Protozoology: lịch sử, lĩnh vực nghiên cứu và ví dụ về nghiên cứu
Protozoology là một nhánh của động vật học nghiên cứu động vật nguyên sinh, một nhóm rất nhiều và không đồng nhất của các sinh vật đơn bào, di động và dị dưỡng. Từ nguyên của thuật ngữ này xuất phát từ các từ Hy Lạp proto (đầu tiên) và sở thú (động vật). Euglena, Paramecium và Amiba là chi của các vi sinh vật được biết đến rộng rãi, được nghiên cứu bởi động vật nguyên sinh.
Xác định động vật nguyên sinh là một nhiệm vụ phức tạp, bởi vì định nghĩa về đối tượng nghiên cứu của nhánh kiến thức này, tức là động vật nguyên sinh, là một chủ đề gây tranh cãi kể từ nguồn gốc của nó.
Lịch sử của ngành học này bắt nguồn từ nửa sau của thế kỷ XVII, khi thế giới vi mô bắt đầu trở nên hữu hình trước mắt người, nhờ vào việc phát minh ra các dụng cụ quang học đầu tiên.
Protozoology được coi là một khoa học tích hợp, trong đó giải quyết các nghiên cứu cơ bản trong các lĩnh vực phân loại, hệ thống, tiến hóa, sinh lý học, sinh thái học, sinh học phân tử, sinh học tế bào, trong số những người khác.
Trong khi tranh cãi về định nghĩa của nhóm vẫn tiếp tục, nghiên cứu gần đây tiếp tục giải quyết các vấn đề cũ cung cấp lý do để phân loại. Do đó, các vấn đề có liên quan cao hiện đang được giải quyết, chẳng hạn như khảo sát dầu hoặc xử lý sinh học.
Lịch sử
Những quan sát và mô tả đầu tiên
Những quan sát và mô tả đầu tiên về động vật nguyên sinh được cho là của nhà tự nhiên học người Hà Lan A. van Leuwenhoek, người đã chế tạo kính hiển vi đơn giản để quan sát thế giới tự nhiên trong nửa sau của thế kỷ XVII.
Mô tả hệ thống đầu tiên về các sinh vật nguyên sinh được thực hiện bởi nhà khoa học Đan Mạch OF Müller, vào năm 1786.
Năm 1818, Georg Goldfuss đã đề xuất thuật ngữ protozoario để nhóm các sinh vật đơn bào được ông coi là primigenios.
Năm 1841, các nghiên cứu của Dujardin về sarcoda (sau này gọi là nguyên sinh chất) cho phép giải thích cấu trúc tế bào, sau đó tạo điều kiện cho sự hiểu biết rằng động vật nguyên sinh là sinh vật đơn bào.
Từ năm 1880 đến 1889 Otto Bütschli đã xuất bản ba tập về Động vật nguyên sinh khiến ông xứng đáng với trình độ của kiến trúc sư về động vật nguyên sinh, đưa ra cấu trúc cho động vật nguyên sinh hiện đại.
Protozoology như một môn học
Vào giữa thế kỷ 19, các sự kiện quan trọng đã được tổ chức trong lịch sử động vật nguyên sinh đã công nhận và uy tín cho nhánh động vật học này.
Năm 1947, tạp chí protozoology đầu tiên được thành lập tại Jena, Đức; Archiv fur Protistenkunde. Cùng năm đó, Hội Động vật nguyên sinh được sinh ra tại thành phố Chicago, Hoa Kỳ. Một sự kiện quan trọng khác là việc hiện thực hóa Đại hội Động vật nguyên sinh quốc tế đầu tiên được tổ chức tại Prague, Tiệp Khắc, vào năm 1961.
Sự cải tiến của kính hiển vi, vào đầu thế kỷ 20, đã tăng số lượng vi sinh vật được biết đến và cho phép mở rộng kiến thức về nhóm sinh vật này.
Việc tạo ra, đa dạng hóa và đại chúng hóa việc sử dụng kính hiển vi điện tử vào giữa thế kỷ XX, đã thúc đẩy những tiến bộ lớn trong nghiên cứu về phân loại học, hệ thống, hình thái và sinh lý học của động vật nguyên sinh.
Động vật nguyên sinh trong phân loại đầu tiên
Các phân loại của các sinh vật trên một phần của các nhà triết học của Hy Lạp cổ đại không bao gồm các sinh vật cực nhỏ. Công nghệ và sự tiến bộ của kiến thức dẫn đến các đề xuất phân loại ngày càng mới lạ, sau quá trình tìm kiếm không ngừng để phân loại tự nhiên.
