PROTOZOOLOGIE: ISTORIE, DOMENIU DE STUDIU ȘI CERCETARE - BIOLOGIE - 2025

Protozoología este o ramură a zoologiei care studiile protozoarului, un grup mare și eterogen de organisme unicelulare, mobile și heterotrofe. Etimologia termenului provine din cuvintele grecești proto (primul) și zoo (animal). Euglena, Paramecium și Amoeba sunt genuri cunoscute pe scară largă de microorganisme studiate de protozoologie.

Definirea protozoologiei este o sarcină complexă, deoarece definiția obiectului de studiu al acestei ramuri a cunoașterii, adică a protozoarelor, a fost o problemă controversată încă de la originile sale.

Euglena gracilis. Euglenophyceae sunt singurele protozoare fotosintetice. Sursa: Ellis O'Neill, prin Wikimedia Commons

Istoria acestei discipline datează din a doua jumătate a secolului al XVII-lea, când lumea microscopică a început să devină vizibilă ochiului uman, datorită invenției primelor instrumente optice.

Protozoologia este considerată o știință integratoare, care abordează cercetările de bază în domeniile taxonomiei, sistematicii, evoluției, fiziologiei, ecologiei, biologiei moleculare, biologiei celulare, printre altele.

În timp ce controversa privind definiția grupului continuă, cercetările recente continuă să abordeze întrebări vechi care oferă fundamentul clasificării. Astfel, în prezent sunt abordate subiecte extrem de relevante, precum prospectarea petrolului sau bioremedierea.

Istorie

Primele observații și descrieri

Primele observații și descrieri ale protozoarelor sunt atribuite naturalistului olandez A. van Leuwenhoek, care a construit microscoape simple pentru observarea lumii naturale în a doua jumătate a secolului al XVII-lea.

Pictura de A. van Leeuwenhoek, 1686. Sursa: A se vedea pagina pentru autor, prin Wikimedia Commons

Prima descriere sistematică a organismelor protozoare a fost făcută de către savantul danez OF Müller, în 1786.

În 1818, Georg Goldfuss a propus termenul protozoan pentru a grupa organismele unicelulare considerate de el ca primitive.

În 1841, studiile lui Dujardin asupra sarcodei (mai târziu cunoscute sub numele de protoplasmă) au permis interpretarea structurii celulare, ceea ce a făcut mai ușor să înțeleagă că protozoarele sunt organisme unicelulare.

Între 1880 și 1889 Otto Bütschli a publicat trei volume despre Protozoare care i-au câștigat calificarea de arhitect de protozoologie, dând structură protozoologiei moderne.

Protozoologia ca disciplină

La mijlocul secolului al XIX-lea, au avut loc evenimente importante din istoria protozoologiei care au dat recunoaștere și prestigiu acestei ramuri a zoologiei.

În 1947 a fost fondată prima revistă de protozoologie la Jena, Germania; Archiv für Protistenkunde. În același an, s-a născut Societatea de protozoologie în orașul Chicago, SUA. Un alt eveniment important a fost organizarea Primului Congres Internațional de Protozoologie organizat în 1961 în Praga, Cehoslovacia.

Îmbunătățirea microscopelor, la începutul secolului XX, a crescut numărul de microorganisme cunoscute și a permis extinderea cunoștințelor despre acest grup de organisme.

Crearea, diversificarea și masificarea utilizării microscopelor electronice la mijlocul secolului XX a promovat mari progrese în studiul taxonomiei, sistematicii, morfologiei și fiziologiei protozoarelor.

Protozoare în primele clasificări

Clasificările organismelor de către filozofii greci antici nu includeau organisme microscopice. Tehnologiile și avansarea cunoștințelor au condus la propuneri de clasificare din ce în ce mai noi, în urma căutării neîncetate a unei clasificări naturale.

În 1860, Hogg a propus Regatului proto-protist să grupeze plante și animale primitive. Ulterior, Haeckel (1866) a propus Regatul Protista să grupeze organismele unicelulare.

În 1938, HF Copeland a propus utilizarea a patru regate: Monera, Protista, Plantae și Animalia. Regatul Monera grupează cianobacteriile și bacteriile care au fost incluse de Haeckel în cadrul Protista. Acest regrupare s-a bazat pe caracterul său enucleat, descoperit de Chatton.

