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菌類学は、分類、遺伝学、生化学的特性、人間による利用など、菌類の研究を扱う生物学の一分野です。[ 1 ]菌類は、火口、食料、伝統医学の原料となるだけでなく、幻覚剤、毒、感染症の原因にもなります。酵母は、特に食品製造において、菌類の中でも最も広く利用されているもののひとつです。[ 2 ]
菌類学は、植物病理学、つまり植物の病気の研究分野と重なり合っています。植物病原体の大部分は真菌であるため、この2つの分野は密接に関連しています。 [ 3 ]菌類学を専門とする生物学者は菌類学者と呼ばれます。
菌類学という言葉は、古代ギリシャ語のμύκης ( mukēs )に由来し、「菌類」を意味し、接尾辞-λογία ( -logia ) は「研究」を意味します。[ 4 ]菌類学の先駆者には、エリアス・マグヌス・フリース、クリスティアン・ヘンドリック・ペルソーン、ハインリヒ・アントン・ド・バリー、エリザベス・イートン・モース、ルイス・デイヴィッド・ド・シュヴァイニッツなどがいます。 『ピーターラビットのおはなし』の著者であるビアトリクス・ポターも、この分野に大きく貢献しました。[ 5 ]ピエール・アンドレア・サッカルドは、胞子の色と形によって不完全菌類を分類するシステムを開発し、これはDNA 分析による分類以前の主要なシステムとなりました。彼は、キノコに使用されてきたすべての名前の包括的なリストであるSylloge Fungorum [ 6 ]で最も有名です。シロージュは、植物界菌類を網羅し、かつ比較的現代的なこの種の著作としては、今でも唯一のものである。[ 7 ]
多くの真菌は毒素[ 8 ] 、抗生物質[ 9 ]、その他の二次代謝産物を産生する。例えば、世界中に分布するフザリウム属とその毒素は、ヒトにおける致命的な食中毒性無菌症の発生に関連しており、アブラハム・Z・ジョッフェによって広範囲に研究された[ 10 ]。
菌類は、菌根菌、昆虫共生菌、地衣類などの共生生物として、地球上の生命にとって不可欠な存在です。多くの菌類は、木材のより耐久性のある成分であるリグニンなどの複雑な有機生体分子や、異種化合物、石油、多環芳香族炭化水素などの汚染物質を分解することができます。これらの分子を分解することで、菌類は地球規模の炭素循環において重要な役割を果たしています。
菌類や、卵菌類や粘菌類（粘菌）など、従来菌類として認識されてきた他の生物は、動物（人間を含む）や植物の病気を引き起こすものもあるため、経済的にも社会的にも重要な場合が多い。 [ 11 ]
病原性真菌以外にも、多くの真菌種は、さまざまな病原体によって引き起こされる植物病害の防除において非常に重要である。例えば、糸状真菌属トリコデルマの種は、作物病害の効果的な管理のための化学製品に代わる最も重要な生物的防除剤の1つと考えられている。[ 12 ]
興味深い菌類を探すための野外集会は、 1868年にウールホープ自然観察クラブが主催した最初の集会「菌類の野外調査」にちなんで「フォレイ」と呼ばれている。[ 13 ]
真菌の中には、人間や他の動物に病気を引き起こすものがあり、動物に感染する病原性真菌の研究は医学真菌学と呼ばれています。[ 14 ]
人類がキノコを食用として採取し始めたのは先史時代だと考えられている。キノコについて最初に記述されたのはエウリピデス（紀元前480～406年）の作品である。ギリシャの哲学者テオフラストス・オブ・エレソス（紀元前371～288年）はおそらく植物を体系的に分類しようとした最初の人物であり、キノコは特定の器官を欠いた植物と考えられていた。その後、大プリニウス（紀元23～79年）が百科事典『博物誌』の中でトリュフについて記述した。[ 15 ]
キノコやトリュフは、草本でも根でも花でも種子でもなく、単に樹木や腐った木材、その他の腐敗物の余分な水分や土壌にすぎない。これは、すべてのキノコやトリュフ、特に食用となるものは、雷雨の多い湿った天候で最もよく生育するという事実からも明らかである。
—ジェローム・ボック（ヒエロニムス・トラガス）、1552年[ 16 ]
中世には菌類に関する知識体系はほとんど進歩しなかった。しかし、印刷機の発明により、著者は古典時代の著述家によって広められていた菌類に関する迷信や誤解を払拭することができた。[ 17 ]
1245年、陳仁玉という中国の学者が『君普』という書物を著し、様々なキノコについて記述した。これは現存する最古のキノコに関する書物の1つである。[ 18 ]
