Ιστορία πρωτοζωολογίας, πεδίο σπουδών και παραδείγματα έρευνας

Το πρωτόζωολογία είναι ένας κλάδος της ζωολογίας που μελετά τα πρωτόζωα, μία πολυάριθμη και ετερογενή ομάδα μονοκύτταρων, κινητών και ετεροτροφικών οργανισμών. Η ετυμολογία του όρου προέρχεται από τις ελληνικές λέξεις proto (πρώτα) και ζωολογικό κήπο (ζώο) Η Euglena, το Paramecium και το Amiba είναι γένη ευρέως γνωστών μικροοργανισμών, που μελετήθηκαν από πρωτόζωολογία.

Ο ορισμός της πρωτοζωολογίας είναι ένα πολύπλοκο έργο, διότι ο ορισμός του αντικειμένου μελέτης αυτού του κλάδου της γνώσης, δηλαδή των πρωτόζωων, είναι ένα αμφιλεγόμενο θέμα από την εποχή της προέλευσής του..

Η ιστορία αυτής της πειθαρχίας χρονολογείται στο δεύτερο μισό του δέκατου έβδομου αιώνα, όταν ο μικροσκοπικός κόσμος άρχισε να γίνεται ορατός στο ανθρώπινο μάτι χάρη στην εφεύρεση των πρώτων οπτικών οργάνων.

Η πρωτοζωολογία θεωρείται μια ολοκληρωμένη επιστήμη που ασχολείται με τη βασική έρευνα στους τομείς της ταξινόμησης, της συστηματικής, της εξέλιξης, της φυσιολογίας, της οικολογίας, της μοριακής βιολογίας, της κυτταρικής βιολογίας, μεταξύ άλλων..

Ενώ η διαμάχη για τον ορισμό της ομάδας συνεχίζεται, η πρόσφατη έρευνα συνεχίζει να αντιμετωπίζει παλιά ζητήματα που παρέχουν το σκεπτικό της ταξινόμησης. Έτσι, αντιμετωπίζονται θέματα που έχουν μεγάλη σημασία σήμερα, όπως η αναζήτηση πετρελαίου ή η βιοαποικοδόμηση.

Ευρετήριο

• 1 Ιστορία
  • 1.1 Πρώτες παρατηρήσεις και περιγραφές
  • 1.2 Πρωτεΐνολογία ως πειθαρχία
  • 1.3 Τα πρωτόζωα στις πρώτες ταξινομήσεις
  • 1.4 Ταξινόμηση στον 21ο αιώνα
• 2 Πεδία σπουδών
  • 2.1 Τα πρωτόζωα ως αντικείμενο μελέτης
  • 2.2 Μοντέλα συστήματα
  • 2.3 Βασικές μελέτες
  • 2.4 Εφαρμοσμένες μελέτες
• 3 Παραδείγματα πρόσφατης έρευνας
  • 3.1 Ποικιλότητα πρωτοζώων σε τροπικά δάση
  • 3.2 Παρασιτικός ιός πρωτοζώων σε ανθρώπους
• 4 Αναφορές

Ιστορία

Πρώτες παρατηρήσεις και περιγραφές

Οι πρώτες παρατηρήσεις και περιγραφές των πρωτόζωων ο Ολλανδός φυσιοδίφης Α van Leuwenhoek, ο οποίος έχτισε απλά μικροσκόπια για να παρατηρούν το φυσικό κόσμο κατά το δεύτερο μισό του δέκατου έβδομου αιώνα, που αποδίδεται.

Η πρώτη συστηματική περιγραφή των πρωτόζωων οργανισμών έγινε από τον Δανό επιστήμονα O. F. Müller, το 1786.

Το 1818, ο Georg Goldfuss πρότεινε τον όρο protozoario να ομαδοποιήσει τους μονοκύτταρους οργανισμούς που θεωρούσε ως primigenios.

Το 1841, οι μελέτες για sarcoda Dujardin (αργότερα γνωστό ως πρωτόπλασμα) επέτρεψε την ερμηνεία της κυτταρικής δομής, η οποία αργότερα διευκόλυνε καταλάβουν ότι πρωτόζωα είναι μονοκύτταροι οργανισμοί.

