аомори называется матумаэ-комбу, из Porphyra, изначально производимый в районе Шинагава, распространился по всей стране и называется хоси-нори.

Считается, что греки заложили начало альгологии как науки. Латинское слово «fucus» происходит от греческого «phycos» водоросль; долгое время это название использовалось для разных групп водорослей, пока К. Линней не описал самостоятельный род Fucus L. 1753, положив тем самым начало формальной номенклатуре водорослей. Адам Залужанский Фон Цалузиан (1558 -1613) – чешский ботаник, который в своем труде «Methodi herbariae, libri tres» (1592) поместил водоросли в мхи (наряду с грибами и лишайниками) и назвал группу «ruda et confusa» ( «грубые и запутанные» ). В старых работах проблематично понять, какой организм имел в виду автор. Например, виды, рассматриваемые в настоящее время в роде Chara, ранее относили, наряду с хвощами, к роду Equisetum.

ВРЕМЕНА КАРЛА ЛИННЕЯ. XVIII ВЕК: НАЧАЛО АЛЬГОЛОГИИ.

К. Линней — шведский естествоиспытатель, основоположник современной биологической систематики, первый президент Шведской АН, иностранный почетный член Петербургской АН, член Лондонского Королевского Общества. Карл Линней Carl Linnaeus (1707 -1778) Впервые применил бинарную номенклатуру и построил классификацию органического мира, описал более 7 тыс. новых видов растений и животных.

• К. Линней родился 23 мая 1707 г. в Росхульте (Швеция). • Отец К. Линнея – Нильс Линней, был пастором и цветоводом*; свою фамилию Ингемарсон заменил фамилией «Linnaeus» (латинизированное название липы, по-шведски «Lind» ). Родители К. Линнея: Кристина Бродерсония и Нильс Линней Дом в Росхульте, в котором родился К. Линней (реконструкция) «Этот сад воспламенил мой ум неугасимой любовью к растениям» . К. Линней

• С 1716 -1727 гг. – студент гимназии в г. Векшё. • Страсть к растениям отвлекала К. Линнея от домашних уроков, учился он плохо (особенно по базовым предметам), пренебрегал богословием и считался худшим учеником в древних языках. • Только потребность читать «Естественную историю» Плиния и труды современных ботаников заставила его изучить латынь — универсальный язык науки того времени. • Любимыми предметами в гимназии были ботаника и математика. Векшё (картина XVIII век)

Административное здание университета • В 1727 г. К. Линней сдал экзамены и был принят в Лундский университет. q ЛУНДСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - основан в 1666 г. , второй старейший университет в пределах нынешних границ Швеции. Здание библиотеки университета

Административное здание университета • В августе 1728 г. К. Линней перевелся в Уппсальский университет. q УНИВЕРСИТЕТ УППСАЛЫ - основан в 1477 г. , старейший университет в Скандинавии. Ботанический сад университета

• Знакомство с гербарными коллекциями естественного кабинета побудило К. Линнея к обстоятельному изучению флоры окрестностей Лунда. • Первая студенческая работа была сделана в конце 1728 г. ( «Catalogus Plantarum Rariorum Scaniae et Smolandiae» ). • В городе Фалун, который возник возле медного рудника, К. Линней активно изучал минералогию. Провал, образовавшийся в конце XVII века (Фалун)

• В 1734 г. в г. Фалун на Рождество К. Линней познакомился со своей будущей женой и через 2 недели сделал ей предложение. * • Весной 1735 г. К. Линней и С. Морея объявили о помолвке. • В 1738 г. К. Линней и С. Морея обручились. • В 1739 г. К. Линней и С. Морея официально поженились. • У пары было 7 детей (2 мальчика и 5 девочек), двое из которых (мальчик и девочка) умерли в младенчестве. Сара Элизабет (Лиза) Морея Sara Elisabeth (Lisa) Moraea (1716 -1806) Moraea Mill. ex L. 1762 * «… мне встретилась девушка, с которой я хотел бы жить и умереть» . К. Линней

• 23 июня 1735 г. К. Линней получил степень доктора медицины в университете Хардервейка (Нидерланды), где представил свою работу по малярии. • К. Линней остается в Голландии, т. к. получает заказ от Джорджа Клиффорда III на изучение и создание коллекции растений из его поместья. • В 1738 г. К. Линней опубликовал работу «Hortus Cliffortianus» ( «Сад Клиффорда» ), иллюстрации к которой были сделаны художником Георгом Эретом. • Живя в Голландии, К. Линней активно общается с коллегами-ботаниками. Башня Линнея в Хардервейке, в которой виден бюст К. Линнея

• Несколько лет, проведенных К. Линнеем в Голландии, один из самых плодотворных периодов его научной биографии. За это время вышли его основные сочинения*: - Systema Naturae (1735) - Bibliotheca Botanica (1736) - Musa Cliffortiana (1736) - Fundamenta Botanica (1736) - Hortus Cliffortianus (1737) - Flora Lapponica (1737) - Genera Plantarum (1737) - Critica Botanica (1737) - Classes Plantarum (1738) * Некоторые из этих книг вышли с иллюстрациями, выполненными художником Георгом Эретом.

