ПРОТОЗООЛОГИЯ: ИСТОРИЯ, НАПРАВЛЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ - БИОЛОГИЯ - 2025

Protozoología является филиалом зоологии, изучающий простейшими, большая и гетерогенная группа одноклеточных организмов, мобильных и гетеротрофных. Этимология термина происходит от греческих слов proto (первый) и zoo (животное). Euglena, Paramecium и Amoeba - широко известные роды микроорганизмов, изучаемые протозоологией.

Определение протозоологии - сложная задача, потому что определение объекта изучения этой области знаний, то есть простейших, было спорным вопросом с самого начала.

Euglena gracilis. Euglenophyceae - единственные фотосинтезирующие простейшие. Источник: Эллис О'Нил, через Wikimedia Commons.

История этой дисциплины восходит к второй половине 17 века, когда микроскопический мир стал становиться видимым человеческому глазу, благодаря изобретению первых оптических инструментов.

Протозоология считается интегративной наукой, которая занимается фундаментальными исследованиями в области таксономии, систематики, эволюции, физиологии, экологии, молекулярной биологии, клеточной биологии и других.

В то время как споры по поводу определения группы продолжаются, недавние исследования продолжают рассматривать старые вопросы, которые служат основой для классификации. Таким образом, рассматриваются актуальные в настоящее время темы, такие как разведка нефти или биоремедиация.

История

Первые наблюдения и описания

Самые ранние наблюдения и описания простейших приписываются голландскому естествоиспытателю А. ван Левенгуку, который построил простые микроскопы для наблюдения за миром природы во второй половине 17 века.

Картина А. ван Левенгука, 1686 год. Источник: См. Страницу с описанием автора на Wikimedia Commons.

Первое систематическое описание простейших организмов было сделано датским ученым О.Ф. Мюллером в 1786 году.

В 1818 году Георг Гольдфус предложил термин «простейшие», чтобы сгруппировать одноклеточные организмы, которые он считал примитивными.

В 1841 году исследования Дюжардена саркоды (позже известной как протоплазма) позволили интерпретировать клеточную структуру, которая позже облегчила понимание того, что простейшие являются одноклеточными организмами.

Между 1880 и 1889 годами Отто Бютчли опубликовал три тома о простейших, что принесло ему квалификацию архитектора протозоологии, придав структуру современной протозоологии.

Протозоология как дисциплина

В середине девятнадцатого века произошли важные события в истории протозоологии, которые принесли признание и престиж этой отрасли зоологии.

В 1947 году в Йене, Германия, был основан первый журнал по протозоологии; Archiv für Protistenkunde. В том же году в городе Чикаго, США, родилось Общество протозоологов. Другим важным событием стало проведение Первого Международного конгресса по протозоологии в Праге, Чехословакия, в 1961 году.

Совершенствование микроскопов в начале 20 века увеличило количество известных микроорганизмов и позволило расширить знания об этой группе организмов.

Создание, диверсификация и массовое использование электронных микроскопов в середине 20-го века способствовало большим успехам в изучении таксономии, систематики, морфологии и физиологии простейших.

Простейшие в первых классификациях

Классификации организмов древнегреческими философами не включали микроскопические организмы. Технологии и развитие знаний привели к появлению все более новых классификационных предложений после непрерывного поиска естественной классификации.

В 1860 году Хогг предложил Королевству протоктистов сгруппировать примитивные растения и животных. Позже Геккель (1866) предложил Царство протистов для группирования одноклеточных организмов.

В 1938 году Х. Ф. Коупленд предложил использовать четыре королевства: Монера, Протиста, Плантаэ и Животное. Королевство Монера объединяет цианобактерии и бактерии, которые были включены Геккелем в состав протистов. Эта перегруппировка была основана на ее энуклеированном характере, открытом Чаттоном.

Исходя из классификации Коперланда, Р. Х. Уиттакер отделил грибы от протисты и создал Королевство грибов, установив традиционную классификацию пяти королевств.

Вёзе в 1977 г. выделил только три эволюционных линии: археи, бактерии и эукарии. Впоследствии Майр в 1990 году предложил домены Prokaryota и Eukaryota.

Маргулис и Шварц в 1998 году вновь ввели систему пяти королевств с двумя сверхцарствами.

Классификации в 21 веке

В течение XXI века новые предложения по классификации живых существ появились в непрекращающемся поиске филогении, основанного на эволюционных отношениях.

Результаты проекта под названием «Каталог жизненных систем» (2015 г.) подтверждают предложение о двух сверхцарствах: Прокариота и Эукариота. В первое сверхцарство они включают царства Архей и Бактерий. Во второй они входят королевства Протиста, Хромиста, Грибки, Планты и Животное.

В этой классификации простейшие являются общим предком всех эукариот, а не только животных, как предполагалось изначально.

Области исследования

Простейшие как объект исследования

Простейшие - это эукариотические организмы. Они образованы одной клеткой с дифференцированным ядром, которое выполняет все функции целостного организма.

Их средний размер может составлять от 2 или 3 мкм до 250 мкм в длину. Однако Spirostomun, мерцательное простейшее, может достигать 3 мм, а спорозойный Porospora gigantea может достигать 16 мм в длину.

Простейшие в основном гетеротрофны и могут быть фаготрофами, хищниками или детритофагами. Важным исключением являются Euglenophyceae, единственные фотосинтезирующие простейшие, которые получают свои хлоропласты из пойманных и эксклавированных зеленых водорослей.

Их размножение в основном бесполое путем двойного или множественного деления. Однако меньшинство обладает половым воспроизводством посредством сингамии или автогамии (слияние гаплоидных гамет) или путем обмена генетическим материалом (конъюгация).

