PROTOZOOLOGI: HISTORIA, STUDIEFÄLT OCH FORSKNING - BIOLOGI - 2025

Den protozoología är en gren av zoologi att studierna den protozo, en stor och heterogen grupp av encelliga organismer, mobila och heterotrofa. Etymologin för termen kommer från de grekiska orden proto (först) och zoo (djur). Euglena, Paramecium och Amoeba är allmänt kända släkter av mikroorganismer som studerats av protozoologi.

Att definiera protozoologi är en komplex uppgift, eftersom definitionen av objektet för att studera denna kunskapsgren, det vill säga protozoer, har varit en kontroversiell fråga sedan dess ursprung.

Euglena gracilis. Euglenophyceae är de enda fotosyntetiska protosorna. Källa: Ellis O'Neill, via Wikimedia Commons

Historien om denna disciplin går tillbaka till andra hälften av 1600-talet, då den mikroskopiska världen började bli synlig för det mänskliga ögat, tack vare uppfinningen av de första optiska instrumenten.

Protozoologi anses vara en integrerad vetenskap som behandlar grundläggande forskning inom taxonomi, systematik, evolution, fysiologi, ekologi, molekylärbiologi, cellbiologi, bland andra.

Medan kontroversen kring definitionen av gruppen fortsätter, fortsätter ny forskning att behandla gamla frågor som utgör grunden för klassificering. Således behandlas för närvarande mycket relevanta ämnen, såsom oljeprospektering eller bioremediering.

Historia

Första observationer och beskrivningar

De första observationerna och beskrivningarna av protozoer tillskrivs den nederländska naturforskaren A. van Leuwenhoek, som byggde enkla mikroskop för att observera den naturliga världen under andra hälften av 1600-talet.

Målning av A. van Leeuwenhoek, 1686. Källa: Se sida för författare, via Wikimedia Commons

Den första systematiska beskrivningen av protozoorganismer gjordes av den danska forskaren OF Müller, 1786.

År 1818 föreslog Georg Goldfuss termen protozoan för att gruppera de encelliga organismerna som betraktades av honom som primitiva.

1841 möjliggjorde Dujardins studier på sarcoda (senare känd som protoplasma) tolkningen av cellstrukturen, vilket senare gjorde det lättare att förstå att protozoer är encelliga organismer.

Mellan 1880 och 1889 publicerade Otto Bütschli tre volymer på Protozoa som fick honom kvalifikationen som arkitekt för protozoologi genom att ge struktur till modern protozoologi.

Protozoologi som en disciplin

I mitten av 1800-talet inträffade viktiga händelser i protozoologins historia som gav erkännande och prestige till denna zoologisk gren.

1947 grundades den första tidskriften för protozoologi i Jena, Tyskland; Archiv für Protistenkunde. Samma år föddes Protozoology Society i Chicago, USA. En annan viktig händelse var att hålla den första internationella kongressen för protozoologi som hölls i Prag, Tjeckoslowakien, 1961.

Förbättringen av mikroskop, i början av 1900-talet, ökade antalet kända mikroorganismer och fick utöka kunskapen om denna grupp organismer.

Skapandet, diversifieringen och massifieringen av användningen av elektroniska mikroskop i mitten av 1900-talet främjade stora framsteg i studiet av taxonomi, systematik, morfologi och fysiologi av protozoer.

Protozoer i de första klassificeringarna

Organisationer av antika grekiska filosofer klassificerade inte mikroskopiska organismer. Teknologier och kunskapsutveckling resulterade i alltmer nya klassificeringsförslag efter den oavbrutna sökningen efter en naturlig klassificering.

1860 föreslog Hogg Protoctist Kingdom att gruppera primitiva växter och djur. Senare föreslog Haeckel (1866) Protista Kingdom att gruppera enhjuliga organismer.

1938 föreslog HF Copeland användningen av fyra riken: Monera, Protista, Plantae och Animalia. Riket Monera grupperar cyanobakterier och bakterier som hade inkluderats av Haeckel i Protista. Denna omgruppering var baserad på dess klyvda karaktär, upptäckt av Chatton.

