PROTOZOOLOGIJA: ISTORIJA, STUDIJŲ IR TYRIMŲ SRITIS - BIOLOGIJA - 2025

Protozoología yra zoologijos šaka, tyrimų pirmuonių, didelė ir nevienalytė grupė vienaląsčiai, mobiliųjų ir heterotrofinių. Sąvokos etimologija kilusi iš graikų kalbos žodžių proto (pirmasis) ir zoologijos sodas (gyvūnas). Euglena, Paramecium ir Amoeba yra plačiai žinomos mikroorganizmų gentys, tiriamos protozoologijos būdu.

Apibrėžti protozoologiją yra sudėtinga užduotis, nes šios žinių šakos, ty pirmuonių, tyrimo objekto apibrėžimas nuo pat savo ištakų yra prieštaringai vertinamas klausimas.

Euglena gracilis. Euglenophyceae yra vieninteliai fotosintetiniai pirmuonys. Šaltinis: Ellis O'Neill, per „Wikimedia Commons“

Šios disciplinos istorija siekia XVII amžiaus antrąją pusę, kai mikroskopinis pasaulis pradėjo būti matomas žmogaus akiai, nes buvo išrasti pirmieji optiniai prietaisai.

Protozoologija laikoma integruotu mokslu, nagrinėjančiu pagrindinius tyrimus taksonomijos, sistematikos, evoliucijos, fiziologijos, ekologijos, molekulinės biologijos, ląstelių biologijos srityse.

Nors ginčai dėl grupės apibrėžimo tęsiasi, naujausi tyrimai toliau nagrinėja senus klausimus, kurie suteikia pagrindą klasifikacijai. Taigi nagrinėjamos šiuo metu labai aktualios temos, tokios kaip naftos žvalgymas ar bioremediacija.

Istorija

Pirmieji pastebėjimai ir aprašymai

Ankstyviausi pirmuonių stebėjimai ir aprašymai priskiriami olandų gamtininkui A. van Leuwenhoekui, kuris XVII amžiaus antroje pusėje pastatė paprastus mikroskopus gamtos stebėjimui.

Tapyba A. van Leeuwenhoek, 1686 m. Šaltinis: autoriaus puslapį žiūrėkite per „Wikimedia Commons“

Pirmąjį sistemingą pirmuonių organizmų aprašymą Danijos mokslininkas OF Müller padarė 1786 m.

1818 m. Georgas Goldfussas pasiūlė terminą pirmuonis, kad sugrupuotų vienaląsčius organizmus, kuriuos jis laiko primityviais.

1841 m. Dujardino tyrimai su sarkoda (vėliau žinoma kaip protoplazma) leido išaiškinti ląstelių struktūrą, o tai vėliau palengvino supratimą, kad pirmuonys yra vienaląsčiai organizmai.

Nuo 1880 iki 1889 m. Otto Bütschli paskelbė tris pirmuonių tomus, kurie jam suteikė protozoologijos architekto kvalifikaciją, suteikiant struktūrą šiuolaikinei protozoologijai.

Protozoologija kaip disciplina

Devyniolikto amžiaus viduryje įvyko svarbūs protozoologijos istorijos įvykiai, suteikę pripažinimą ir prestižą šiai zoologijos sričiai.

1947 m. Jenoje, Vokietijoje, buvo įkurtas pirmasis protozoologijos žurnalas; Archiv für Protistenkunde. Tais pačiais metais Čikagos mieste, JAV, gimė Protozoologijos draugija. Kitas svarbus įvykis buvo 1961 m. Prahoje, Čekoslovakijoje, vykusio Pirmojo tarptautinio protozoologijos kongreso rengimas.

Tobulėjant mikroskopams, XX amžiaus pradžioje padidėjo žinomų mikroorganizmų skaičius ir buvo suteikta galimybė išplėsti žinias apie šią organizmų grupę.

XX amžiaus viduryje sukurti, įvairinti ir masiškai naudoti elektroninius mikroskopus paskatino didelę pažangą tiriant pirmuonių taksonomiją, sistematiką, morfologiją ir fiziologiją.

Pirmuosius pirmuosius klasifikatorius

Senovės graikų filosofai organizmams klasifikavo mikroskopinius organizmus. Dėl nepertraukiamo natūralios klasifikacijos paieškos technologijos ir žinių tobulėjimas leido į vis naujesnius klasifikavimo pasiūlymus.

1860 m. Hoggas pasiūlė Protoktistų karalystei sugrupuoti primityvius augalus ir gyvūnus. Vėliau Haeckel (1866) pasiūlė Protista karalystę suskirstyti vienaląsčius organizmus.

1938 m. HF Copeland pasiūlė naudoti keturias karalystes: Monera, Protista, Plantae ir Animalia. „Monera Kingdom“ grupuoja melsvadumblius ir bakterijas, kurias Haeckel įtraukė į Protistą. Šis pergrupavimas buvo pagrįstas jo branduolio pobūdžiu, kurį atrado Chattonas.

