PROTOZOOLOGIE: HISTORIE, OBOR A VÝZKUM - BIOLOGIE - 2025

Protozoología je odvětví zoologie že studiích prvok, velká a heterogenní skupina jednobuněčných organismů, mobilních a heterotrofních. Etymologie termínu pochází z řeckých slov proto (první) a zoo (zvíře). Euglena, Paramecium a Amoeba jsou široce známé rody mikroorganismů studovaných protozoologií.

Definování protozoologie je složitý úkol, protože definice předmětu studia tohoto oboru znalostí, tj. Protozoa, je od svého vzniku kontroverzní otázkou.

Euglena gracilis. Euglenophyceae jsou jediné fotosyntetické prvoky. Zdroj: Ellis O'Neill, přes Wikimedia Commons

Historie této disciplíny sahá až do druhé poloviny 17. století, kdy se mikroskopický svět začal objevovat lidským okem díky vynálezu prvních optických přístrojů.

Protozoologie je považována za integrativní vědu, která se mimo jiné zabývá základním výzkumem v oblastech taxonomie, systematiky, evoluce, fyziologie, ekologie, molekulární biologie, buněčné biologie.

Zatímco diskuse o definici skupiny pokračuje, nedávný výzkum nadále řeší staré otázky, které poskytují základ pro klasifikaci. V současnosti se tedy jedná o vysoce relevantní témata, jako je průzkum ropy nebo bioremediace.

Dějiny

První pozorování a popisy

První pozorování a popisy prvoků jsou připisovány nizozemskému přírodovědci A. van Leuwenhoeku, který vytvořil jednoduché mikroskopy pro pozorování přírodního světa v druhé polovině 17. století.

Obraz A. van Leeuwenhoek, 1686. Zdroj: Viz autorova stránka, prostřednictvím Wikimedia Commons

První systematický popis protozoálních organismů provedl dánský vědec OF Müller v roce 1786.

V 1818, Georg Goldfuss navrhl termín protozoan seskupit jednobuněčné organismy považované jím za primitivní.

V 1841, Dujardin studia na sarcoda (později známý jako protoplasm) dovolil výklad buněčné struktury, který později dělal to snadnější rozumět, že protozoa jsou jednobuněčné organismy.

Mezi lety 1880 a 1889 Otto Bütschli publikoval tři svazky o prvokech, které mu vynesly kvalifikaci architekta protozoologie tím, že poskytly strukturu moderní protozoologii.

Protozoologie jako disciplína

V polovině devatenáctého století se odehrávaly významné události v historii protozoologie, které daly uznání a prestiž této oblasti zoologie.

V roce 1947 byl v německém Jeně založen první protozoologický časopis; Archiv für Protistenkunde. Ve stejném roce se protozoologická společnost narodila ve městě Chicago v USA. Další významnou událostí bylo uspořádání prvního mezinárodního protozoologického kongresu konaného v roce 1961 v Praze v Československu.

Zlepšení mikroskopů na začátku 20. století zvýšilo počet známých mikroorganismů a umožnilo rozšířit znalosti o této skupině organismů.

Vytvoření, diverzifikace a masifikace používání elektronických mikroskopů v polovině 20. století podpořily velké pokroky ve studiu taxonomie, systematiky, morfologie a fyziologie protozoů.

Protozoa v prvních klasifikacích

Klasifikace organismů starověkými řeckými filozofy nezahrnovala mikroskopické organismy. Technologie a rozvoj znalostí vyústily ve stále více nové klasifikační návrhy, které následovaly neustálé hledání přirozené klasifikace.

V 1860 Hogg navrhl Protoctist království ke skupině primitivní rostliny a zvířata. Později Haeckel (1866) navrhl Království Protista, aby seskupil jednobuněčné organismy.

V roce 1938 navrhl HF Copeland použití čtyř království: Monera, Protista, Plantae a Animalia. Království Monera seskupuje cyanobakterie a bakterie, které byly zahrnuty Haeckelem do Protista. Toto přeskupení bylo založeno na jeho enucleated charakteru, objevil Chatton.