Med utgångspunkt från Coperland-klassificeringen skilde RH Whittaker svamparna från Protista och skapade Fungi Kingdom, vilket upprättade den traditionella klassificeringen av fem riken.

Woese erkände 1977 endast tre evolutionslinjer: Archaea, Bacteria och Eukarya. Därefter föreslog Mayr 1990 Prokaryota och Eukaryota domäner.

Margulis och Schwartz återinförde 1998 femkungariket med två superkungarike.

Klassificeringar under 2000-talet

Under XXI-talet har nya förslag för klassificering av levande varelser dykt upp i den oavbrutna sökningen efter en fylogeni baserad på evolutionära relationer.

Resultaten av ett projekt som kallas Catalog of Life System (2015) stödjer förslaget från två superkungarike: Prokariota och Eukaryota. I det första superkingdomet inkluderar de kungariket Archaea och Bacteria. I det andra inkluderar de kungariket Protista, Chromista, Fungi, Plantae och Animalia.

I denna klassificering är protozoer den gemensamma förfäder till alla eukaryoter, och inte bara för djur, som ursprungligen föreslogs.

Studiefält

Protozoer som ett studieobjekt

Protozoer är eukaryota organismer. De bildas av en enda cell med en differentierad kärna som utför alla funktioner hos en komplett organisme.

Deras medelstorlek kan sträcka sig från 2 eller 3 mikron till 250 mikron lång. Spirostomun, en cilierad protosoan, kan dock nå 3 mm och Porospora gigantea, en sporozoan, kan mäta 16 mm i längd.

Protozoer är huvudsakligen heterotrofa och kan vara fagotrofer, rovdjur eller detritivorer. Ett viktigt undantag är Euglenophyceae, de enda fotosyntetiska protozonerna som får sina kloroplaster från fångade och utskjutna gröna alger.

Deras reproduktion är främst asexuell genom binär klyvning eller multipel fission. Emellertid har en minoritet sexuell reproduktion genom syngamy eller autogamy (fusion av haploida gameter) eller genom utbyte av genetiskt material (konjugering).

De är rörliga organismer som har rörelseorgan som flagella, cilia eller pseudopods. De kan också röra sig genom amoeboidala rörelser, typiska för cellen, uppnås genom sammandragning och avslappning av densamma.

De distribueras i alla fuktiga miljöer på jorden. Till exempel kan vi hitta dem bland sandkornen på stranden, i floder, hav, avlopp, källor, i skogskullen, i tarmen hos ryggradslösa djur och ryggradsdjur eller i människors blod.

De kan överleva en brist på fukt; de har resistensstrukturer som gör att de kan förankras tills de kommer tillbaka i kontakt med det vattenhaltiga mediet.

De kan vara frilivande eller upprätthålla symbiotiska förhållanden med andra arter som kommensalism, ömsesidighet eller parasitism. Parasiter är orsakande agenser för sjukdomar i växter, djur och människor.

Modellsystem

Protozoer är idealiska som studiemodeller som gör det möjligt att ta itu med olika frågor inom biologi. Några egenskaper som gör dem användbara är: korta generationstider, stor mångfald av grundläggande egenskaper och livscykler, generaliserad geografisk distribution och hanterbar genetik.

Grundläggande studier

Protozoologi omfattar studien av naturliga historia av protozoer. Detta inkluderar kunskap om strukturer, taxonomi, beteende, livscykler och fysiologi hos dessa organismer.

Grundläggande ekologiska studier på protozoer omfattar dynamiken inom individer av samma art och mellan individer av olika arter. Det senare har särskild relevans på grund av förekomsten av parasitiska protozoer.

Tillämpade studier

Protozoologi behandlar viktiga områden inom tillämpad forskning inom så olika områden som medicin, veterinärmedicin, petrokemi, bioteknik och många andra som är intressanta för mänskligheten.

Protozoologi studerar protozoer som orsakande agenser för sjukdomar hos människor, djur och växter. Således överlappar det grundläggande protozoologi i studien av den naturliga historien av parasitiska protozoer.

