Протозоология: история, област на изследване и примери за изследвания

Протозоологията е клон на зоологията, който изучава протозои, многобройна и хетерогенна група от едноклетъчни, подвижни и хетеротрофни организми. Етимологията на термина идва от гръцките думи proto (първо) и зоопарк (животно). Euglena, Paramecium и Amiba са родове на широко известни микроорганизми, изследвани чрез протозоология.

Определянето на протозоологията е сложна задача, тъй като дефинирането на обекта на изследване на този клон на знанието, т.е. протозоите, е противоречива тема от самото му начало.

Историята на тази дисциплина датира от втората половина на седемнадесети век, когато микроскопичният свят започна да става видим за човешкото око, благодарение на изобретението на първите оптични инструменти.

Протозоологията се счита за интегрираща наука, която се занимава с фундаментални изследвания в областта на таксономията, систематиката, еволюцията, физиологията, екологията, молекулярната биология, клетъчната биология и др.

Въпреки че противоречията около дефиницията на групата продължават, последните изследвания продължават да разглеждат стари проблеми, които дават основание за класификация. По този начин се разглеждат въпроси от голямо значение, като проучване на нефт или биоремедиация.

история

Първи наблюдения и описания

Първите наблюдения и описания на протозои се приписват на нидерландския натуралист A. van Leuwenhoek, който е построил прости микроскопи, за да наблюдава природния свят през втората половина на XVII век.

Първото систематично описание на протозойни организми е направено от датския учен Мюлер от 1786 г.

През 1818 г. Георг Голдфус предлага терминът протозоарио да групира едноклетъчните организми, считани от него за първични.

През 1841 г. изследванията на Dujardin за саркода (по-късно известна като протоплазма) позволяват тълкуването на клетъчната структура, което по-късно улеснява разбирането, че протозоите са едноклетъчни организми.

Между 1880 и 1889 г. Ото Бючли публикува три тома за протозоите, което го прави достоен за квалификация на архитекта на протозоологията, давайки структура на съвременната протозоология.

Протозоология като дисциплина

В средата на 19-ти век се провеждат важни събития в историята на протозоологията, които дават признание и престиж на този клон на зоологията.

През 1947 г. в Йена, Германия, е създадено първото протозоологично списание; Archiv für Protistenkunde. Същата година в Чикаго, САЩ, е родено Протозоологичното дружество. Друго важно събитие беше реализирането на Първия международен конгрес за протозоология, проведен в Прага, Чехословакия, през 1961 година.

Усъвършенстването на микроскопите в началото на 20-ти век увеличи броя на известните микроорганизми и позволи да се разширят познанията за тази група организми.

Създаването, диверсификацията и масовизирането на използването на електронни микроскопи в средата на ХХ век доведе до значителен напредък в изучаването на таксономията, систематиката, морфологията и физиологията на протозоите.

Протозоите в първите класификации

Класификациите на организмите от страна на философите от Древна Гърция не включват в микроскопичните организми. Технологиите и напредъкът на знанието доведоха до все по-нови класификационни предложения след непрестанното търсене на естествена класификация.

През 1860 г. Хог предлага Протоктисткото царство да групира примитивните растения и животни. По-късно Хекел (1866) предлага царски Протисти да групират едноклетъчни организми.

През 1938 г. HF Копланд предложи използването на четири царства: Монера, Протиста, Планта и Анималия. Кралството на Monera групира цианобактериите и бактериите, включени от Haeckel в Протиста. Това прегрупиране се основаваше на неговия ядрен характер, открит от Чатън.

Въз основа на класификацията на Коперланд, RH Whittaker разделя гъбите от Protista и създава кралство Fungi, установявайки традиционната класификация на петте царства.

Woese, през 1977 г., признава само три еволюционни линии: Archaea, Bacteria и Eukarya. Впоследствие през май 1990г. Бяха предложени областите Прокариота и Еукариота.

Маргулис и Шварц, през 1998 г., въведоха отново системата от пет царства, с две супер царства.

Класификации през 21 век

През 21-ви век се появяват нови предложения за класификацията на живите същества в безмилостното търсене на филогения, основана на еволюционни отношения.

Резултатите от проект, наречен Система на каталога на живота (2015), подкрепят предложението на двама суперреина: Прокариота и Еукариота. В първата суперрейна те включват в царствата Археи и Бактерии. Във втората те включват царствата Protista, Chromista, Fungi, Plantae и Animalia.

В тази класификация, протозоите са общ предшественик на всички еукариоти, а не само на животни, както първоначално е посочено.

