โปรโตซัว: ประวัติศาสตร์, สาขาวิชาและตัวอย่างของการวิจัย

Protozoology เป็นสาขาสัตววิทยาที่ศึกษาโปรโตซัวซึ่งเป็นกลุ่มของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวเคลื่อนที่และ heterotrophic นิรุกติศาสตร์ของคำนั้นมาจากคำภาษากรีก โปรโต (แรก) และ สวนสัตว์ (สัตว์) Euglena, Paramecium และ Amiba เป็นสกุลของจุลินทรีย์ที่รู้จักอย่างกว้างขวางศึกษาโดยโปรโตซัว

การกำหนดโปรโตซัววิทยาเป็นงานที่ซับซ้อนเนื่องจากคำจำกัดความของการศึกษาสาขาความรู้เช่นโปรโตซัวนั้นเป็นหัวข้อที่ถกเถียงกันมาตั้งแต่กำเนิด

ประวัติความเป็นมาของระเบียบวินัยนี้ย้อนกลับไปในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่สิบเจ็ดเมื่อโลกกล้องจุลทรรศน์เริ่มมองเห็นได้ด้วยตามนุษย์ด้วยการประดิษฐ์เครื่องมือทางแสงชิ้นแรก

โปรโตซัวถือเป็นวิทยาศาสตร์แบบผสมผสานซึ่งเน้นการวิจัยขั้นพื้นฐานในด้านอนุกรมวิธานระบบวิวัฒนาการวิวัฒนาการสรีรวิทยานิเวศวิทยาชีววิทยาโมเลกุลอณูชีววิทยาเซลล์ชีววิทยาและอื่น ๆ

ในขณะที่การโต้เถียงเกี่ยวกับคำจำกัดความของกลุ่มยังคงดำเนินต่อไปการวิจัยเมื่อเร็ว ๆ นี้ยังคงดำเนินต่อไปเพื่อแก้ไขปัญหาเก่าที่ให้เหตุผลในการจำแนกประเภท ดังนั้นประเด็นที่มีความเกี่ยวข้องสูงจึงได้รับการแก้ไขในปัจจุบันเช่นการสำรวจน้ำมันหรือการบำบัดทางชีวภาพ

ประวัติศาสตร์

ข้อสังเกตและคำอธิบายแรก

การสังเกตและคำอธิบายของโปรโตซัวครั้งแรกนั้นเกิดจากนักธรรมชาติวิทยาชาวเนเธอร์แลนด์เอแวนแวนลูเวนเฮกผู้สร้างกล้องจุลทรรศน์ง่าย ๆ เพื่อสังเกตโลกธรรมชาติในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่สิบเจ็ด

คำอธิบายที่เป็นระบบครั้งแรกของสิ่งมีชีวิตโปรโตซัวถูกสร้างขึ้นโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเดนมาร์กของMüllerในปี 1786

ในปี 1818, Georg Goldfuss เสนอคำว่าโปรโตซัวริโอเพื่อจัดกลุ่มสิ่งมีชีวิตที่มีเซลล์เดียวที่เขาคิดว่าเป็นพรีเจนิจิโอส

ในปี 1841 การศึกษาของ Dujardin เกี่ยวกับ sarcoda (ภายหลังเรียกว่า protoplasm) อนุญาตให้ตีความโครงสร้างของเซลล์ซึ่งภายหลังอำนวยความสะดวกในการทำความเข้าใจว่าโปรโตซัวเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว

ระหว่างปี ค.ศ. 1880 - ค.ศ. 1889 อ็อตโตบึชชลิได้ตีพิมพ์หนังสือสามเล่มในโปรโตซัวซึ่งทำให้เขามีคุณสมบัติที่เหมาะสมกับสถาปนิกของโปรโตซัววิทยาทำให้มีโครงสร้างของโปรโตซัวที่ทันสมัย

โปรโตซัวเป็นระเบียบวินัย

ในช่วงกลางของเหตุการณ์สำคัญศตวรรษที่ 19 ถูกจัดขึ้นในประวัติศาสตร์ของโปรโตซัวที่ให้การยอมรับและศักดิ์ศรีกับสาขาสัตววิทยานี้

