Historia protozoologii, dziedzina badań i przykłady badań

The protozoologia to gałąź zoologii badająca pierwotniaki, liczną i heterogeniczną grupę organizmów jednokomórkowych, mobilnych i heterotroficznych. Etymologia tego terminu pochodzi od greckich słów proto (pierwszy) i zoo (zwierzę) Euglena, Paramecium i Amiba są rodzajami powszechnie znanych mikroorganizmów, badanych przez protozoologię.

Zdefiniowanie protozoologii jest złożonym zadaniem, ponieważ definicja przedmiotu badania tej gałęzi wiedzy, tj. Pierwotniaków, jest tematem kontrowersyjnym od czasu jej powstania..

Historia tej dyscypliny sięga drugiej połowy XVII wieku, kiedy świat mikroskopowy stał się widoczny dla ludzkiego oka dzięki wynalezieniu pierwszych instrumentów optycznych.

Protozoologia jest uważana za naukę integrującą, która zajmuje się podstawowymi badaniami w dziedzinie taksonomii, systematyki, ewolucji, fizjologii, ekologii, biologii molekularnej, biologii komórki, między innymi..

Podczas gdy kontrowersje wokół definicji grupy trwają, ostatnie badania nadal dotyczą starych kwestii, które stanowią uzasadnienie klasyfikacji. W związku z tym poruszane są obecnie kwestie o dużym znaczeniu, takie jak poszukiwanie ropy naftowej lub bioremediacja.

Indeks

• 1 Historia
  • 1.1 Pierwsze obserwacje i opisy
  • 1.2 Protozoologia jako dyscyplina
  • 1.3 Pierwotniaki w pierwszych klasyfikacjach
  • 1.4 Klasyfikacje w XXI wieku
• 2 Dziedziny studiów
  • 2.1 Pierwotniaki jako obiekt badań
  • 2.2 Systemy modelowe
  • 2.3 Podstawowe badania
  • 2.4 Badania stosowane
• 3 Przykłady najnowszych badań
  • 3.1 Różnorodność pierwotniaków w lasach tropikalnych
  • 3.2 Pasożytniczy pierwotniak wirusowy u ludzi
• 4 odniesienia

Historia

Pierwsze obserwacje i opisy

Pierwsze obserwacje i opisy pierwotniaków przypisuje się holenderskiemu naturalistowi A. van Leuwenhoekowi, który zbudował proste mikroskopy do obserwacji świata przyrody w drugiej połowie XVII wieku..

Pierwszy systematyczny opis organizmów pierwotniaków sporządził duński naukowiec O. F. Müller w 1786 roku.

W 1818 roku Georg Goldfuss zaproponował termin protozoario, aby pogrupować organizmy jednokomórkowe uważane przez niego za primigenios.

W 1841 roku badania Dujardina na sarkodzie (później znanej jako protoplazma) pozwoliły na interpretację struktury komórkowej, co później ułatwiło zrozumienie, że pierwotniaki są organizmami jednokomórkowymi.

W latach 1880–1889 Otto Bütschli opublikował trzy tomy o pierwotniakach, które uczyniły go godnym zakwalifikowania architekta protozoologii, nadając strukturę współczesnej protozoologii.

Protozoologia jako dyscyplina

W połowie XIX wieku w historii protozoologii miały miejsce ważne wydarzenia, które dały uznanie i prestiż tej gałęzi zoologii.

W 1947 r. Założono pierwsze czasopismo protozoologiczne w Jenie w Niemczech; Archiv für Protistenkunde. W tym samym roku w Chicago, USA, narodziło się Towarzystwo Protozoologiczne. Innym ważnym wydarzeniem była realizacja Pierwszego Międzynarodowego Kongresu Protozoologicznego, który odbył się w Pradze w Czechosłowacji w 1961 roku.

Ulepszenie mikroskopów na początku XX wieku zwiększyło liczbę znanych mikroorganizmów i pozwoliło poszerzyć wiedzę o tej grupie organizmów.

Stworzenie, dywersyfikacja i masyfikacja wykorzystania mikroskopów elektronowych w połowie XX wieku spowodowały znaczne postępy w badaniach nad taksonomią, systematyką, morfologią i fizjologią pierwotniaków.

Pierwotniaki w pierwszych klasyfikacjach

Klasyfikacje organizmów ze strony filozofów starożytnej Grecji nie obejmowały mikroskopijnych organizmów. Technologie i rozwój wiedzy zaowocowały coraz nowszymi propozycjami klasyfikacyjnymi, po nieustannym poszukiwaniu naturalnej klasyfikacji.

W 1860 roku Hogg zaproponował, aby Królestwo Protoctistów grupowało prymitywne rośliny i zwierzęta. Później Haeckel (1866) zaproponował Królestwo Protista do grupowania organizmów jednokomórkowych. 