• В 1736 г. К. Линней отправляется на несколько месяцев в Англию для общения с коллегами-ботаниками, но затем возвращается в Голландию. • В 1737 г. в Голландии издано несколько важных работ. • В 1738 г. К. Линней отправляется в Париж, чтобы встретиться с коллегами-ботаниками, а затем - в Швецию, где он обручился с Сарой Лизой и открыл врачебную практику в г. Стокгольме. • В 1741 г. К. Линней получил ставку профессора в Уппсале и переехал в резиденцию профессора при Ботаническом саде университета (в настоящее время – сад Линнея). Памятник К. Линнею в саду Линнея Резиденция К. Линнея

• В 1746 г. первый из учеников ( «апостолов» ) К. Линнея, Кристофер Тэрнстрем, отправился в путешествие за границу (в Китай) по заказу К. Линнея. Картина Джона Мортимера. Апостолы Линнея (1771). Один из «апостолов» Линнея, Даниель Соландер (крайний слева), вместе с Джозефом Банксом (слева, сидит) сопровождают Джеймса Кука (в центре) во время путешествия в Австралию.

• В 1750 г. К. Линней назначен ректором Уппсальского университета. • В 1753 г. выходит «Species Plantarum» . • В 1758 г. выходит «Systema Naturae» (10 -е издание).

• В 1761 г. К. Линней получает дворянский титул; его имя теперь пишется как Carl von Linné. • В 1774 г. у К. Линнея случается кровоизлияние в мозг; он становится частично парализованным. • В 1776 -1777 гг. у К. Линнея происходит еще одно кровоизлияние; он теряет память. • 10 января 1778 г. К. Линней умер; был похоронен в Уппсальском соборе. Могила К. Линнея и его сына Хаммарбю, современный вид (в центре - двухэтажный дом, в котором жил К. Линней с семьей) Hammarbya paludosa (L. ) Kuntze

К. Линней в своей системе выделил класс Cryptogamia, в котором выделил порядок Algae. Порядок включал: печеночные мхи, лишайники, губки и собственно водоросли. Система природы, 1758 Среди водорослей К. Линней различал всего 4 рода: Chara, Fucus, Ulva и Conferva.

Chara vulgaris Linnaeus 1753 q. ЛЕКТОТИП (от лат. «lectus» - избранный) - номенклатурный тип вида или внутривидового таксона, выбранный из подлинного (аутентичного) материала, на котором основан таксон (то есть составлен его протолог).

Fucus vesiculosus Fucus Linnaeus 1753, nom. cons. Linnaeus 1753 nom. cons. - сокр. от лат. «nomen conservandum» - консервируемое название таксона; использование такого названия официально разрешено, несмотря на то, что оно противоречит одному или нескольким положениям Кодекса.

Ulva lactuca Linnaeus 1753

Род Conferva изначально включал гетерогенные группы, относящиеся к 21 виду водорослей Conferva Linnaeus 1753, nom. rejic. – сокр. от лат. «nomen rejiciendum» - название отвергнутое; название, использование которого официально отвергнуто (обычно по причине предпочтения другого названия).

Ceramium barbatum (≡ Conferva barbata) Tabellaria flocculosa (≡ Conferva flocculosa) Ulothrix zonata (≡ Conferva zonata) Conferva vini (? )

Авторитет К. Линнея затормозил развитие альгологии, в связи с чем, на протяжении многих последующих десятилетий многочисленные виды, открываемые альгологами, относили все к тем же 4 родам. Cutleria adspersa (Mertens ex Roth 1806) De Notaris 1842

ОТСТУПЛЕНИЕ В СТОРОНУ….

http: //www. ipni. org/

Fucus L. 1753 F. vesiculosus L. 1753

НАЗАД В ПРОШЛОЕ. XVII ВЕК: ИЗОБРЕТЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ МИКРОСКОПА.