Μεταξύ 1880 και 1889 ο Otto Bütschli δημοσίευσε τρεις τόμους σε πρωτόζωα που του χάρισε την πρόκριση του αρχιτέκτονα protozoología, τη διάρθρωση σύγχρονη protozoología.

Η πρωτοζωολογία ως πειθαρχία

Στα μέσα του δέκατου ένατου αιώνα πραγματοποιήθηκαν σημαντικά γεγονότα στην ιστορία της πρωτοζωολογίας που έδωσαν αναγνώριση και κύρος σε αυτόν τον κλάδο της ζωολογίας.

Το 1947 ιδρύθηκε το πρώτο πρωτοζωιολογικό περιοδικό στη Jena της Γερμανίας. Αρχείο für Protistenkunde. Την ίδια χρονιά η Εταιρεία Πρωτοζωολογίας γεννήθηκε στην πόλη του Σικάγου, ΗΠΑ. Ένα άλλο σημαντικό γεγονός ήταν η πραγματοποίηση του πρώτου διεθνούς συνεδρίου πρωτοζωολογίας που πραγματοποιήθηκε στην Πράγα, Τσεχοσλοβακία, το 1961.

Η βελτίωση των μικροσκοπίων, στις αρχές του 20ου αιώνα, αύξησε τον αριθμό των γνωστών μικροοργανισμών και επέτρεψε να επεκτείνει τις γνώσεις σχετικά με αυτή την ομάδα οργανισμών.

Δημιουργία, τη διαφοροποίηση και την μαζική χρήση των ηλεκτρονικών μικροσκοπίων στα μέσα του εικοστού αιώνα, που προωθούνται μεγάλες προόδους στη μελέτη της ταξινομίας, συστηματική, μορφολογία και τη φυσιολογία των πρωτόζωων.

Τα πρωτόζωα στις πρώτες ταξινομήσεις

Οι ταξινομήσεις των οργανισμών εκ μέρους των φιλοσόφων της Αρχαίας Ελλάδας δεν συμπεριλήφθηκαν στους μικροσκοπικούς οργανισμούς. Οι τεχνολογίες και η εξέλιξη της γνώσης οδήγησαν σε ολοένα και πιο καινοφανείς ταξινομητικές προτάσεις, μετά την αδιάκοπη αναζήτηση φυσικής ταξινόμησης.

Το 1860 ο Hogg πρότεινε την πρωτότυπη βασιλεία να ομαδοποιεί πρωτόγονα φυτά και ζώα. Αργότερα ο Haeckel (1866) πρότεινε στο Βασίλειο Protista να ομαδοποιήσει μονοκύτταρους οργανισμούς. 

Το 1938, H.F. Η Copeland πρότεινε τη χρήση τεσσάρων βασιλείων: Monera, Protista, Plantae και Animalia. Το βασίλειο της Monera ομαδοποιεί τα κυανοβακτήρια και τα βακτήρια που είχε συμπεριλάβει ο Haeckel στο πλαίσιο του Protista. Αυτή η ανασυγκρότηση βασίστηκε στον πυρηνικό χαρακτήρα του, που ανακαλύφθηκε από τον Chatton.

Με βάση την ταξινόμηση του Coperland, R.H. Ο Whittaker χώρισε τα μανιτάρια από το Protista και δημιούργησε το βασίλειο των μυκήτων, θεσπίζοντας την παραδοσιακή ταξινόμηση των πέντε βασιλείων.

Ο Woese, το 1977, αναγνώρισε μόνο τρεις εξελικτικές γενεές: Αρχαία, Βακτήρια και Ευκαρυά. Αργότερα, ο Mayr το 1990 πρότεινε τους τομείς Prokaryota και Eukaryota.

Οι Margulis και Schwartz, το 1998, επανέφεραν το σύστημα πέντε βασιλείων, με δύο σούπερ σφαίρες.