RH Whittaker vycházela z klasifikace Coperland a oddělila houby od Protista a vytvořila království Fungi, čímž zavedla tradiční klasifikaci pěti království.

Woese v roce 1977 uznala pouze tři vývojové linie: Archaea, Bacteria a Eukarya. Následně Mayr v roce 1990 navrhl domény Prokaryota a Eukaryota.

Margulis a Schwartz v roce 1998 znovu zavedli systém pěti království se dvěma super královstvími.

Klasifikace v 21. století

Během XXI století se v neustálém hledání fylogeneze založené na evolučních vztazích objevily nové návrhy na klasifikaci živých bytostí.

Výsledky projektu s názvem Katalog životního systému (2015) podporují návrh dvou super-království: Prokariota a Eukaryota. V první superkingdomě zahrnují království Archaea a Bakterie. Ve druhém zahrnují království Protista, Chromista, Fungi, Plantae a Animalia.

V této klasifikaci jsou prvoky společným předkem všech eukaryot, a nejen zvířat, jak bylo původně navrženo.

Studijní obory

Protozoa jako předmět studia

Protozoa jsou eukaryotické organismy. Jsou tvořeny jedinou buňkou s diferencovaným jádrem, které vykonává všechny funkce kompletního organismu.

Jejich průměrná velikost se může pohybovat od 2 do 3 mikronů do 250 mikronů. Avšak Spirostomun, řasnatý protozoan, může dosáhnout 3 mm a Porospora gigantea, sporozoan, může měřit délku 16 mm.

Protozoi jsou hlavně heterotrofní a mohou to být fagotrofy, dravci nebo detritivory. Důležitou výjimkou je Euglenophyceae, jediný fotosyntetický prvoky, které získávají své chloroplasty ze zachycených a exclavizovaných zelených řas.

Jejich reprodukce je hlavně asexuální prostřednictvím binárního štěpení nebo vícenásobného štěpení. Menšina však má sexuální reprodukci syngamií nebo autogamií (fúze haploidních gamet) nebo výměnou genetického materiálu (konjugace).

Jsou to pohyblivé organismy, které mají lokomoční orgány, jako jsou bičíky, řasenky nebo pseudopody. Mohou se také pohybovat amoeboidními pohyby, typickými pro buňku, dosaženými jejich kontrakcí a relaxací.

Jsou distribuovány ve všech vlhkých prostředích na Zemi. Například je najdeme mezi zrny písku na pláži, v řekách, mořích, kanalizacích, pramenech, ve vrhu lesů, ve střevech bezobratlých a obratlovců nebo v krvi lidí.

Jsou schopni přežít nedostatek vlhkosti; mají odporové struktury, které jim umožňují zakořenit, dokud se nevrátí do styku s vodným médiem.

Mohou to být živé bytosti nebo udržovat symbiotické vztahy s jinými druhy, jako je komenzalismus, vzájemnost nebo parazitismus. Paraziti jsou původci nemocí rostlin, zvířat a lidí.

Modelové systémy

Protozoa jsou ideální jako studijní modely, které umožňují řešit různé otázky v biologii. Některé vlastnosti, které je činí užitečnými, jsou: krátké generační časy, velká rozmanitost základních vlastností a životních cyklů, zobecněné geografické rozšíření a zvládnutelná genetika.

Základní studie

Protozoologie zahrnuje studium přirozené historie protozoů. To zahrnuje znalosti o struktuře, taxonomii, chování, životních cyklech a fyziologii těchto organismů.

Základní ekologické studie protozoů pokrývají dynamiku u jedinců stejného druhu a mezi jedinci různých druhů. Ten má zvláštní význam kvůli existenci parazitických prvoků.

Aplikované studie

Protozoologie se zabývá důležitými oblastmi aplikovaného výzkumu v oborech rozmanitých jako je medicína, veterinární lékařství, petrochemie, biotechnologie a mnoho dalších, které jsou pro lidstvo zajímavé.

Protozoologické studie protozoů jako původců nemocí u lidí, zvířat a rostlin. Tak se překrývá se základními protozoologiemi při studiu přirozené historie parazitických protozoů.