ในปี 1947 วารสารโปรโตซัววิทยาครั้งแรกก่อตั้งขึ้นที่ Jena ประเทศเยอรมนี Archiv für Protistenkunde ในปีเดียวกันนั้นสมาคม Protozoology Society ก็เกิดในเมืองชิคาโกสหรัฐอเมริกา เหตุการณ์สำคัญอีกอย่างหนึ่งก็คือการตระหนักถึงการประชุมรัฐสภานานาชาติครั้งแรกที่จัดขึ้นที่กรุงปรากประเทศเชคโกสโลวาเกียในปี 2504

การปรับปรุงกล้องจุลทรรศน์ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 เพิ่มจำนวนของจุลินทรีย์ที่รู้จักและอนุญาตให้ขยายความรู้เกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตกลุ่มนี้

การสร้างการกระจายและการใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนในช่วงกลางศตวรรษที่ยี่สิบทำให้เกิดความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการศึกษาอนุกรมวิธานระบบเชิงสัณฐานวิทยาและสรีรวิทยาของโปรโตซัว

โปรโตซัวในการจำแนกประเภทแรก

การจำแนกประเภทของสิ่งมีชีวิตในส่วนของนักปรัชญาของกรีกโบราณไม่ได้รวมอยู่ในสิ่งมีชีวิตด้วยกล้องจุลทรรศน์ เทคโนโลยีและความก้าวหน้าของความรู้ส่งผลให้เกิดข้อเสนอการจำแนกประเภทที่แปลกใหม่มากขึ้นหลังจากการค้นหาอย่างต่อเนื่องเพื่อการจำแนกตามธรรมชาติ

ในปี 1860 Hogg เสนออาณาจักร Protoctist เพื่อจัดกลุ่มพืชและสัตว์ดั้งเดิม ต่อมา Haeckel (2409) เสนออาณาจักร Protista กลุ่มเซลล์สิ่งมีชีวิต

ในปี 1938, HF Copeland เสนอการใช้สี่ก๊ก: Monera, Protista, Plantae และ Animalia อาณาจักร Monera จัดกลุ่มไซยาโนแบคทีเรียและแบคทีเรียที่ Haeckel รวมอยู่ใน Protista การจัดกลุ่มใหม่นี้ขึ้นอยู่กับตัวละครที่เป็นนิวคลีโอไทด์ที่ค้นพบโดย Chatton

จากการจำแนกประเภทของ Coperland นั้น RH Whittaker ได้แยกเชื้อราออกจาก Protista และสร้าง Fungi Kingdom ขึ้นมาเพื่อจัดหมวดหมู่แบบดั้งเดิมของห้าก๊ก

Woese ในปี 1977 ได้รับการยอมรับเพียงสามสายเลือดวิวัฒนาการ: Archaea, แบคทีเรียและ Eukarya ต่อจากนั้น Mayr ในปี 1990 ได้เสนอโดเมน Prokaryota และ Eukaryota

Margulis และ Schwartz ในปี 1998 ได้แนะนำระบบของห้าราชอาณาจักรใหม่โดยมีสองอาณาจักรสุดยอด

การจำแนกประเภทในศตวรรษที่ 21

ในช่วงศตวรรษที่ 21 ข้อเสนอใหม่สำหรับการจำแนกประเภทของสิ่งมีชีวิตได้เกิดขึ้นในการค้นหาอย่างไม่หยุดยั้งเพื่อหาสายวิวัฒนาการจากความสัมพันธ์เชิงวิวัฒนาการ

ผลลัพธ์ของโครงการที่เรียกว่า System of the Catalog of Life (2015) สนับสนุนข้อเสนอของซุปเปอร์ซุปเปอร์สองแห่ง: Prokariota และ Eukaryota ใน superreino แรกพวกเขารวมถึงอาณาจักร Archaea และแบคทีเรีย ในช่วงที่สองพวกเขารวมอาณาจักรของ Protista, Chromista, Fungi, Plantae และ Animalia

ในการจำแนกประเภทนี้โปรโตซัวเป็นบรรพบุรุษร่วมกันของยูคาริโอตทั้งหมดและไม่เพียง แต่สัตว์ตามที่ระบุไว้ แต่เดิม