Маттиас Якоб Шлейден – немецкий ботаник. М. Я. Шлейден (1861) открыто пишет об «отвращении Линнея к микроскопу и его презрении ко всем знаниям, которые могут быть добыты лишь с его помощью» . Маттиас Якоб Шлейден Matthias Jakob Schleiden (1804 -1881) «Влияние линнеевской школы было в этом отношении так вредно, что почти все, что было сделано еще в конце XVII столетия некоторыми превосходными исследователями, в особенности Мальпиги, было потеряно для науки в конце XVIII» .

q МИКРОСКОП (от греч. «mikros» - малый и «skopeo» - смотрю) – оптический прибор для получения увеличенного изображения мелких объектов и их деталей, не видимых невооруженным глазом. Джовани Фабер – немецкий/итальянский доктор, ботаник и искусствовед. Д. Фабер был куратором Ватиканского ботанического сада, членом и секретарем Академии де Линчеи (Accademia dei Lincei, «Академия рысьеглазых» ). В 1625 г. Д. Фабером был предложен термин «микроскоп» . Джовани Фабер Giovanni (Johann) Faber (1574– 1629) Первые успехи, связанные с применением микроскопа в научных биологических исследованиях, были достигнуты Р. Гуком, который первым описал растительную клетку и устройство микроскопа в своей книге «Micrographia» (1665).

КТО ЯВЛЯЕТСЯ ПЕРВЫМ ИЗОБРЕТАТЕЛЕМ МИКРОСКОПА? Корнелиус Дреббель – нидерландский изобретатель, внесший вклад в развитие оптики, химии и т. д. , известен как изобретатель одного из первых типов микроскопов и строитель первой в мире действующей подводной лодки. В 1619 г. К. Дреббель демонстрирует в Лондоне созданный им микроскоп. Корнелиус Дреббель Cornelius Drebbel (1572 -1633) Захариас Янсен – нидерландский мастер, оптик, которому приписывают изобретение телескопа и изготовление первого микроскопа (1595). Роберт Гук Robert Hooke (1635 -1703) Роберт Гук – английский естествоиспытатель, ученыйэнциклопедист. Захариас Янсен Sacharias Jansen (1580 -163? )

Первый микроскоп имел вид трубки, внутри которой располагались две выпуклые линзы. Фокусировка достигалось за счет выдвижного тубуса. Увеличение микроскопа составляло от 3 до 10 крат. Книга Р. Гука «Микрография» (1665) посвящена результатам наблюдений автора, выполненных с использованием разнообразных линз. Р. Гук для описания клетки растения ввел термин «клетка» (т. к. клетки растений, ограниченные стенками, напомнили ему монашьи кельи)*. *cella (лат. ) – маленькая комната. Микроскоп Р. Гука (гравюра из «Микрографии» , 1665)

Марчелло Мальпиги – итальянский биолог, врач. Один из основоположников микроскопической анатомии растений и животных, проводил исследования в области гистологии, эмбриологии и сравнительной анатомии. Марчелло Мальпиги Marcello Malpighi (1628 -1694)

Антон Левенгук – нидерландский натуралист, конструктор микроскопов, основоположник научной микроскопии, исследовавший с помощью своих микроскопов разные организмы и их строение. Всего он изготовил как минимум 25 микроскопов, 9 из которых дошли до наших дней. Антон ван Левенгук Antoni van Leeuwenhoek (1632 -1723) Считается, что А. Левенгук сумел создать микроскоп, позволявший получить 500 кратное увеличение (максимальное увеличение, которое можно получить при помощи сохранившихся микроскопов, составляет 275).

ВРЕМЕНА ПОСЛЕ КАРЛА ЛИННЕЯ. XIX ВЕК.

До XIX века ботаники мало занимались изучением водорослей (и «низших растений» в целом), поэтому о строении, жизни и в особенности об их происхождении было распространено немало фантастических представлений. Например, идея о самозарождении водорослей господствовала в ботанике на протяжении нескольких столетий наряду с идеей «превращения» примитивных форм «низших растений» в более высокоорганизованные. «Специфические» взгляды на таксономию и непонимание многих биологических процессов (например, полового размножения и жизненных циклов водорослей) препятствовало развитию альгологии. Литография изображений мхов и водорослей (1887)

Совершенствование методов микроскопии, накопление данных по биологии видов водорослей, обеспечило бурное развитие таксономии. В XIX веке были описаны многие известные сейчас роды водорослей. Число работ по альгологии, опубликованных в XVIII веке (357, слева) и XIX веке (5 080, справа).

Джон Стэкхаус – английский ботаник, изучавший водоросли и грибы. Автор труда «Nereis Britannica» (1795, 1797, 1801), в котором приведены ботанические описания морских водорослей Англии на латыни и английском языках, сопровождаемых рисунками. Джон Стэкхаус John Stackhouse (1742 -1819) Своим «превращением в настоящую науку» альгология обязана Д. Стэкхаусу, который, повидимому, был первым, кто описал прорастание зиготы и половой процесс у Fucus. После этого начался пересмотр объема родов водорослей, описанных К. Линнеем и необходимость перегруппировки многих видов.

Иллюстрации из «Nereis Britannica» (1797)

Codium tomentosum Stackh. 1797

Chondrus crispus Stackh. 1797

ЕЩЕ ОДНО ОТСТУПЛЕНИЕ В СТОРОНУ: НОМЕНКЛАТУРНОЕ РАССЛЕДОВАНИЕ.