Это подвижные организмы, у которых есть органы передвижения, такие как жгутики, реснички или ложноножки. Они также могут двигаться амебоидными движениями, типичными для клетки, за счет их сокращения и расслабления.

Они распространены во всех влажных средах на Земле. Например, мы можем найти их среди песчинок на пляже, в реках, морях, канализациях, источниках, в лесной подстилке, в кишечнике беспозвоночных и позвоночных или в крови людей.

Они способны пережить недостаток влаги; у них есть структуры сопротивления, которые позволяют им закрепляться, пока они снова не войдут в контакт с водной средой.

Они могут жить свободно или поддерживать симбиотические отношения с другими видами, такие как комменсализм, мутуализм или паразитизм. Паразиты являются возбудителями болезней растений, животных и человека.

Модельные системы

Простейшие идеальны в качестве учебных моделей, позволяющих решать различные вопросы биологии. Некоторые характеристики, которые делают их полезными: короткое время генерации, большое разнообразие фундаментальных свойств и жизненных циклов, обобщенное географическое распространение и управляемая генетика.

Базовые исследования

Протозоология включает в себя изучение естественной истории простейших. Сюда входят знания о структуре, таксономии, поведении, жизненных циклах и физиологии этих организмов.

Основные экологические исследования простейших охватывают динамику внутри особей одного и того же вида и между особями разных видов. Последнее имеет особую актуальность в связи с существованием паразитических простейших.

Прикладные исследования

Протозоология затрагивает важные области прикладных исследований в таких разнообразных областях, как медицина, ветеринария, нефтехимия, биотехнология и многих других, представляющих интерес для человечества.

Протозоология изучает простейшие как возбудителей болезней человека, животных и растений. Таким образом, он пересекается с фундаментальной простейшей в изучении естественной истории паразитических простейших.

Он изучает сами заболевания, зная механизмы колонизации паразитов у здоровых хозяев, инфекционные процессы, диагностику, лечение и профилактику этих заболеваний.

В области нефтехимии изучение простейших полезно при разведке нефти. Определение присутствия некоторых видов может пролить свет на присутствие нефти в этом разведочном слое.

Точно так же состав простейших может быть индикатором состояния восстановления экосистемы после разливов нефти.

С другой стороны, управление популяциями простейших может помочь в биоремедиации загрязненных водоемов и почв. Способность простейших поглощать твердые частицы ускоряет разложение токсичных отходов и опасных веществ.

Примеры недавних исследований

Разнообразие простейших в тропических лесах

Широко известно, что тропические леса отличаются большим разнообразием видов растений и животных.

В 2017 году Маэ с соавторами опубликовали результаты исследовательского проекта, целью которого было узнать о большом разнообразии лесных микроорганизмов, которые живут в микробном масштабе.

Проект был разработан в лесах Коста-Рики, Панамы и Эквадора, где были взяты образцы цветов и лиан, упавших на землю. Результаты показали, что простейшие намного разнообразнее лесных микроорганизмов.

Паразитарные простейшие вирусы человека

Взаимодействию между паразитами и их хозяевами уделяется большое внимание в медицинской протозоологии. Однако обнаруживаются новые взаимодействия, которые усложняют систему исследования и требуют еще большего количества исследований.

Недавно Грибчук с соавторами (2017) опубликовали работу, в которой идентифицированы несколько вирусов семейства Totiviridae, участвующих в повышении патогенности простейших из группы трипаносом, связанных с паразитом человека Leishmania.

Результаты показывают несколько ранее не идентифицированных вирусов. Они также предоставляют важную информацию о происхождении, разнообразии и распространении вирусов в группе протистов.

Ссылки

1. Бельтран, Э. (1941). Феликс Дюжарден и его «Натуральная история зоофитов. Infusoires », 1841. Rev. Soc. Mex. Hist. Нат., II. (2-3): 221-232, 1941.
2. Бельтран, Э. 1979. Заметки по истории протозоологии V. Возрождение протозоологии Семь плодородных люстр: 1941–1976. Mex. Hist. Наука. and Tec., № 5: 91-114.
3. Корлисс, Дж. О. (1989). Простейший и клетка: краткий обзор двадцатого века. Журнал истории биологии Том 22, № 2 с. 307-323.
4. Грибчук, Д. и др. (2017). Открытие вирусов и разнообразие простейших трипаносоматид с акцентом на родственников паразита человека Leishmania. PNAS 28: E506-E5015.
5. Итурбе У. и Ласкано А. Естественный метод классификации и характеристики универсального сравнения. В: Contreras-Ramos, A., Cuevas-Cardona, MC, Goyenechea, I. and Iturbe U., (редакторы). Систематика, база знаний о биоразнообразии. Автономный университет штата Идальго, 2007 г. Пачука, Идальго, Мексика.
6. Ледбитер, BSC и Маккриди, SMM Фагелляты: исторические перспективы. под редакцией Барри С. К. Ледбитера, Джона К. Грина. Жгутиконосцы: единство, разнообразие и эволюция.
7. Mahé, F. et al. (2017). Паразиты доминируют в сверхразнообразных сообществах почвенных протистов в тропических лесах Неотропии. Природа, экология и эволюция 1 (91): 1-8
8. Родригес, DJG, JL Olivares и J. Arece. (2010). Эволюция простейших. Преподобный Salud Anim. Vol. 32 No. 2: 118-120.
9. Ротшильд, LJ (2004). Вступительные замечания: Протозоология (протистология) на заре 21 века. Журнал эукариотической микробиологии 51 (1).