สาขาวิชา

โปรโตซัวเป็นวัตถุของการศึกษา

โปรโตซัวเป็นสิ่งมีชีวิตยูคาริโอต พวกมันถูกสร้างขึ้นโดยเซลล์เดียวที่มีนิวเคลียสที่แตกต่างที่ทำหน้าที่ทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตที่สมบูรณ์

ขนาดเฉลี่ยของมันอาจแตกต่างกันตั้งแต่ 2 หรือ 3 ไมครอนถึง 250 ไมครอน อย่างไรก็ตาม Spirostomun ซึ่งเป็นโปรโตซัวที่ ciliated สามารถเข้าถึง 3 มม. และ Porospora gigantea, sporozoon สามารถวัดความยาว 16 มม.

โพรโทซัวส่วนใหญ่เป็น heterotrophs ความสามารถในการ fagotrophs ล่าหรือ detritivores ข้อยกเว้นที่สำคัญคือ Euglenophyceae ซึ่งเป็นโปรโตซัวสังเคราะห์แสงเพียงอย่างเดียวที่ได้รับคลอโรพลาสต์จากสาหร่ายสีเขียวที่จับและขับออกมา

การสืบพันธุ์ของมันส่วนใหญ่จะไม่อาศัยเพศผ่านฟิชชันแบบไบนารีหรือหลายฟิชชัน อย่างไรก็ตามชนกลุ่มน้อยมีการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศโดย singamia หรือ autogamy (ฟิวชั่นของ gametes haploid) หรือโดยการแลกเปลี่ยนของสารพันธุกรรม (ผันคำกริยา)

พวกมันเป็นสิ่งมีชีวิตที่เคลื่อนไหวได้ซึ่งมีอวัยวะของการเคลื่อนไหวเช่น flagella, cilia หรือ pseudopodia พวกเขายังสามารถเคลื่อนที่ผ่านการเคลื่อนไหวของ ameboidal ซึ่งเป็นแบบฉบับของเซลล์ที่ทำได้โดยการหดตัวและผ่อนคลายเหมือนเดิม

พวกมันกระจายอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ชื้นบนโลก ตัวอย่างเช่นเราสามารถพบพวกมันท่ามกลางเม็ดทรายบนชายหาดในแม่น้ำทะเลท่อระบายน้ำน้ำพุในใบไม้ของป่าในลำไส้ของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังและกระดูกสันหลังหรือในเลือดของมนุษย์

พวกเขาสามารถเอาชีวิตรอดจากการขาดความชุ่มชื้น พวกเขามีโครงสร้างความต้านทานที่ช่วยให้พวกเขากลายเป็นห่อหุ้มจนกว่าพวกเขาจะกลับมาสัมผัสกับสื่อน้ำ

พวกเขาสามารถมีชีวิตอิสระหรือรักษาความสัมพันธ์ทางชีวภาพกับสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ เช่น commensalism, Mutism หรือ parasitism ปรสิตเป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดโรคในพืชสัตว์และมนุษย์

ระบบจำลอง

Protozoa เหมาะอย่างยิ่งสำหรับรูปแบบการศึกษาที่ช่วยให้เราสามารถตอบคำถามต่าง ๆ ทางชีววิทยา คุณลักษณะบางอย่างที่ทำให้มีประโยชน์คือ: ช่วงเวลาสั้น ๆ ความหลากหลายของคุณสมบัติพื้นฐานและวัฏจักรชีวิตการกระจายทางภูมิศาสตร์ทั่วไปและพันธุศาสตร์ที่จัดการได้

การศึกษาขั้นพื้นฐาน

โปรโตซัวครอบคลุมการศึกษาประวัติศาสตร์ธรรมชาติของโปรโตซัว ซึ่งรวมถึงความรู้เกี่ยวกับโครงสร้างอนุกรมวิธานพฤติกรรมวงจรชีวิตและสรีรวิทยาของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้

การศึกษาระบบนิเวศพื้นฐานเกี่ยวกับโปรโตซัวครอบคลุมพลวัตภายในบุคคลของสายพันธุ์เดียวกันและระหว่างบุคคลของสายพันธุ์ที่แตกต่างกัน หลังมีความเกี่ยวข้องพิเศษเนื่องจากการมีอยู่ของโปรโตซัวปรสิต