Области на обучение

Протозоа като обект на изследване

Протозои са еукариотни организми. Те се формират от една клетка с диференцирано ядро, което изпълнява всички функции на цялостен организъм.

Неговият среден размер може да варира от 2 до 3 микрона до 250 микрона дължина. Обаче, Spirostomun, ресничен протозой, може да достигне 3 mm и Porospora gigantea, спорозуон, може да бъде с дължина 16 mm.

Протозоите са предимно хетеротрофи, които могат да бъдат фаготрофи, хищници или детервитори. Важно изключение са Euglenophyceae, единствените фотосинтетични протозои, които получават своите хлоропласти от уловени и екскласирани зелени водорасли.

Размножаването му е предимно асексуално чрез бинарно делене или многократно делене. Въпреки това, малцинство притежава сексуално размножаване чрез сингамия или автогамия (сливане на хаплоидни гамети) или чрез обмен на генетичен материал (конюгация).

Те са подвижни организми, които имат органите на придвижване като флагела, реснички или псевдоподия. Те могат също да се движат чрез амебоидални движения, характерни за клетката, постигнати чрез свиване и отпускане на същото.

Те се разпространяват във всички влажни среди на Земята. Например, можем да ги намерим сред пясъчните зърна на плажа, в реки, морета, канали, извори, в листата на горите, в червата на безгръбначните и гръбначните животни или в кръвта на човешките същества.

Те могат да оцелеят от липсата на влага; Те имат съпротивителни структури, които им позволяват да се обвият, докато се върнат в контакт с водната среда.

Те могат да бъдат от свободен живот или да поддържат симбиотични отношения с други видове като комменсализъм, взаимност или паразитизъм. Паразитите са причинители на болести при растенията, животните и хората.

Моделни системи

Протозоите са идеални като модели за изследване, които ни позволяват да се занимаваме с различни въпроси в биологията. Някои характеристики, които ги правят полезни, са: кратки поколения, голямо разнообразие от фундаментални свойства и жизнен цикъл, обобщено географско разпределение и управляема генетика.

Основни изследвания

Протозоологията обхваща изучаването на естествената история на протозоите. Това включва познания за структурата, таксономията, поведението, жизнения цикъл и физиологията на тези организми.

Основните екологични проучвания на протозои обхващат динамиката в рамките на индивиди от един и същи вид и между индивиди от различни видове. Последното има особено значение поради наличието на паразитни протозои.

Приложни изследвания

Протозоологията разглежда важни области на приложните изследвания в области като медицината, ветеринарната наука, нефтохимията, биотехнологията и много други, които представляват интерес за човечеството.

Протозоологията изследва протозои като причинители на заболявания при хора, животни и растения. По този начин тя се припокрива с основната протозоология при изучаването на естествената история на паразитните протозои.

Проучване на самите заболявания чрез познаване на механизмите на колонизация на паразити в здрави гостоприемници, инфекциозни процеси, диагностика, лечение и профилактика на тези заболявания.

В областта на нефтохимията изследването на протозои е полезно при проучването на петрола. Идентифицирането на присъствието на някои видове може да хвърли светлина върху наличието на масло в този проучвателен слой.

Също така, съставът на протозоите може да бъде индикатор за състоянието на възстановяване на екосистемата след събития от нефтен разлив.

От друга страна, управлението на протозойни популации може да помогне при биоремедиацията на замърсени водни обекти и почви. Способността на протозоите да поемат твърди частици ускорява разграждането на токсични отпадъци и опасни агенти.

Примери за последните изследвания

Разнообразие на протозои в тропическите гори

Широко известно е, че тропическите гори имат голямо разнообразие от растителни и животински видове.

През 2017 г. Махе и сътрудниците публикуваха резултатите от изследователски проект, който имаше за цел да се запознае с голямото разнообразие от микроорганизми в гората, които живеят в микробен мащаб.

Проектът е разработен в горите на Коста Рика, Панама и Еквадор, където са взели проби от цветя и паднали на земята лиани. Резултатите показват, че протозоите са много по-разнообразни от горските микроорганизми.

Протозойни вирусни паразити при хора

Взаимодействието между паразитите и техните домакини е получило много внимание от медицинската протозоология. Но има нови открити взаимодействия, които усложняват системата на изследване и изискват още повече изследвания.

Неотдавна Грибчук и др. (2017) публикуват произведение, което идентифицира няколко вируса от семейството Totiviridae, участващи в повишаването на патогенността на протозои от групата на трипанозомите, свързани с човешкия паразит Leishmania .

Резултатите показват няколко вируса, които не са идентифицирани по-рано. Те също така представят важна информация за произхода, разнообразието и разпространението на вирусите в групата на протистите.