Den studerar själva sjukdomarna genom kunskap om mekanismerna för kolonisering av parasiter i friska värdar, av de smittsamma processerna, diagnosen, behandlingen och förebyggandet av dessa sjukdomar.

Inom petrokemiska ämnen är studiet av protozoer användbart vid oljeprospektering. Att identifiera förekomsten av vissa arter kan belysa närvaron av olja i det undersökningsskiktet.

Likaså kan protozos sammansättning vara en indikator på tillståndet för återhämtning av ett ekosystem efter oljeutsläppshändelser.

Å andra sidan kan hanteringen av protozoanbefolkningar hjälpa till med bioremediering av förorenade vattendrag och jord. Protozos förmåga att äta fasta partiklar påskyndar nedbrytningen av giftigt avfall och farliga ämnen.

Nya exempel på forskning

Mångfald av protozoer i tropiska skogar

Det är allmänt känt att tropiska skogar har en stor mångfald av växter och djurarter.

Under 2017 publicerade Mahé och kollaboratörerna resultaten av ett forskningsprojekt som syftade till att lära sig om den stora mångfalden av skogsmikroorganismer som lever i mikrobiell skala.

Projektet utvecklades i skogar i Costa Rica, Panama och Ecuador, där de tog prover av blommor och lianor som föll på marken. Resultaten visade att protozoer är mycket mer varierande än skogsmikroorganismer.

Parasitiska protosoanvirus hos människor

Interaktionen mellan parasiter och deras värdar har fått mycket uppmärksamhet inom medicinsk protozoologi. Men det finns nya interaktioner som upptäcks som komplicerar undersökningssystemet och kräver ännu mer forskning.

Nyligen publicerade Grybchuk och kollaboratörer (2017) ett arbete som identifierar flera virus från familjen Totiviridae som är inblandade i ökningen av patogeniciteten hos protozoer från trypanosomgruppen, kopplad till den mänskliga parasiten Leishmania.

Resultaten visar flera tidigare oidentifierade virus. De presenterar också viktig information om ursprung, mångfald och distribution av virus i en grupp protister.

referenser

1. Beltran, E. (1941). Felix Dujardin och hans «histoire naturelle des zoophytes. Infusoires », 1841. Rev. Soc. Mex. Hist. Nat., II. (2-3): 221-232, 1941.
2. Beltrán, E. 1979. Anteckningar om protozoologisk historia V. Återfödelsen av protozoology sju bördiga lustrum: 1941-1976. Mex. Hist. Vetenskap. och Tec., nr. 5: 91-114.
3. Corliss, JO (1989). Protozonen och cellen: en kort översikt över det tjugonde århundradet. Journal of the History of Biology vol. 22, nr 2 sid. 307-323.
4. Grybchuk, D et al. (2017). Viral upptäckt och mångfald i trypanosomatidprotozoer med fokus på släktingar till den mänskliga parasiten Leishmania. PNAS 28: E506-E5015.
5. Iturbe, U. och Lazcano, A. Den naturliga klassificeringsmetoden och kännetecknen för universell jämförelse. I: Contreras-Ramos, A., Cuevas-Cardona, MC, Goyenechea, I. och Iturbe U., (redaktörer). Systematics, kunskapsbasen för biologisk mångfald. Autonoma universitetet i staten Hidalgo, 2007. Pachuca, Hidalgo, Mexiko.
6. Leadbeater, BSC och McCready, SMM Fagellaterna: historiska perspektiv. redigerad av Barry SC Leadbeater, John C. Green. Flagellates: Enhet, mångfald och evolution.
7. Mahé, F. et al. (2017). Parasiter dominerar hyperdiverserande markprotistsamhällen i neotropiska regnskogar. Nature Ecology & Evolution 1 (91): 1-8
8. Rodríguez, DJG, JL Olivares och J. Arece. (2010). Evolution Of Protozoa. Pastor Salud Anim. Vol. 32 nr. 2: 118-120.
9. Rothschild, LJ (2004). Inledande anmärkningar: Protozoology (Protistology) i gryningen av det 21: a århundradet. Journal of Eukaryotic Microbiology 51 (1).