L. digitata (Huds. ) J. V. Lamour. 1813 L. saccharina (L. ) J. V. Lamour. 1813 Lamouroux J. V. F. 1813. Essai sur les genres de la famille des thalassiophytes non articulées. Annales du Muséum d'Histoire Naturelle, Paris 20: 21 -47, 115 -139, 267 -293, pls 7 -13.

S. latissima (L. ) C. E. Lane, C. Mayes, Druehl et G. W. Saunders 2006 Stackhouse J. 1809. Tentamen marino-cryptogamicum, ordinem novum; in genera et species distributum, in Classe XXIVta Linnaei sistens. Mémoires de la Société Imperiale des Naturalistes de Moscou 2: [50]-97.

Gmelin S. G. 1768. Historia fucorum. pp. [i-xii], [i]-239, [i]-6 expl. tab. , 35 plates [1 A, IB, IIA, IIB, III-XXXIII]. Petropoli [St. Petersburg]: Ex typographia Academiae scientiarum.

Linnaeus C. 1753. Species plantarum, exhibentes plantas rite cognitas, ad genera relatas, cum differentiis specificis, nominibus trivialibus, synonymis selectis, locis natalibus, secundum systema sexuale digestas. Vol. 2 pp. [i], 5611200, [1 -30, index], [i, err. ]. Holmiae [Stockholm]: Impensis Laurentii Salvii.

nom. illeg. – сокр. от лат. «nomen illegitimum» - незаконное название; название таксона, не соответствующее статьям соответствующего номенклатурного кодекса, хотя и действительно обнародованное (опубликованное).

Papenfuss G. F. 1950. Review of the genera of algae described by Stackhouse //Hydrobiologia 2: 181 -208.

Silva P. C. 1952. A review of nomenclatural conservation in the algae from the point of view of the type method. University of California Publications in Botany 25.

жирным шрифтом слева приведены консервируемые названия отвергаемые названия приведены справа

Lane C. E. , Mayes C. , Druehl L. D. , Saunders G. W. 2006. A multi-gene molecular investigation of the kelp (Laminariales, Phaeophyceae) supports substantial taxonomic re-organization //Journal of Phycology 42: 493 -512. q БАЗИОНИМ — название таксона, которое было заменено другим с использованием той же основы или эпитета по причине изменения систематического положения и/или ранга таксона.

Spencer M. A. , Irvine L. M. , Jarvis C. E. 2009. Typification of Linnaean names relevant to algal nomenclature //Taxon 58(1): 237 -260.

Поскольку лектотип «явно неоднозначен [из-за его фрагментарного характера] и не может быть критически идентифицирован в целях точного применения названия» (статья 9. 7), был выбран эпитип. q ЭПИТИП — гербарный образец или иллюстрация, выбранные для того, чтобы служить в качестве интерпретирующего типа в случае, когда другие типы являются по какой-либо причине неполноценными (например, представлена только часть образца, не дающая полного представления о таксоне).

Тут (и ниже) о том, действительно ли U. latissima соотносится с L. saccharina, а не c Ulva.

Papenfuss G. F. 1960. On the genera of the Ulvales and the status of the order //Botanical Journal of the Linnean Society 56(367): 303 -318. Тут о том, что U. latissima действительно соотносится с L. saccharina, а не c Ulva.

А у П. Сильвы описана целая детективная история об U. latissima… Silva P. C. 1952. A review of nomenclatural conservation in the algae from the point of view of the type method. University of California Publications in Botany 25.

РОД: LAMINARIA J. V. Lamour. 1813, nom. cons. ТИП РОДА (ЛЕКТОТИП): LAMINARIA DIGITATA (Huds. ) J. V. Lamour. 1813 БАЗИОНИМ: FUCUS DIGITATUS Huds. 1762 РОД: SACCHARINA Stackh. 1809, nom. rejic. ТИП РОДА (ЛЕКТОТИП): SACCHARINA PLANA Stackh. 1809, nom. illeg. В НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ ПРИНЯТОЕ НАЗВАНИЕ ДЛЯ ВИДА: SACCHARINA LATISSIMA (L. ) C. E. Lane, C. Mayes, Druehl et. G. W. Saunders 2006 БАЗИОНИМ: ULVA LATISSIMA L. 1753 ГЕТЕРОТИПНЫЙ СИНОНИМ: FUCUS SACCHARINUS L. 1753; LAMINARIA SACCHARINA (L. ) J. V. Lamour. 1813 ПОЧЕМУ ВОЗНИКЛА ТАКАЯ СИТУАЦИЯ И КТО ТОМУ ВИНОЙ?

Виктор Мазуровский (1910). Московский пожар 1812 г.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!