Pradėjęs nuo Koperlando klasifikacijos, RH Whittakeris atskyrė grybus nuo Protistos ir sukūrė Grybų karalystę, nustatydamas tradicinę penkių karalysčių klasifikaciją.

Woese 1977 m. Pripažino tik tris evoliucijos linijas: Archaea, bakterijas ir Eukarya. Vėliau Mayr 1990 m. Pasiūlė domenus Prokariota ir Eukaryota.

Margulis ir Schwartzas 1998 m. Vėl įdiegė penkių karalysčių sistemą su dviem super karalystėmis.

Klasifikacijos XXI amžiuje

Per XXI amžių nenuosekliai ieškant filogenijos, paremtos evoliuciniais ryšiais, atsirado naujų gyvų būtybių klasifikavimo pasiūlymų.

Projekto, pavadinto Gyvybės sistemos katalogas (2015), rezultatai palaiko dviejų super-karalysčių: Prokariotos ir Eukaryota, pasiūlymą. Į pirmąją superkameriją įeina karalystės Archaea ir bakterijos. Antrojoje - Karalystės Protista, Chromista, Grybai, Plantae ir Animalia.

Šioje klasifikacijoje pirmuonys yra bendras visų eukariotų, o ne tik gyvūnų, protėvis, kaip buvo pasiūlyta iš pradžių.

Studijų sritys

Pirmuonys kaip tyrimo objektas

Pirmieji pirmuonys yra eukariotiniai organizmai. Juos suformuoja viena ląstelė su diferencijuotu branduoliu, atliekančiu visas viso organizmo funkcijas.

Jų vidutinis dydis gali būti nuo 2 ar 3 mikronų iki 250 mikronų ilgio. Tačiau „Spirostomun“, išlenktas pirmuonis, gali siekti 3 mm, o porūšis Porospora gigantea - 16 mm ilgio.

Pirmieji pirmuonys yra daugiausia heterotrofiniai ir gali būti fagotrofai, plėšrūnai ar detritivoriai. Svarbi išimtis yra Euglenophyceae - vieninteliai fotosintetiniai pirmuonys, kurie savo chloroplastus gauna iš sugautų ir išskleidžiamų žaliųjų dumblių.

Jų dauginimasis vyksta daugiausia aseksualiai per dvejetainį dalijimąsi arba daugybinį dalijimąsi. Tačiau mažuma turi lytinį dauginimąsi singamijos ar autogamijos (haploidinių lytinių ląstelių suliejimo) arba apsikeitimo genetine medžiaga (konjugacijos) būdu.

Tai judrūs organizmai, turintys judėjimo organus, tokius kaip žiedkočiai, žievės ar slapyvardžiai. Jie taip pat gali judėti atlikdami amoboidinius judesius, būdingus ląstelei, juos pasiekdami susitraukdami ir atpalaiduodami.

Jie yra pasiskirstę visose drėgnose Žemės vietose. Pvz., Jų galime rasti tarp smėlio grūdų paplūdimyje, upėse, jūrose, kanalizacijos vietose, šaltiniuose, miškų pakratose, bestuburių ir stuburinių žarnyne ar žmonių kraujyje.

Jie sugeba išgyventi drėgmės trūkumą; jie turi atsparumo struktūras, leidžiančias įsitvirtinti tol, kol vėl susiliečia su vandenine terpe.

Jie gali laisvai gyventi arba palaikyti simbiotinius ryšius su kitomis rūšimis, tokiomis kaip kommensalizmas, savitarpis ar parazitizmas. Parazitai yra sukėlėjai, sukeliantys augalų, gyvūnų ir žmonių ligas.

Modelinės sistemos

Pirmieji pirmuonys yra idealūs kaip studijų modeliai, leidžiantys spręsti įvairius biologijos klausimus. Kai kurios savybės, dėl kurių jie gali būti naudingi, yra: trumpas kartos laikotarpis, didelė pagrindinių savybių ir gyvenimo ciklų įvairovė, bendras geografinis pasiskirstymas ir valdoma genetika.

Pagrindinės studijos

Protozoologija apima gamtos pirmuonių istorijos tyrimą. Tai apima žinias apie šių organizmų struktūrą, taksonomiją, elgesį, gyvenimo ciklą ir fiziologiją.

Pagrindiniai pirmuonių ekologiniai tyrimai apima dinamiką tų pačių rūšių asmenų ir skirtingų rūšių individų tarpe. Pastarasis yra ypač svarbus dėl to, kad egzistuoja parazitiniai pirmuonys.

Taikomosios studijos

Protozoologija skirta svarbioms taikomųjų tyrimų sritims, tokioms kaip medicina, veterinarinė medicina, naftos chemija, biotechnologijos ir daugelis kitų žmonijai svarbių sričių.