การศึกษาประยุกต์

โปรโตซัวที่อยู่ในพื้นที่ที่สำคัญของการวิจัยประยุกต์ในสาขาที่มีความหลากหลายเช่นยา, สัตวแพทย์ศาสตร์, ปิโตรเคมี, เทคโนโลยีชีวภาพและอื่น ๆ อีกมากมายที่น่าสนใจเพื่อมนุษยชาติ

โปรโตซัวศึกษาโปรโตซัวเป็นสาเหตุของโรคในมนุษย์สัตว์และพืช ดังนั้นจึงซ้อนทับกับโปรโตซัวพื้นฐานในการศึกษาประวัติศาสตร์ธรรมชาติของโปรโตซัวปรสิต

ศึกษาโรคด้วยตนเองผ่านความรู้เกี่ยวกับกลไกการล่าอาณานิคมของปรสิตในครอบครัวที่มีสุขภาพดีกระบวนการติดเชื้อการวินิจฉัยการรักษาและป้องกันโรคเหล่านี้

ในสาขาปิโตรเคมีการศึกษาโปรโตซัวมีประโยชน์ในการสำรวจน้ำมัน การระบุว่ามีบางสายพันธุ์สามารถทำให้เกิดแสงสว่างบนน้ำมันในชั้นสำรวจได้

ในทำนองเดียวกันองค์ประกอบของโปรโตซัวสามารถเป็นตัวบ่งชี้สถานะของการฟื้นตัวของระบบนิเวศหลังจากเหตุการณ์การรั่วไหลของน้ำมัน

ในทางกลับกันการจัดการประชากรโปรโตซัวสามารถช่วยในการบำบัดน้ำเสียและดินที่ปนเปื้อน ความสามารถของโปรโตซัวในการดูดซับอนุภาคของแข็งช่วยเร่งการย่อยสลายของเสียที่เป็นพิษและสารอันตราย

ตัวอย่างงานวิจัยล่าสุด

ความหลากหลายของโปรโตซัวในป่าเขตร้อน

เป็นที่ทราบกันดีว่าป่าเขตร้อนมีพันธุ์พืชและสัตว์หลากหลายชนิด

ในช่วงปี 2560 มาเฮและผู้ทำงานร่วมกันตีพิมพ์ผลงานวิจัยที่มีวัตถุประสงค์เพื่อทราบความหลากหลายของจุลินทรีย์ในป่าที่อาศัยอยู่ในระดับจุลินทรีย์

โครงการได้รับการพัฒนาในป่าของคอสตาริกาปานามาและเอกวาดอร์ที่พวกเขาเอาตัวอย่างของดอกไม้และเถาวัลย์ตกลงบนพื้น ผลการศึกษาพบว่าโปรโตซัวมีความหลากหลายมากกว่าจุลินทรีย์ในป่า

โปรโตซัวไวรัสปรสิตในมนุษย์

ปฏิสัมพันธ์ระหว่างปรสิตและโฮสต์ของพวกเขาได้รับความสนใจอย่างมากจากโปรโตซัวแพทย์ อย่างไรก็ตามมีปฏิสัมพันธ์ใหม่ที่ค้นพบซึ่งทำให้ระบบการศึกษามีความซับซ้อนและมีความต้องการการวิจัยมากยิ่งขึ้น

เมื่อเร็ว ๆ นี้ Grybchuk et al. (2017) ตีพิมพ์ผลงานที่ระบุไวรัสหลายตัวของ Totiviridae ในครอบครัวที่เกี่ยวข้องกับการเพิ่มขึ้นของการเกิดโรคของโปรโตซัวในกลุ่ม trypanosomes ซึ่งเชื่อมโยงกับปรสิตมนุษย์ Leishmania

ผลลัพธ์แสดงไวรัสหลายตัวที่ไม่ได้ระบุไว้ก่อนหน้านี้ พวกเขายังนำเสนอข้อมูลที่สำคัญเกี่ยวกับแหล่งกำเนิดความหลากหลายและการแพร่กระจายของไวรัสในกลุ่มผู้ประท้วง