Ταξινόμηση στον 21ο αιώνα

Κατά τον 21ο αιώνα, νέες προτάσεις για την ταξινόμηση των ζωντανών όντων εμφανίστηκαν στην αδιάκοπη αναζήτηση μιας φυλογένεσης που βασίζεται σε εξελικτικές σχέσεις.

Τα αποτελέσματα ενός έργου που ονομάζεται Σύστημα του Καταλόγου της Ζωής (2015) υποστηρίζουν την πρόταση δύο superreinos: Prokariota και Eukaryota. Στο πρώτο superreino συμπεριλαμβάνουν στα βασίλεια την Αρχαία και τα Βακτήρια. Στο δεύτερο περιλαμβάνουν τα βασίλεια Protista, Chromista, Μύκητες, Plantae και Animalia.

Σε αυτή την ταξινόμηση, τα πρωτόζωα είναι ο κοινός πρόγονος όλων των ευκαρυωτών, και όχι μόνο των ζώων, όπως αναφέρθηκε αρχικά.

Πεδία σπουδών

Τα πρωτόζωα ως αντικείμενο μελέτης

Τα πρωτόζωα είναι ευκαρυωτικοί οργανισμοί. Δημιουργούνται από ένα μόνο κύτταρο με έναν διαφοροποιημένο πυρήνα που εκτελεί όλες τις λειτουργίες ενός πλήρους οργανισμού.

Το μέσο μέγεθος του μπορεί να κυμαίνεται από 2 ή 3 μικρά έως 250 μικρά σε μήκος. Ωστόσο,, Spirostomun, ένα πρωτόζωο πυρήνα, μπορεί να φτάσει τα 3 mm και Porospora gigantea, ένα σποροζωόν, μπορεί να μετρήσει μήκους 16 mm.

Τα πρωτόζωα είναι κυρίως ετερότροφα, είναι ικανά να είναι φαγότροφες, αρπακτικά ζώα ή αποτρεπτικά. Μια σημαντική εξαίρεση είναι τα Euglenophyceae, τα μόνα φωτοσυνθετικά πρωτόζωα που λαμβάνουν τους χλωροπλάστες τους από αιχμαλωτισμένα και εξακριβωμένα πράσινα φύκια.

Η αναπαραγωγή του είναι κυρίως ασήμαντη μέσω δυαδικής σχάσης ή πολλαπλής σχάσης. Ωστόσο, μια μειοψηφία κατέχει τη σεξουαλική αναπαραγωγή από τη φαντασία ή την αυτογαμία (σύντηξη απλοειδών γαμετών) ή με ανταλλαγή γενετικού υλικού (σύζευξη).

Είναι κινητοί οργανισμοί, οι οποίοι έχουν όργανα μετακίνησης όπως flagella, cilia ή ψευδοποδία. Μπορούν επίσης να κινούνται μέσω αμειβοειδών κινήσεων, χαρακτηριστικών του κυττάρου, που επιτυγχάνονται με συστολή και χαλάρωση του ιδίου.

Διανέμονται σε όλα τα υγρά περιβάλλοντα της Γης. Για παράδειγμα, μπορούμε να βρούμε μεταξύ των κόκκων της άμμου στην παραλία, ποτάμια, θάλασσες, αποχετεύσεις, πηγές, τα δάση σκουπίδια, στα έντερα των ασπόνδυλων και σπονδυλωτών ή το αίμα των ανθρώπων.

Είναι σε θέση να επιβιώσουν από την έλλειψη υγρασίας. Έχουν δομές ανθεκτικότητας που τους επιτρέπουν να μπλέκονται μέχρι να επανέλθουν σε επαφή με το υδατικό μέσο.

Μπορούν να έχουν ελεύθερη ζωή ή να διατηρήσουν συμβιωτικές σχέσεις με άλλα είδη όπως η συναισθηματικότητα, ο αμοιβαίος ή ο παρασιτισμός. Τα παράσιτα είναι αιτιώδεις παράγοντες ασθενειών σε φυτά, ζώα και ανθρώπους.