菌類学の近代の始まりは、ピエル・アントニオ・ミケーリが1737年に出版した『Nova plantarum genera』[ 19 ]に始まる。フィレンツェで出版されたこの画期的な著作は、イネ科植物、コケ類、菌類の体系的な分類の基礎を築いた。彼は現在も使用されている属名であるPolyporus [ 20 ]とTuber [ 21 ]を考案したが、どちらも1729年のものである（ただし、これらの記述は後に現代の規則により無効と修正された）。
創始者の命名学者カール・リンネは、1753年に菌類を二名法に含めました。この方法では、各生物の種類に属と種からなる2語の名前が付けられます（それまでは、生物は多くの単語を含むラテン語のフレーズで指定されることが多かった）。[ 22 ]彼は、 Boletus [ 23 ]やAgaricus [ 24 ]など、今日でも使用されている数多くの有名なキノコの分類群の学名を考案しました。この時期、菌類はまだ植物界に属すると考えられていたため、彼の『植物種』に分類されました。しかし、リンネの菌類の分類は、彼の植物の分類ほど包括的ではなく、茎のあるすべてのヒダキノコをAgaricus属にまとめていました。[ 25 ] [ 26 ]何千ものヒダのある種が存在し、後に数十の多様な属に分けられました。現代では、Agaricus は一般的なショップマッシュルームであるAgaricus bisporusに近縁のキノコのみを指します。[ 27 ]例えば、リンネはサフランミルクキャップにAgaricus deliciosusという名前を与えましたが、現在の名前はLactarius deliciosusです。[ 28 ]一方、野キノコAgaricus campestris はリンネの出版以来、同じ名前を維持しています。[ 29 ]英語の「agaric」は、ヒダのあるキノコ全般に今でも使われており、これはリンネの用法と一致しています。[ 27 ]
菌類学は歴史的に植物学の一分野と考えられていましたが、1969年に菌類と動物の進化上の近縁関係が発見されたことにより[ 30 ]、独立した分野として再分類されました[ 31 ] 。菌類学という用語と、それに対応する菌類学者という用語が伝統的に1836年のMJバークレーに帰せられています[ 32 ] 。しかし、菌類学者という言葉は、早くも1823年にイギリスの植物学者ロバート・ケイ・グレヴィルがシュヴァイニッツに言及した著作に登場しています[ 33 ]。
木材および木材製品は、建築から薪まであらゆる用途に使用されるため、国際貿易の重要な要素です。[ 34 ]この量の使用可能な木材を生産するための森林生態系の栽培は、植物、特に樹木と菌類との間の菌根共生関係に大きく依存しています。菌類は、病気耐性、成長とミネラル栄養の改善、ストレス耐性、さらには肥料の利用など、共生する植物パートナーに多くの利点をもたらします。[ 35 ]
近年の国際貿易のもう 1 つの主要な要素は、食用および薬用キノコです。多くの菌類は大規模な農業施設で栽培できますが、一部の貴重な種の栽培はまだ十分に理解されておらず、そのため、自然には野生でしか見つからない種が多数存在します。[ 34 ]近年、野生キノコの需要は世界的に増加していますが、これらの種の希少性は変わっていません。それでもなお、キノコ狩りは地域経済の重要な要素となっています。[ 36 ]
真菌の多様性に関する科学的知識の増加は、食品製造におけるバイオテクノロジーの進歩につながった。[ 37 ]人間はこの知識を利用して、特に酵母などのさまざまな種類の真菌を栽培してきた。さまざまな目的で栽培されている酵母は500種以上あり、最も一般的なのはパン酵母としても知られるサッカロミセス・セレビシエである。その一般的な名前が示すように、 S.セレビシエは古代からワイン製造、パン作り、醸造に使用されてきた。 [ 2 ]
発酵は最も古い食品保存方法の一つであり、最も古い記録は13,000年以上前のイスラエルに遡ります。[ 38 ]細菌や真菌、特に酵母の培養は、肉、野菜、穀物、その他の食品の保存期間を延ばすために何世紀にもわたって使用されてきました。[ 39 ]発酵は、さまざまな食品やビールやワインなどのアルコール飲料の生産においても重要な役割を果たしています。世界のビール生産量の約90%はラガービール、5%はエールビールによるもので、残りはさまざまな酵母や細菌の自然発酵によるものです。[ 34 ]アルコール飲料の生産は多くの国の経済において重要な役割を果たしており、ビールはしばしば重要な輸出品となっています。[ 34 ]