Pornind de la clasificarea Coperland, RH Whittaker a separat ciupercile de Protista și a creat Regatul Fungi, stabilind clasificarea tradițională a cinci regate.

Woese, în 1977, nu a recunoscut decât trei linii evolutive: Archaea, Bacteria și Eukarya. Ulterior, Mayr în 1990 a propus Domeniile Prokaryota și Eukaryota.

Margulis și Schwartz, în 1998, au reintrodus sistemul cu cinci regate, cu două super-regate.

Clasificări în secolul XXI

Pe parcursul secolului XXI, au apărut noi propuneri de clasificare a ființelor vii în căutarea neîncetată a unei filogenii bazate pe relații evolutive.

Rezultatele unui proiect denumit Catalogul sistemului de viață (2015) susțin propunerea a două super-regate: Prokariota și Eukaryota. În prima superjare includ regatele Archaea și Bacteriile. În cea de-a doua includ regatele Protista, Chromista, Ciuperci, Plantae și Animalia.

În această clasificare, protozoarele sunt strămoșul comun al tuturor eucariotelor și nu numai al animalelor, așa cum a fost propus inițial.

Domenii de studiu

Protozoare ca obiect de studiu

Protozoarele sunt organisme eucariote. Sunt formate dintr-o singură celulă cu un nucleu diferențiat care îndeplinește toate funcțiile unui organism complet.

Dimensiunea lor medie poate varia de la 2 sau 3 microni la 250 microni lungime. Cu toate acestea, Spirostomun, un protozoan ciliat, poate atinge 3 mm, iar Porospora gigantea, un sporozoan, poate măsura 16 mm în lungime.

Protozoizii sunt în principal heterotrofi și pot fi fagotrofi, prădători sau detritivi. O excepție importantă o reprezintă Euglenophyceae, singurele protozoare fotosintetice care își obțin cloroplastele din algele verzi capturate și excluse.

Reproducerea lor este asexuală în principal prin fisiune binară sau fisiune multiplă. Cu toate acestea, o minoritate posedă reproducere sexuală prin sngamie sau autogamie (fuziunea gameților haploizi) sau prin schimb de material genetic (conjugare).

Sunt organisme motile, care au organe de locomoție, cum ar fi flagelul, cilia sau pseudopodele. De asemenea, se pot deplasa prin mișcări amoeboidale, tipice celulei, obținute prin contracție și relaxare a acestora.

Sunt distribuite în toate mediile umede de pe Pământ. De exemplu, le putem găsi printre boabele de nisip de pe plajă, în râuri, mări, canalizări, izvoare, în halda pădurilor, în intestinele nevertebrate și vertebrate sau în sângele ființelor umane.

Ei sunt capabili să supraviețuiască lipsei de umiditate; au structuri de rezistență care le permit să fie înrădăcinate până când revin în contact cu mediul apos.

Ele pot trăi liber sau pot menține relații simbiotice cu alte specii, cum ar fi comensalismul, mutualismul sau parazitismul. Paraziții sunt agenți cauzali ai bolilor la plante, animale și oameni.

Sisteme model

Protozoarele sunt ideale ca modele de studiu care permit abordarea diverselor întrebări din biologie. Unele caracteristici care le fac utile sunt: ​​perioade scurte de generare, mare diversitate de proprietăți fundamentale și cicluri de viață, distribuție geografică generalizată și genetică gestionabilă.

Studii de bază

Protozoologia cuprinde studiul istoriei naturale a protozoarelor. Aceasta include cunoștințe despre structura, taxonomia, comportamentul, ciclurile de viață și fiziologia acestor organisme.

Studiile ecologice de bază ale protozoarelor acoperă dinamica în cadrul indivizilor din aceeași specie și între indivizi din specii diferite. Acesta din urmă are o relevanță deosebită datorită existenței protozoarelor parazite.

Studii aplicate

Protozoologia abordează domenii importante ale cercetării aplicate în domenii la fel de diverse precum medicina, medicina veterinară, petrochimia, biotehnologia și multe altele care prezintă interes pentru umanitate.

