פרוטוזולוגיה: היסטוריה, תחום לימוד ומחקר - ביולוגיה - 2025

Protozoología היא ענף של הזואולוגיה כי מחקרים החד-תאיות, קבוצה גדולה והטרוגנית של חד תאיים, ניידים heterotrophic. האטימולוגיה של המונח באה מהמילים היווניות פרוטו (ראשונה) וגן חיות (חיה). יוג'לנה, פרמסיום ואמבה הם סוגים ידועים של מיקרואורגניזמים שנחקרו על ידי פרוטוזולוגיה.

הגדרת פרוטואולוגיה היא משימה מורכבת, מכיוון שהגדרת מושא המחקר של ענף הידע הזה, כלומר פרוטוזואה, הייתה סוגיה שנויה במחלוקת מאז שמוצאה.

יוג'לה גריליס. ה- Euglenophyceae הם הפרוטוזואה הפוטוסינתטית היחידה. מקור: אליס אוניל, באמצעות ויקימדיה Commons

ההיסטוריה של תחום זה מתוארכת למחצית השנייה של המאה ה -17, אז החל העולם המיקרוסקופי להתגלות לעין האנושית, בזכות המצאת הכלים האופטיים הראשונים.

פרוטוזולוגיה נחשבת למדע אינטגרטיבי, העוסק במחקר בסיסי בתחומי הטקסונומיה, שיטתיות, אבולוציה, פיזיולוגיה, אקולוגיה, ביולוגיה מולקולרית, ביולוגיה של התא, ועוד.

בעוד המחלוקת סביב הגדרת הקבוצה נמשכת, מחקרים אחרונים ממשיכים להתייחס לשאלות ישנות המספקות בסיס לסיווג. לפיכך, עוסקים בנושאים רלוונטיים מאוד, כמו למשל חיפושי נפט או ביו-תיווך.

הִיסטוֹרִיָה

תצפיות ראשונות ותיאורים

התצפיות הקדומות ביותר והתיאורים של פרוטוזואה מיוחסות לטבע הטבע ההולנדי א 'ואן לוונהוק, שבנה מיקרוסקופים פשוטים לתצפית על עולם הטבע במחצית השנייה של המאה ה -17.

ציור מאת A. van Leeuwenhoek, 1686. מקור: ראה דף עבור המחבר, באמצעות Wikimedia Commons

התיאור השיטתי הראשון של אורגניזמים פרוטוזואיים נעשה על ידי המדען הדני OF Müller, בשנת 1786.

בשנת 1818 הציע גאורג גולדפוס את המונח פרוטוזואן לקבץ את האורגניזמים החד-תאיים הנחשבים על ידיו כפרימיטיביים.

בשנת 1841, מחקריו של דוג'ארדן על סרקודה (לימים נקראו פרוטופלזמה) אפשרו את הפרשנות של מבנה התא, מה שהקל אחר כך על ההבנה כי פרוטוזואה הם אורגניזמים חד-תאיים.

בין 1880 ל -1889 פרסם אוטו בוצ'לי שלושה כרכים בפרוטוזואה שהקנו לו את ההסמכה של אדריכל הפרוטוזואולוגיה, על ידי מתן מבנה לפרוטוזולוגיה מודרנית.

פרוטוזולוגיה כמשמעת

באמצע המאה התשע-עשרה התרחשו אירועים חשובים בתולדות הפרוטוזואולוגיה שהעניקו הכרה ויוקרה לענף הזואולוגיה הזה.

בשנת 1947 נוסד ג'נה שבגרמניה היומן הראשון לפרוטוזולולוגיה; Archiv für Protistenkunde. באותה שנה נולדה האגודה לפרוטוזולוגיה בעיר שיקגו, ארה"ב. אירוע חשוב נוסף היה קיום הקונגרס הבינלאומי הראשון לפרוטוזולוגיה שהתקיים בפראג, צ'כוסלובקיה, בשנת 1961.