W 1938 r. H.F. Copeland zaproponował użycie czterech królestw: Monera, Protista, Plantae i Animalia. Królestwo Monera grupuje sinice i bakterie, które zostały włączone przez Haeckela do Protisty. To przegrupowanie opierało się na jego anukleowanym charakterze, odkrytym przez Chattona.

Na podstawie klasyfikacji Coperland, R.H. Whittaker oddzielił grzyby od Protisty i stworzył Królestwo Grzybów, ustanawiając tradycyjną klasyfikację pięciu królestw.

Woese, w 1977 roku, rozpoznał tylko trzy linie ewolucyjne: Archaea, Bacteria i Eukarya. Później Mayr w 1990 r. Zaproponował domeny Prokaryota i Eukaryota.

Margulis i Schwartz w 1998 r. Ponownie wprowadzili system pięciu królestw, z dwoma super światami.

Klasyfikacje w XXI wieku

W XXI wieku pojawiły się nowe propozycje klasyfikacji żywych istot w nieustannym poszukiwaniu filogenezy opartej na związkach ewolucyjnych.

Wyniki projektu o nazwie System of the Catalog of Life (2015) wspierają propozycję dwóch superrein: Prokariota i Eukaryota. W pierwszym superreino obejmują królestwa Archaea i Bakterie. W drugim są królestwa Protista, Chromista, Grzyby, Plantae i Animalia.

W tej klasyfikacji pierwotniaki są wspólnym przodkiem wszystkich eukariontów i nie tylko zwierząt, jak pierwotnie stwierdzono.

Dziedziny nauki

Pierwotniaki jako przedmiot badań

Pierwotniaki są organizmami eukariotycznymi. Tworzą je pojedyncze komórki ze zróżnicowanym jądrem, które spełnia wszystkie funkcje kompletnego organizmu.

Jego średnia wielkość może wahać się od 2 do 3 mikronów do 250 mikronów długości. Jednak, Spirostomun, orzęsiony pierwotniak, może osiągnąć 3 mm i Porospora gigantea, sporozoon, może mierzyć 16 mm długości.

Pierwotniaki to głównie heterotrofy, które mogą być fagotrofami, drapieżnikami lub detrytivorami. Ważnym wyjątkiem jest Euglenophyceae, jedyny fotosyntetyczny pierwotniak, który otrzymuje chloroplasty z wychwyconych i wykrzykniętych zielonych alg.

Jego rozmnażanie jest głównie bezpłciowe poprzez rozszczepienie binarne lub rozszczepienie wielokrotne. Jednak mniejszość posiada rozmnażanie płciowe przez singamiię lub autogamię (fuzja haploidalnych gamet) lub przez wymianę materiału genetycznego (koniugacja).

Są to ruchome organizmy, które mają narządy ruchu, takie jak wici, rzęski lub pseudopodia. Mogą również przemieszczać się poprzez ruchy ameboidalne, typowe dla komórki, osiągane przez skurcz i relaksację tego samego.

Są dystrybuowane we wszystkich wilgotnych środowiskach na Ziemi. Na przykład możemy je znaleźć wśród ziaren piasku na plaży, w rzekach, morzach, kanałach, źródłach, w ściółce liści lasów, w jelitach bezkręgowców i kręgowców lub we krwi istot ludzkich.

Są w stanie przetrwać brak wilgoci; Posiadają struktury oporowe, które pozwalają im zaplątać się, dopóki nie powrócą do kontaktu z medium wodnym.

Mogą być wolnym życiem lub utrzymywać symbiotyczne relacje z innymi gatunkami, takimi jak komensalizm, mutualizm lub pasożytnictwo. Pasożyty są czynnikami przyczynowymi chorób roślin, zwierząt i ludzi.

Systemy modelowe

Pierwotniaki są idealne jako modele do badań, które pozwalają nam zająć się różnymi pytaniami w biologii. Niektóre cechy, które sprawiają, że są użyteczne, to: krótkie czasy pokoleń, duża różnorodność podstawowych właściwości i cykli życia, uogólniony rozkład geograficzny i możliwa do opanowania genetyka.

Podstawowe studia

Protozoologia obejmuje badanie naturalnej historii pierwotniaków. Obejmuje to wiedzę na temat struktury, taksonomii, zachowania, cykli życia i fizjologii tych organizmów. 

Podstawowe badania ekologiczne pierwotniaków obejmują dynamikę u osobników tego samego gatunku i pomiędzy osobnikami różnych gatunków. Ten ostatni ma szczególne znaczenie ze względu na istnienie pasożytniczych pierwotniaków.

Badania stosowane

Protozoologia odnosi się do ważnych obszarów badań stosowanych w dziedzinach tak różnych, jak medycyna, weterynaria, petrochemia, biotechnologia i wiele innych, które są interesujące dla ludzkości.