Protozoologia studiază protozoarele ca agenți cauzali ai bolilor la om, animale și plante. Astfel, se suprapune cu protozoologia de bază în studiul istoriei naturale a protozoarelor parazitare.

Studiază bolile în sine prin cunoașterea mecanismelor de colonizare a paraziților din gazdele sănătoase, a proceselor infecțioase, a diagnosticului, tratamentului și prevenirii acestor boli.

În domeniul petrochimicelor, studiul protozoarelor este util în explorarea petrolului. Identificarea prezenței unor specii poate arunca lumină asupra prezenței uleiului în acel strat de explorare.

De asemenea, compoziția protozoarelor poate fi un indicator al stării de recuperare a unui ecosistem după evenimentele deversare de petrol.

Pe de altă parte, gestionarea populațiilor de protozoane poate ajuta la bioremedierea corpurilor de apă contaminate și a solurilor. Capacitatea protozoarelor de a ingera particule solide accelerează degradarea deșeurilor toxice și a agenților periculoși.

Exemple de cercetare recente

Diversitate de protozoare în pădurile tropicale

Este cunoscut pe larg că pădurile tropicale au o mare diversitate de specii de plante și animale.

Pe parcursul anului 2017, Mahé și colaboratorii au publicat rezultatele unui proiect de cercetare care își propunea să afle despre marea diversitate a microorganismelor forestiere care trăiesc la scară microbiană.

Proiectul a fost dezvoltat în pădurile din Costa Rica, Panama și Ecuador, unde au prelevat mostre de flori și liane căzute pe pământ. Rezultatele au arătat că protozoarele sunt mult mai diverse decât microorganismele forestiere.

Virusi paraziti protozoici la om

Interacțiunea dintre paraziți și gazdele lor a primit multă atenție în protozoologia medicală. Cu toate acestea, există noi interacțiuni descoperite care complică sistemul de studiu și necesită și mai multă cercetare.

Recent Grybchuk și colaboratorii (2017) au publicat o lucrare care identifică mai mulți viruși ai familiei Totiviridae implicate în creșterea patogenității protozoarei din grupul trypanosome, legat de parazitul uman Leishmania.

Rezultatele arată mai mulți viruși neidentificați anterior. De asemenea, prezintă informații importante despre originea, diversitatea și distribuția virusurilor într-un grup de protisti.

Referințe

1. Beltran, E. (1941). Felix Dujardin și „histoire naturelle des zoophytes”. Infuzorii », 1841. Rev. Soc. Mex. Hist. Nat., II. (2-3): 221-232, 1941.
2. Beltrán, E. 1979. Note de istorie protozoologică V. Renașterea protozoologiei șapte lustre fertile: 1941-1976. Mex. Hist. Ştiinţă. și Tec., nr. 5: 91-114.
3. Corliss, JO (1989). Protozoonul și celula: o scurtă privire de ansamblu a secolului XX. Journal of History of Biology Vol. 22, No. 2 pp. 307-323.
4. Grybchuk, D și colab. (2017). Descoperire virală și diversitate în protozoare trypanosomatide, cu accent pe rudele parazitului uman Leishmania. PNAS 28: E506-E5015.
5. Iturbe, U. și Lazcano, A. Metoda naturală de clasificare și caracteristicile comparației universale. În: Contreras-Ramos, A., Cuevas-Cardona, MC, Goyenechea, I. și Iturbe U., (editori). Sistematică, baza de cunoaștere a biodiversității. Universitatea autonomă din statul Hidalgo, 2007. Pachuca, Hidalgo, Mexic.
6. Leadbeater, BSC și McCready, SMM Fagellates: perspective istorice. editat de Barry SC Leadbeater, John C. Green. Flagelate: unitate, diversitate și evoluție.
7. Mahé, F. și colab. (2017). Paraziții domină comunitățile protiste din solurile hiperdiverse din pădurile pluviale Neotropicale. Nature Ecology & Evolution 1 (91): 1-8
8. Rodríguez, DJG, JL Olivares și J. Arece. (2010). Evoluția protozoarelor. Rev. Salud Anim. Vol. 32 Nr.2: 118-120.
9. Rothschild, LJ (2004). Observații introductive: Protozoologie (protistologie) în zorii secolului XXI. Journal of Eukaryotic Microbiology 51 (1).