Protozoologija tiria pirmuonis kaip žmonių, gyvūnų ir augalų ligų sukėlėjus. Taigi, tiriant parazitinių pirmuonių gamtos istoriją, ji sutampa su pagrindiniais pirmuoniais.

Jis tiria pačias ligas per žinias apie sveikų šeimininkų parazitų kolonizacijos mechanizmus, infekcinius procesus, šių ligų diagnozavimą, gydymą ir prevenciją.

Naftos chemijos srityje pirmuonių tyrimai naudingi tiriant naftą. Kai kurių rūšių buvimas gali parodyti, kad tame žvalgymo sluoksnyje yra aliejaus.

Taip pat pirmuonių sudėtis gali būti ekosistemos atsigavimo būklės po naftos išsiliejimo rodiklis.

Kita vertus, pirmuonių populiacijos valdymas gali padėti biologiškai ištaisyti užterštus vandens telkinius ir dirvožemį. Pirmuonių gebėjimas nuryti kietąsias daleles pagreitina toksiškų atliekų ir pavojingų medžiagų skaidymą.

Naujausi tyrimų pavyzdžiai

Pirmuonių įvairovė atogrąžų miškuose

Plačiai žinoma, kad atogrąžų miškuose yra didelė augalų ir gyvūnų rūšių įvairovė.

2017 m. Mahé ir bendradarbiai paskelbė tyrimo projekto, kurio tikslas buvo sužinoti apie didelę miško mikroorganizmų, gyvenančių mikrobų mastu, rezultatus.

Projektas buvo plėtojamas Kosta Rikos, Panamos ir Ekvadoro miškuose, kur jie paėmė ant žemės nukritusių gėlių ir lianų pavyzdžius. Rezultatai parodė, kad pirmuonys yra daug įvairesni nei miško mikroorganizmai.

Parazitiniai pirmuonių virusai žmonėms

Parazitų ir jų šeimininkų sąveika sulaukė daug dėmesio medicininėje protozoologijoje. Tačiau atsirado naujų sąveikų, kurios apsunkina studijų sistemą ir reikalauja dar daugiau tyrimų.

Neseniai „Grybchuk“ ir bendradarbiai (2017) paskelbė darbą, kuriame identifikuojami keli Totiviridae šeimos virusai, susiję su padidėjusių piropų patogeniškumu iš trypanosomų grupės, susijusių su žmogaus parazitu Leishmania.

Rezultatai rodo kelis anksčiau neidentifikuotus virusus. Jie taip pat pateikia svarbią informaciją apie virusų kilmę, įvairovę ir paplitimą protistų grupėje.

Nuorodos

1. Beltran, E. (1941). Feliksas Dujardinas ir jo „istorinis gamtos žurnalas“. „Infuzoriai“, 1841 m., Red. Hist. Nat., II. (2-3): 1941 m., 221–232.
2. Beltrán, E. 1979. Protozoologinės istorijos užrašai V. Protozoologijos septynių derlingų liustracijų atgimimas: 1941–1976. Mex. Hist. Mokslas. ir Tec., Nr. 5: 91-114.
3. Corliss, JO (1989). Protozonas ir ląstelė: trumpa dvidešimtojo amžiaus apžvalga. Biologijos istorijos žurnalas, 22 tomas, Nr. 2, p. 307-323.
4. Grybčiukas, D ir kt. (2017 m.). Virusų atradimas ir įvairovė trypanosomatidiniuose pirmuoniuose, daugiausia dėmesio skiriant žmogaus parazito Leishmania artimiesiems. PNAS 28: E506-E5015.
5. Iturbe, U. ir Lazcano, A. Natūralus klasifikavimo metodas ir visuotinio palyginimo charakteriai. In: Contreras-Ramos, A., Cuevas-Cardona, MC, Goyenechea, I. ir Iturbe U., (redaktoriai). Sisteminimas, biologinės įvairovės žinių bazė. Hidalgo valstijos autonominis universitetas, 2007. Pachuca, Hidalgo, Meksika.
6. „Leadbeater“, BSC ir „McCready“, SMM Fageliatai: istorinės perspektyvos. redagavo Barry SC „Leadbeater“, John C. Green. „Flagellates“: vienybė, įvairovė ir evoliucija.
7. Mahé, F. ir kt. (2017 m.). Neotropiniuose atogrąžų miškuose vyrauja parazitai. Gamtos ekologija ir evoliucija 1 (91): 1-8
8. Rodríguez, DJG, JL Olivares ir J. Arece. (2010). Pirmuonių raida. Salud Anim. 32 tomas Nr. 2: 118-120.
9. Rotšildas, LJ (2004). Įvadinės pastabos: Protozoologija (protistologija) XXI amžiaus aušroje. Žurnalas apie eukariotų mikrobiologiją 51 (1).