Protozoologia bada pierwotniaki jako czynniki sprawcze chorób u ludzi, zwierząt i roślin. Tak więc pokrywa się z podstawową protozoologią w badaniu naturalnej historii pasożytniczych pierwotniaków.

Zbadaj same choroby dzięki znajomości mechanizmów kolonizacji pasożytów u zdrowych gospodarzy, procesów zakaźnych, diagnozowania, leczenia i zapobiegania tym chorobom.

W dziedzinie petrochemii badania pierwotniaków są przydatne w poszukiwaniach ropy. Identyfikacja obecności niektórych gatunków może rzucić światło na obecność oleju w tej warstwie eksploracyjnej.

Podobnie skład pierwotniaków może być wskaźnikiem stanu odnowy ekosystemu po wydarzeniach wycieku ropy.

Z drugiej strony, zarządzanie populacjami pierwotniaków może pomóc w bioremediacji skażonych zbiorników wodnych i gleb. Zdolność pierwotniaków do przyjmowania stałych cząstek przyspiesza rozkład toksycznych odpadów i niebezpiecznych czynników.

Przykłady najnowszych badań

Różnorodność pierwotniaków w lasach tropikalnych

Powszechnie wiadomo, że lasy tropikalne charakteryzują się dużą różnorodnością gatunków roślin i zwierząt.

W 2017 r. Mahé i współpracownicy opublikowali wyniki projektu badawczego, którego celem było odkrycie ogromnej różnorodności mikroorganizmów w lesie, które żyją na skalę mikrobiologiczną..

Projekt powstał w lasach Kostaryki, Panamy i Ekwadoru, gdzie pobrano próbki kwiatów i liany, które spadły na ziemię. Wyniki pokazały, że pierwotniaki są znacznie bardziej zróżnicowane niż mikroorganizmy leśne.

Pasożyty wirusa pierwotniakowego u ludzi

Interakcja między pasożytami a ich gospodarzami wzbudziła wiele uwagi ze strony protozoologii medycznej. Istnieją jednak nowe odkryte interakcje, które komplikują system badań i wymagają jeszcze więcej badań.

Niedawno Grybchuk i wsp. (2017) opublikowali pracę, która identyfikuje kilka wirusów z rodziny Totiviridae zaangażowanych we wzrost patogenności pierwotniaków z grupy trypanosomów, związanych z ludzkim pasożytem Leishmania.

Wyniki pokazują kilka wirusów, które nie zostały wcześniej zidentyfikowane. Przedstawiają także ważne informacje na temat pochodzenia, różnorodności i dystrybucji wirusów w grupie protistów.

Referencje

1. Beltran, E. (1941). Felix Dujardin i jego „histoire naturelle des zoophytes. Infusoires ”, 1841. Rev. Soc. Mex. Hist. Nat. II. (2 - 3): 221-232, 1941.
2. Beltrán, E. 1979. Historia protozoologiczna zauważa V. Odrodzenie protozoologii siedem urodzajnych dekad: 1941-1976. Mex. Hist. Cienc. i Tec., nr 5: 91-114.
3. Corliss, J.O. (1989). Protozoon i komórka: krótki przegląd dwudziestego wieku. Journal of the History of Biology Vol. 22, No. 2 pp. 307-323.
4. Grybchuk, D i współpracownicy. (2017). Odkrycie wirusowe i różnorodność w pierwotniakach trypanosomatid ze szczególnym uwzględnieniem krewnych pasożyta ludzkiego Leishmania. PNAS 28: E506-E5015.
5. Iturbe, U. i Lazcano, A. Naturalna metoda klasyfikacji i uniwersalne znaki porównawcze. W: Contreras-Ramos, A., Cuevas-Cardona, M.C., Goyenechea, I. i Iturbe U., (redaktorzy). Systematyka, podstawa wiedzy o różnorodności biologicznej. Autonomiczny Uniwersytet Stanu Hidalgo, 2007. Pachuca, Hidalgo, Meksyk.
6. Leadbeater, B.S.C. i McCready, S.M.M. Fagellates: perspektywy historyczne. pod redakcją Barry S. C. Leadbeater, John C. Green. Wiciowce: jedność, różnorodność i ewolucja.
7. Mahé, F. i współpracownicy. (2017). Pasożyty dominują w hiperdyspersyjnych społecznościach protistycznych w lasach deszczowych Neotropical. Ekologia przyrody i ewolucja 1 (91): 1-8
8. Rodríguez, D.J.G, J.L. Olivares i J. Arece. (2010). Ewolucja pierwotniaków. Rev. Salud Anim. Tom 32 nr 2: 118-120.
9. Rothschild, L.J. (2004). Uwagi wstępne: Protozoologia (Protistologia) u zarania XXI wieku. The Journal of Eukaryotic Microbiology 51 (1).