Μοντέλα συστήματα

Τα πρωτόζωα είναι ιδανικά ως μοντέλα μελέτης που μας επιτρέπουν να αντιμετωπίσουμε διάφορα ζητήματα στη βιολογία. Ορισμένα χαρακτηριστικά που τα καθιστούν χρήσιμα είναι: σύντομοι χρόνοι γενεάς, μεγάλη ποικιλία θεμελιωδών ιδιοτήτων και κύκλων ζωής, γενικευμένη γεωγραφική κατανομή και διαχειρίσιμη γενετική.

Βασικές μελέτες

Η πρωτοζωολογία περιλαμβάνει τη μελέτη της φυσικής ιστορίας των πρωτόζωων. Αυτό περιλαμβάνει τη γνώση σχετικά με τη δομή, την ταξινόμηση, τη συμπεριφορά, τους κύκλους ζωής και τη φυσιολογία αυτών των οργανισμών. 

Οι βασικές οικολογικές μελέτες για τα πρωτόζωα περιλαμβάνουν τη δυναμική μέσα σε άτομα του ίδιου είδους και μεταξύ ατόμων διαφορετικών ειδών. Το τελευταίο έχει ιδιαίτερη σημασία λόγω της ύπαρξης παρασιτικών πρωτόζωων.

Εφαρμοσμένες μελέτες

Η πρωτοζωολογία ασχολείται με σημαντικούς τομείς εφαρμοσμένης έρευνας σε τομείς τόσο διαφορετικούς όπως η ιατρική, η κτηνιατρική επιστήμη, η πετροχημεία, η βιοτεχνολογία και πολλοί άλλοι που ενδιαφέρουν την ανθρωπότητα.

Η πρωτοζωολογία μελετά τα πρωτόζωα ως αιτιώδεις παράγοντες ασθενειών σε ανθρώπους, ζώα και φυτά. Έτσι, επικαλύπτεται με τη βασική πρωτόζωολογία στη μελέτη της φυσικής ιστορίας των παρασιτικών πρωτόζωων.

Μελέτη των ίδιων των ασθενειών μέσω της γνώσης των μηχανισμών αποικισμού παρασίτων σε υγιείς ξενιστές, μολυσματικών διεργασιών, διάγνωσης, θεραπείας και πρόληψης αυτών των ασθενειών.

Στον τομέα της πετροχημείας, η μελέτη των πρωτόζωων είναι χρήσιμη στην αναζήτηση πετρελαίου. Η αναγνώριση της παρουσίας ορισμένων ειδών μπορεί να ρίξει φως στην παρουσία του πετρελαίου σε αυτό το στρώμα εξερεύνησης.

Ομοίως, η σύνθεση των πρωτόζωων μπορεί να είναι ένας δείκτης της κατάστασης ανάκτησης ενός οικοσυστήματος μετά από γεγονότα πετρελαιοκηλίδας.

Από την άλλη πλευρά, η διαχείριση πρωτόζωων πληθυσμών μπορεί να βοηθήσει στην βιοαποικοδόμηση μολυσμένων υδάτινων σωμάτων και εδαφών. Η ικανότητα των πρωτόζωων να καταπιούν στερεά σωματίδια επιταχύνει την υποβάθμιση των τοξικών αποβλήτων και των επικίνδυνων παραγόντων.

Παραδείγματα πρόσφατης έρευνας

Διαφορετικότητα πρωτοζώων σε τροπικά δάση

Είναι ευρέως γνωστό ότι τα τροπικά δάση έχουν μεγάλη ποικιλία φυτικών και ζωικών ειδών.

Κατά τη διάρκεια του 2017, ο Mahé και οι συνεργάτες του δημοσίευσαν τα αποτελέσματα ενός ερευνητικού έργου που αποσκοπούσε στην ανακάλυψη της μεγάλης ποικιλίας μικροοργανισμών στο δάσος που ζουν σε μικροβιακή κλίμακα..