השיפור במיקרוסקופים, בראשית המאה העשרים, הגדיל את מספר המיקרואורגניזמים הידועים ואיפשר להרחיב את הידע אודות קבוצת אורגניזמים זו.

היצירה, הגיוון וההמסה של השימוש במיקרוסקופים אלקטרוניים באמצע המאה ה -20 קידמו התקדמות רבה בחקר הטקסונומיה, שיטתיות, מורפולוגיה ופיזיולוגיה של פרוטוזואה.

פרוטוזואה בסיווגים הראשונים

סיווגים של אורגניזמים על ידי פילוסופים יוונים קדומים לא כללו אורגניזמים מיקרוסקופיים. טכנולוגיות וקידום הידע הביאו להצעות סיווג חדשותיות יותר ויותר, בעקבות החיפוש הבלתי פוסק אחר סיווג טבעי.

בשנת 1860 הציע הוג את ממלכת הפרוטוקטן לקבץ צמחים ובעלי חיים פרימיטיביים. מאוחר יותר הציע האקל (1866) את ממלכת פרוטיסטה לקבץ אורגניזמים חד-תאיים.

בשנת 1938 הציע HF קופלנד להשתמש בארבע ממלכות: מונרה, פרוטיסטה, פלאנטה וחיותיה. ממלכת מונרה מקבצת את הציאנובקטריה והחיידקים שנכללו על ידי האקל בפרוטיסטה. קיבוץ קבוצתי זה התבסס על אופיו המקור, שהתגלה על ידי צ'אטון.

החל מהסיווג של קופרלנד, RH Whittaker הפריד את הפטריות מפרוטיסטה ויצר את ממלכת הפונגי, וביסס את המיון המסורתי של חמש ממלכות.

ווז, בשנת 1977, הכיר רק בשלוש שושלות אבולוציוניות: ארכאאה, חיידקים ואוקריה. לאחר מכן, מאי בשנת 1990 הציע את תחומי הפרוקריוטה והאוקריוטה.

מרגוליס ושוורץ, בשנת 1998, הציגו מחדש את מערכת חמש הממלכות, עם שתי ממלכות-על.

סיווגים במאה ה -21

במהלך המאה ה- XXI עלו הצעות חדשות לסיווג יצורים חיים בחיפוש הבלתי פוסק אחר פילוגניה המבוססת על קשרים אבולוציוניים.

תוצאות פרויקט בשם 'קטלוג מערכת החיים' (2015) תומכות בהצעה של שתי ממלכות-על: פרוקריוטה ואוקריוטה. בבעלי-העל הראשון הם כוללים את הממלכות Archaea and Bacteria. בשנייה הם כוללים את הממלכות פרוטיסטה, כרומיסטה, פטריות, פלנטיי וחיותיה.

בסיווג זה פרוטוזואה הם האב הקדמון המשותף לכל האוקריוטות, ולא רק לבעלי החיים, כפי שהוצע במקור.

תחומי לימוד

פרוטוזואה כמושא לימוד

פרוטוזואה הם אורגניזמים אוקריוטים. הם נוצרים על ידי תא בודד עם גרעין מובחן שמבצע את כל תפקידיו של אורגניזם שלם.

גודלם הממוצע יכול לנוע בין 2 או 3 מיקרון ל -250 מיקרון. עם זאת, Spirostomun, פרוטוזואן מצומצם, יכול להגיע ל -3 מ"מ ו- Porospora gigantea, ספורוזואן, יכול להיות באורך של 16 מ"מ.

פרוטוזואה הם בעיקר הטרוטרופיים, ויכולים להיות פרוטרופים, טורפים או דטריבטורים. יוצא מן הכלל חשוב הוא Euglenophyceae, הפרוטוזואה הפוטוסינתטית היחידה שמקבלת את כלורופלסטים שלהם מאצות ירוקות שנלכדו ומצויינות.

