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