Το έργο αναπτύχθηκε στα δάση της Κόστα Ρίκα, του Παναμά και του Ισημερινού, όπου πήραν δείγματα λουλουδιών και λιανών που πέφτουν στο έδαφος. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα πρωτόζωα είναι πολύ πιο διαφορετικά από τους δασικούς μικροοργανισμούς.

Πρωτόζωα ιικά παράσιτα στους ανθρώπους

Η αλληλεπίδραση μεταξύ των παρασίτων και των ξενιστών τους έχει λάβει μεγάλη προσοχή από την ιατρική πρωτόζωολογία. Ωστόσο, υπάρχουν νέες ανακαλυφθείσες αλληλεπιδράσεις που περιπλέκουν το σύστημα μελέτης και απαιτούν ακόμη περισσότερη έρευνα.

Πρόσφατα Grybchuk et al (2017) δημοσίευσε ένα έγγραφο ταυτοποίησης πολλά οικογενειακά ιού Totiviridae εμπλέκονται στην αυξημένη παθογονικότητα του ομίλου τρυπανοσώματα πρωτόζωα, συνδέεται με την ανθρώπινη παράσιτο Leishmania.

Τα αποτελέσματα δείχνουν αρκετούς ιούς που δεν είχαν εντοπιστεί προηγουμένως. Παρουσιάζουν επίσης σημαντικές πληροφορίες σχετικά με την προέλευση, την ποικιλομορφία και τη διανομή των ιών σε μια ομάδα αντιών.

Αναφορές

1. Beltran, Ε. (1941). Felix Dujardin και το "ιστορικό του φύλο ζωοφυτών". Infusoires ", 1841. Rev. Soc. Mex. Hist. Nat., II. (2 - 3): 221-232, 1941.
2. Beltrán, Ε. 1979. Σημειώσεις πρωτόζωολογικής ιστορίας V. Η αναγέννηση πρωτοζωολογίας επτά γόνιμες δεκαετίες: 1941-1976. Mex. Hist. Cienc. και Tec., Νο. 5: 91-114.
3. Corliss, J.O. (1989). Το Protozoon και το Cell: Μια σύντομη επισκόπηση του εικοστού αιώνα. Journal of the History of Biology τόμος 22, αριθ. 2 σελ. 307-323.
4. Grybchuk, D και συνεργάτες. (2017). Ιογενής ανακάλυψη και ποικιλομορφία σε τρυπανοσωματικά πρωτόζωα με έμφαση στους συγγενείς του ανθρώπινου παρασίτου Leishmania. PNAS 28: E506-E5015.
5. Iturbe, U. και Lazcano, Α. Η φυσική μέθοδος ταξινόμησης και καθολικών χαρακτήρων σύγκρισης. Στο: Contreras-Ramos, Α., Cuevas-Cardona, Μ. Ο., Goyenechea, Ι. And Iturbe U., (editors). Η συστηματική, η βάση της γνώσης της βιοποικιλότητας. Αυτόνομο Πανεπιστήμιο του Hidalgo, 2007. Pachuca, Hidalgo, México.
6. Leadbeater, B.S.C. και McCready, S.M.M. Οι φαιγκέλες: ιστορικές προοπτικές. που εκδόθηκε από τον Barry S.C. Leadbeater, John C. Green. Flagellates: Ενότητα, ποικιλομορφία και εξέλιξη.
7. Mahé, F. και συνεργάτες. (2017). Τα παράσιτα κυριαρχούν στις υπερδιάμορφες εδαφικές κοινότητες στα νεοπροπικά τροπικά δάση. Φύση Οικολογία & Εξέλιξη 1 (91): 1-8
8. Rodríguez, D.J.G, J.L. Olivares και J. Arece. (2010). Εξέλιξη των πρωτοζώων. Rev. Salud Anim. Τόμος 32 Νο 2: 118-120.
9. Rothschild, L.J. (2004). Εισαγωγικές Παρατηρήσεις: Πρωτοζωολογία (αντιστοίχηση) στην αυγή του 21ου αιώνα. Το Περιοδικό της Ευκαρυωτικής Μικροβιολογίας 51 (1).