Năm 1860, Hogg đề xuất Vương quốc Protoctist để nhóm các loài thực vật và động vật nguyên thủy. Sau này Haeckel (1866) đã đề xuất Kingdom Protista để nhóm các sinh vật đơn bào.
Năm 1938, HF Copeland đề xuất sử dụng bốn vương quốc: Monera, Protista, Plantae và Animalia. Vương quốc Monera nhóm vi khuẩn lam và vi khuẩn đã được Haeckel đưa vào Protista. Sự tái lập này dựa trên đặc tính được nhân giống của nó, được phát hiện bởi Chatton.
Dựa trên phân loại của Coperland, RH Whittaker đã tách nấm ra khỏi Protista và tạo ra Vương quốc Fungi, thiết lập phân loại truyền thống của năm vương quốc.
Woese, vào năm 1977, chỉ công nhận ba dòng dõi tiến hóa: Archaea, Vi khuẩn và Eukarya. Sau đó, Mayr năm 1990 đã đề xuất các miền Prokaryota và Eukaryota.
Margulis và Schwartz, năm 1998, giới thiệu lại hệ thống năm vương quốc, với hai siêu vương quốc.
Phân loại trong thế kỷ 21
Trong thế kỷ 21, các đề xuất mới về phân loại sinh vật đã xuất hiện trong cuộc tìm kiếm không ngừng cho một hệ thực vật dựa trên các mối quan hệ tiến hóa.
Kết quả của một dự án có tên System of the Catalogue of Life (2015) ủng hộ đề xuất của hai siêu anh hùng: Prokariota và Eukaryota. Trong siêu anh hùng đầu tiên, chúng bao gồm vương quốc Archaea và Bacteria. Trong phần hai, họ bao gồm các vương quốc Protista, Chromista, Fungi, Plantae và Animalia.
Trong phân loại này, động vật nguyên sinh là tổ tiên chung của tất cả các sinh vật nhân chuẩn và không chỉ của động vật, như đã nêu ban đầu.
Lĩnh vực học tập
Động vật nguyên sinh như một đối tượng nghiên cứu
Động vật nguyên sinh là sinh vật nhân chuẩn. Chúng được hình thành bởi một tế bào duy nhất với một nhân khác biệt thực hiện tất cả các chức năng của một sinh vật hoàn chỉnh.
Kích thước trung bình của nó có thể thay đổi từ 2 hoặc 3 micron đến 250 micron chiều dài. Tuy nhiên, Spirostomun, một động vật nguyên sinh có muối, có thể đạt tới 3 mm và porospora gigantea, một sporozoon, có thể đo chiều dài 16 mm.
Động vật nguyên sinh chủ yếu là dị dưỡng, có thể là fagotrophs, động vật ăn thịt hoặc mảnh vụn. Một ngoại lệ quan trọng là Euglenophyceae, động vật nguyên sinh quang hợp duy nhất thu được lục lạp của chúng từ tảo xanh bị bắt và thốt ra.
Sinh sản của nó chủ yếu là vô tính thông qua phân hạch nhị phân hoặc phân hạch nhiều. Tuy nhiên, một thiểu số sở hữu sinh sản hữu tính bằng singamia hoặc autogamy (hợp nhất các giao tử đơn bội) hoặc bằng cách trao đổi vật liệu di truyền (liên hợp).
Chúng là những sinh vật vận động, có các cơ quan vận động như Flagella, lông mao hoặc giả mạc. Họ cũng có thể di chuyển qua các chuyển động của ameboidal, điển hình của tế bào, đạt được bằng cách co và thư giãn giống nhau.
Chúng phân bố trong tất cả các môi trường ẩm ướt trên Trái đất. Chẳng hạn, chúng ta có thể tìm thấy chúng trong số những hạt cát trên bãi biển, trên sông, biển, cống rãnh, suối, trong những chiếc lá rừng, trong ruột của động vật không xương sống và động vật có xương sống hoặc trong máu của con người.
Họ có thể sống sót khi thiếu độ ẩm; Chúng có cấu trúc kháng cho phép chúng được bọc cho đến khi chúng tiếp xúc với môi trường nước.
Chúng có thể có cuộc sống tự do hoặc duy trì mối quan hệ cộng sinh với các loài khác như chủ nghĩa cộng sản, chủ nghĩa tương sinh hoặc ký sinh trùng. Ký sinh trùng là tác nhân gây bệnh ở thực vật, động vật và con người.