Studuje samotné nemoci prostřednictvím znalosti mechanismů kolonizace parazitů u zdravých hostitelů, infekčních procesů, diagnostiky, léčby a prevence těchto chorob.

V oblasti petrochemie je studium protozoů užitečné při průzkumu ropy. Identifikace přítomnosti některých druhů může osvětlit přítomnost oleje v této průzkumné vrstvě.

Rovněž složení prvoků může být ukazatelem stavu zotavení ekosystému po událostech s únikem ropy.

Na druhé straně může řízení protozoálních populací pomoci při bioremediaci kontaminovaných vodních útvarů a půd. Schopnost protozoů přijímat tuhé částice urychluje degradaci toxického odpadu a nebezpečných látek.

Příklady nedávného výzkumu

Rozmanitost protozoů v tropických lesích

Je všeobecně známo, že tropické lesy mají velkou rozmanitost rostlinných a živočišných druhů.

Během roku 2017 Mahé a spolupracovníci zveřejnili výsledky výzkumného projektu, jehož cílem bylo zjistit, o velké rozmanitosti lesních mikroorganismů, které žijí v mikrobiálním měřítku.

Projekt byl vyvinut v lesích v Kostarice, Panamě a Ekvádoru, kde odebíraly vzorky květin a lianů padlých na zemi. Výsledky ukázaly, že prvoky jsou mnohem rozmanitější než lesní mikroorganismy.

Parazitární viry prvoků u lidí

Interakci mezi parazity a jejich hostiteli získala lékařská protozoologie velkou pozornost. Objevily se však nové interakce, které komplikují studijní systém a vyžadují ještě více výzkumu.

Nedávno publikovali Grybchuk a spolupracovníci (2017) práci, která identifikuje několik virů z čeledi Totiviridae, které se podílejí na zvýšení patogenity protozoů skupiny trypanosomů spojených s lidským parazitem Leishmania.

Výsledky ukazují několik dříve neidentifikovaných virů. Předkládají také důležité informace o původu, rozmanitosti a šíření virů ve skupině protistů.

Reference

1. Beltran, E. (1941). Felix Dujardin a jeho «historoire naturelle des zoophytes. Infusoires », 1841. Rev. Soc. Mex. Hist. Nat., II. (2-3): 221-232, 1941.
2. Beltrán, E. 1979. Poznámky o protozoologické historii V. Znovuzrození protozoologie sedmi úrodných lustrů: 1941-1976. Mex. Hist. Věda. a Tec., č. 5: 91-114.
3. Corliss, JO (1989). Protozoon a buňka: Stručný přehled dvacátého století. Journal of History of Biology Vol. 22, No. 2 pp. 307-323.
4. Grybchuk, D a kol. (2017). Objev virů a diverzita v trypanosomatidních prvoky se zaměřením na příbuzné lidského parazita Leishmania. PNAS 28: E506-E5015.
5. Iturbe, U. a Lazcano, A. Přirozená metoda klasifikace a charakteristiky univerzálního srovnání. In: Contreras-Ramos, A., Cuevas-Cardona, MC, Goyenechea, I. a Iturbe U., (editoři). Systematika, znalostní báze biodiverzity. Autonomní univerzita státu Hidalgo, 2007. Pachuca, Hidalgo, Mexiko.
6. Leadbeater, BSC a McCready, SMM Fageláty: historické perspektivy. editoval Barry SC Leadbeater, John C. Green. Bičíkovci: Jednota, rozmanitost a evoluce.
7. Mahé, F. a kol. (2017). V neotropických deštných pralesech dominují parazité v komunitách s protidiverzální půdou. Nature Ecology & Evolution 1 (91): 1-8
8. Rodríguez, DJG, JL Olivares a J. Arece. (2010). Evoluce prvoků. Salud Anim. Vol. 32 No. 2: 118-120.
9. Rothschild, LJ (2004). Úvodní poznámky: Protozoologie (Protistologie) na úsvitu 21. století. The Journal of Eukaryotic Microbiology 51 (1).