植物病原菌は、作物の入手可能性と食料安全保障に関して深刻な脅威です。これらの菌は植物や食用作物に侵入し、多くの国の農業産業に深刻な経済的問題を引き起こす可能性があります。[ 37 ]さまざまな植物病原菌は、換金作物を食用に適さなくし、栽培している農家にとって事実上役に立たなくする可能性があります。この問題は、単作栽培の利用が普及するにつれて年々増加しています。ある地域で限られた種類の植物を栽培すると、特定の病原菌が急速に広がる可能性があります。[ 40 ] Puccinia graminisは、アフリカからヨーロッパまで世界中の小麦作物を標的とする茎さび病の一種です。[ 41 ] [ 42 ]もう 1 つの壊滅的な真菌病原体はSarocladium oryzaeで、インドで蔓延している鞘腐病菌の一種であり、稲作にとって大きな脅威となっています。[ 43 ]歴史的に見て、植物菌類によるパンデミックの最も有名な事例の1つは、フィトフトラ・インフェスタンスという水カビによって引き起こされたアイルランドのジャガイモ疫病である。この出来事はアイルランド大飢饉として知られている。[ 44 ]
何世紀にもわたり、特定のキノコは中国、日本、ロシアで民間療法薬として記録されてきた。[ 45 ]民間療法におけるキノコの使用は主にアジア大陸に集中しているが、中東、ポーランド、ベラルーシなどの世界の他の地域の人々が薬用目的でキノコを使用していることが記録されている。[ 46 ]
キノコは紫外線（UV）にさらされると大量のビタミンDを生成します。[ 47 ]ペニシリン、シクロスポリン、グリセオフルビン、セファロスポリン、シロシビンは、カビやその他の真菌から分離された薬の例です。[ 48 ]
菌類は、認知、知能、精神の本質に関する哲学的探求の対象となっている。生物学者マーリン・シェルドレイクによる一般向け科学書『絡み合う生命』は、菌類の個性や、菌類が知能に似た何かを示すかどうかという問題に広く注目を集め、菌類は生命システムを記述するために用いられる確立されたカテゴリーを揺るがすと主張している。[ 49 ]クリスティーナ・シェクルストは、『認知科学のトピックス』の中で、菌類の菌糸ネットワークは、記憶統合適応制御を通じて最小限の認知を示すと主張し、神経基盤や象徴的表現に訴えることなく菌類の記憶を説明するために、サイバネティクスと能動主義の説明を利用している。[ 50 ]
アンドリュー・アダマツキーは菌糸体と子実体の電位の振動を記録し、結果として生じるスパイク列を情報処理の一形態として解釈した。彼はこれらのスパイクを「単語」と表現したクラスターにグループ化し、その長さの分布が人間の言語の分布に似ていると報告したが、類似性は表面的なものであり、真のコミュニケーションを証明するには至らない可能性があると注意を促した。[ 51 ]この研究を拡張し、アダマツキーと共著者は菌類におけるニューロンのような電気的スパイク活動のパターンを報告し、これらが菌類に認知と意識の一形態を帰属させることを支持すると主張した。[ 52 ]
アダマツキーは、菌類自体がコンピューティングの基盤として機能する可能性があるとも主張しており、担子菌類は情報を電気活動のスパイクとして表現し、菌糸ネットワーク内で計算を実行し、子実体を介して結果を中継できると提案し、1 つの子実体を刺激すると、同じクラスター内の他の子実体の電気活動が変化し、コロニー全体に情報が伝達されることを示していると報告している。[ 53 ]ニック・ロバーツとアダマツキーは、生きた菌糸体の非線形電気応答がブール論理ゲートを実現するように構成できることを示し、菌類コロニーを非従来型のハードウェアの一形態として扱っている。[ 54 ]この研究の流れは、菌類の電気活動、バイオセンサー、ウェアラブル、電子部品、コンピューティングのプロトタイプを概観し、菌類の認知と心に関する章で締めくくられる編集書Fungal Machines: Sensing and Computing with Fungi (2023) にまとめられている。[ 55 ]この種の研究では、計算と感知を、生きた非神経生物に具現化できる能力として扱い、菌類生物学を非従来型コンピューティングと心の哲学におけるより広範な議論の中に位置づけています。
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