Hệ thống mô hình
Động vật nguyên sinh là lý tưởng như mô hình nghiên cứu cho phép chúng tôi giải quyết các câu hỏi khác nhau trong sinh học. Một số đặc điểm làm cho chúng hữu ích là: thời gian thế hệ ngắn, sự đa dạng lớn của các tính chất cơ bản và vòng đời, phân bố địa lý tổng quát và di truyền học có thể quản lý.
Nghiên cứu cơ bản
Động vật nguyên sinh bao gồm các nghiên cứu về lịch sử tự nhiên của động vật nguyên sinh. Điều này bao gồm kiến thức về cấu trúc, phân loại, hành vi, vòng đời và sinh lý của các sinh vật này.
Các nghiên cứu sinh thái cơ bản về động vật nguyên sinh bao gồm động lực học trong các cá thể cùng loài và giữa các cá thể của các loài khác nhau. Loại thứ hai có liên quan đặc biệt do sự tồn tại của động vật nguyên sinh ký sinh.
Nghiên cứu ứng dụng
Protozoology giải quyết các lĩnh vực nghiên cứu ứng dụng quan trọng trong các lĩnh vực đa dạng như y học, khoa học thú y, hóa dầu, công nghệ sinh học và nhiều lĩnh vực khác quan tâm đến nhân loại.
Động vật nguyên sinh nghiên cứu động vật nguyên sinh là tác nhân gây bệnh ở người, động vật và thực vật. Do đó, nó trùng lặp với động vật nguyên sinh cơ bản trong nghiên cứu lịch sử tự nhiên của động vật nguyên sinh ký sinh.
Nghiên cứu các bệnh thông qua kiến thức về các cơ chế xâm nhập của ký sinh trùng trong vật chủ khỏe mạnh, quá trình lây nhiễm, chẩn đoán, điều trị và phòng ngừa các bệnh này.
Trong lĩnh vực hóa dầu, nghiên cứu về động vật nguyên sinh rất hữu ích trong việc tìm kiếm dầu. Việc xác định sự hiện diện của một số loài có thể làm sáng tỏ sự hiện diện của dầu trong lớp thăm dò đó.
Tương tự như vậy, thành phần của động vật nguyên sinh có thể là một chỉ số về trạng thái phục hồi của một hệ sinh thái sau các sự kiện tràn dầu.
Mặt khác, việc quản lý các quần thể động vật nguyên sinh có thể giúp ích trong việc xử lý sinh học các vùng nước và đất bị ô nhiễm. Khả năng của động vật nguyên sinh để ăn các hạt rắn làm tăng tốc độ xuống cấp của chất thải độc hại và các tác nhân nguy hiểm.
Ví dụ về nghiên cứu gần đây
Sự đa dạng của động vật nguyên sinh trong rừng nhiệt đới
Người ta biết rằng rừng nhiệt đới có sự đa dạng lớn về các loài thực vật và động vật.
Trong năm 2017, Mahé và các cộng tác viên đã công bố kết quả của một dự án nghiên cứu nhằm tìm hiểu sự đa dạng lớn của các vi sinh vật trong rừng sống ở quy mô vi sinh vật.
Dự án được phát triển trong các khu rừng ở Costa Rica, Panama và Ecuador, nơi họ lấy các mẫu hoa và lianas rơi trên mặt đất. Kết quả cho thấy động vật nguyên sinh đa dạng hơn nhiều so với vi sinh vật rừng.
Ký sinh trùng đơn bào ở người
Sự tương tác giữa ký sinh trùng và vật chủ của chúng đã nhận được nhiều sự chú ý từ động vật nguyên sinh y tế. Tuy nhiên, có những tương tác mới được phát hiện làm phức tạp hệ thống nghiên cứu và yêu cầu nghiên cứu nhiều hơn.
Gần đây, Grybchuk và cộng sự (2017) đã công bố một công trình xác định một số loại virut thuộc họ Totiviridae liên quan đến sự gia tăng khả năng gây bệnh của động vật nguyên sinh thuộc nhóm trypanosome, liên quan đến ký sinh trùng Leishmania ở người .
Kết quả cho thấy một số virus chưa được xác định trước đó. Họ cũng trình bày thông tin quan trọng về nguồn gốc, sự đa dạng và phân phối virus trong một nhóm người bảo vệ.