ההתרבות שלהם בעיקר לא מינית באמצעות ביקוע בינארי או ביקוע מרובה. עם זאת, מיעוט מחזיק בהתרבות מינית על ידי סינגמיה או אוטוגמיה (איחוי של גמטים הפועלים), או על ידי חילופי חומר גנטי (צמידות).

הם אורגניזמים תנועתיים, שיש להם איברי תנועה כמו סמלונים, ציציות או פסאודופודים. הם יכולים גם לנוע בתנועות אמיבואליות, האופייניות לתא, מושגות על ידי התכווצות והרפיה של אותו הדבר.

הם מופצים בכל הסביבות הלחות בכדור הארץ. לדוגמה, אנו יכולים למצוא אותם בין גרגרי החול בחוף הים, בנהרות, בים, בביוב, מעיינות, בבזרי יערות, במעיים של חסרי חוליות וחולייתנים או בדם של בני אדם.

הם מסוגלים לשרוד חוסר לחות; יש להם מבני התנגדות המאפשרים להם להתבצר עד שהם יחזרו במגע עם המדיום המימי.

הם יכולים להיות חיים חופשיים או לקיים יחסים סימביוטיים עם מינים אחרים כמו קומנסליזם, הדדיות או טפיליות. טפילים הם גורמים סיבתיים למחלות בצמחים, בעלי חיים ובני אדם.

מערכות דגם

פרוטוזואה הם אידיאליים כמודלי מחקר המאפשרים מענה לשאלות שונות בביולוגיה. כמה מאפיינים המועילים אותם הם: זמני ייצור קצרים, מגוון גדול של תכונות בסיסיות ומחזורי חיים, תפוצה גיאוגרפית כללית וגנטיקה הניתנת לניהול.

לימודי יסוד

פרוטוזולוגיה מקיפה את לימוד ההיסטוריה הטבעית של פרוטוזואה. זה כולל ידע על המבנה, הטקסונומיה, ההתנהגות, מחזורי החיים והפיזיולוגיה של אורגניזמים אלה.

מחקרים אקולוגיים בסיסיים על פרוטוזואה מכסים את הדינמיקה בקרב פרטים מאותו המין ובין פרטים ממינים שונים. לאחרון יש רלוונטיות מיוחדת בגלל קיומה של פרוטוזואה טפילית.

לימודים יישומיים

הפרוטוזולוגיה עוסקת בתחומים חשובים של מחקר יישומי בתחומים מגוונים כמו רפואה, רפואה וטרינרית, פטרוכימיה, ביוטכנולוגיה ורבים אחרים שמעניינים את האנושות.

פרוטוזואולוגיה חוקרת פרוטוזואה כחומרים סיבתיים למחלות בבני אדם, בעלי חיים וצמחים. לפיכך, זה חופף לפרוטוזולוגיה בסיסית בחקר ההיסטוריה הטבעית של פרוטוזואה טפילית.

הוא חוקר את המחלות עצמן באמצעות הידיעה על מנגנוני ההתיישבות של טפילים במארחים בריאים, על התהליכים הזיהומיים, באבחון, טיפול ומניעה של מחלות אלה.

בתחום הפטרוכימיקלים, מחקר פרוטוזואה מועיל בחיפושי נפט. זיהוי נוכחותם של מינים מסוימים יכול לשפוך אור על נוכחותו של שמן באותה שכבת חקר.

באופן דומה, הרכב הפרוטוזואה יכול להוות אינדיקטור למצב ההתאוששות של מערכת אקולוגית לאחר אירועי שפיכת נפט.

מצד שני, ניהול אוכלוסיות פרוטוזואיות יכול לסייע בהפצה גופנית של מים וגופם מזוהמים. היכולת של פרוטוזואה להבלע חלקיקים מוצקים מאיצה את השפלה של פסולת רעילה וסוכנים מסוכנים.

דוגמאות מחקריות אחרונות

מגוון הפרוטוזואה ביערות טרופיים

ידוע נרחב כי ביערות טרופיים יש מגוון גדול של מיני צמחים ובעלי חיים.

במהלך 2017 פרסמו מאהה ומשתפי הפעולה את תוצאות פרויקט מחקר שמטרתו ללמוד על המגוון הגדול של מיקרואורגניזמים של יער שחיים בקנה מידה מיקרוביאלי.

הפרויקט פותח ביערות בקוסטה ריקה, פנמה ואקוודור, שם לקחו דגימות של פרחים וליאנות שנפלו על האדמה. התוצאות הראו כי פרוטוזואה מגוונת בהרבה ממיקרואורגניזמים של יער.

וירוסים פרוטוזניים טפיליים בבני אדם

האינטראקציה בין טפילים למארחיהם זכתה להתייחסות רבה בפרוטוזולוגיה רפואית. עם זאת, ישנם אינטראקציות חדשות שהתגלו שמסבכות את מערכת המחקר ודורשות מחקר נוסף עוד יותר.

לאחרונה גרבצ'וק ומשתפי הפעולה (2017) פרסמו עבודה שמזהה כמה נגיפים ממשפחת Totiviridae שהשתתפו בהעלאת הפתוגניות של פרוטוזואה של קבוצת הטריפנוזומים, הקשורים לטפיל האנושי לישמניה.

התוצאות מראות כמה וירוסים שלא זוהו בעבר. הם גם מציגים מידע חשוב על מקור, גיוון והפצה של נגיפים בקבוצת פרוטסטים.

הפניות

1. Beltran, E. (1941). פליקס דוז'ארדן ו"היסטוריה שלו naturelle des zoophytes ". Infusoires », 1841. הכומר סוצ. מקס. היסט. Nat., II. (2-3): 221-232, 1941.
2. Beltrán, E. 1979. הערות על ההיסטוריה הפרוטואולוגית V. לידה מחדש של הפרוטואולוגיה שבעה לוסטורים פוריים: 1941-1976. מקס. היסט. מַדָע. ות"ק, מס '5: 91-114.
3. Corliss, JO (1989). הפרוטוזון והתא: סקירה קצרה של המאה העשרים. כתב העת לתולדות הביולוגיה כרך 22, מס '2 עמ'. 307-323.
4. גריבצ'וק, ד 'ואח'. (2017). גילוי ויראלי ומגוון בפרוטוזואה טריפנוסומידדית תוך התמקדות בקרובי משפחתו של הטפיל האנושי לישמניה. PNAS 28: E506-E5015.
5. Iturbe, U. and Lazcano, A. השיטה הטבעית לסיווג ותכונות ההשוואה האוניברסלית. בתוך: Contreras-Ramos, A., Cuevas-Cardona, MC, Goyenechea, I. and Iturbe U., (עורכים). שיטתיות, בסיס הידע של המגוון הביולוגי. האוניברסיטה האוטונומית של מדינת הידאלגו, 2007. פאצ'וקה, הידאלגו, מקסיקו.
6. Leadbeater, BSC ו- McCready, SMM המומים: פרספקטיבות היסטוריות. בעריכת בארי SC Leadbeater, ג'ון סי גרין. דגלים: אחדות, גיוון ואבולוציה.
7. Mahé, F. et al. (2017). טפילים חולשים על קהילות מגן אדמה-היפר-מגוונות ביערות הגשם הניאו-טרופיים. אקולוגיה טבע ואבולוציה 1 (91): 1-8
8. רודריגס, DJG, JL Olivares ו- J. Arece. (2010). אבולוציה של פרוטוזואה. הכמרית סלוד אנים. כרך 32 מס '2: 118-120.
9. רוטשילד, LJ (2004). הערות מבוא: פרוטוזולולוגיה (פרוטיסטולוגיה) עם שחר המאה ה -21. כתב העת למיקרוביולוגיה אוקריוטית 51 (1).