PROTOZOLOGIJA: ZGODOVINA, PODROČJE PREUČEVANJA IN RAZISKOVANJA - BIOLOGIJA - 2026

Protozoología je veja zoologije, ki študijah praživali, velika in raznolika skupina enoceličnih organizmov, mobilnih in heterotrofnih. Etimologija izraza izhaja iz grških besed proto (prvi) in zoo (žival). Euglena, Paramecium in Amoeba so splošno znani rodovi mikroorganizmov, ki jih preučuje protozologija.

Določitev protozologije je kompleksna naloga, saj je bila definicija predmeta proučevanja te veje znanja, torej protozoja, že od nastanka sporna.

Euglena gracilis. Euglenophyceae so edini fotosintetski protozoi. Vir: Ellis O'Neill, prek Wikimedia Commons

Zgodovina te discipline sega v drugo polovico 17. stoletja, ko je mikroskopski svet začel postajati viden človeškemu očesu, zahvaljujoč izumu prvih optičnih instrumentov.

Protozologija velja za integrativno znanost, ki med drugim obravnava temeljne raziskave na področjih taksonomije, sistematike, evolucije, fiziologije, ekologije, molekularne biologije, celične biologije.

Medtem ko se prepiri glede opredelitve skupine nadaljujejo, novejše raziskave še vedno obravnavajo stara vprašanja, ki so osnova za razvrstitev. Tako se trenutno obravnavajo zelo pomembne teme, kot sta iskanje nafte ali bioremediacija.

Zgodovina

Prva opažanja in opisi

Najstarejša opažanja in opisi protozojev so pripisani nizozemskemu naravoslovcu A. van Leuwenhoeku, ki je v drugi polovici 17. stoletja zgradil preproste mikroskope za opazovanje naravnega sveta.

Slikal A. van Leeuwenhoek, 1686. Vir: Glej stran za avtorja, prek Wikimedia Commons

Prvi sistematični opis protozojskih organizmov je dal leta 1786 danski znanstvenik OF Müller.

Leta 1818 je Georg Goldfuss predlagal izraz protozoan, da bi združil enocelične organizme, ki jih je smatral za primitivne.

Leta 1841 so Dujardinove študije sarkode (pozneje poznane kot protoplazma) omogočile razlago celične strukture, kar je kasneje olajšalo razumevanje, da so protozoji enocelični organizmi.

Med letoma 1880 in 1889 je Otto Bütschli objavil tri zvezke o Protozojih, ki so mu prislužili kvalifikacijo arhitekta protozologije, tako da je dal strukturo sodobni protozologiji.

Protozologija kot disciplina

Sredi devetnajstega stoletja so se zgodili pomembni dogodki v zgodovini protozologije, ki so tej veji zoologije podelili priznanje in prestiž.

Leta 1947 je bila v Jeni v Nemčiji ustanovljena prva revija protozoologije; Archiv für Protistenkunde. Istega leta se je v mestu Chicago, ZDA, rodilo društvo Protozoology. Pomemben dogodek je bil tudi prvi mednarodni kongres protozoologije, ki je bil leta 1961 v Pragi na Češkem.

Izboljšanje mikroskopov je na začetku 20. stoletja povečalo število znanih mikroorganizmov in omogočilo širitev znanja o tej skupini organizmov.

Ustvarjanje, diverzifikacija in masifikacija uporabe elektronskih mikroskopov sredi 20. stoletja je spodbudila velik napredek pri preučevanju taksonomije, sistematike, morfologije in fiziologije protozojev.

Protozoe v prvih razvrstitvah

Klasifikacije organizmov starogrških filozofov niso vključevale mikroskopskih organizmov. Zaradi nenehnega iskanja naravne klasifikacije so bile tehnologije in napredek znanja vedno bolj novi predlogi za klasifikacijo.

Leta 1860 je Hogg protoktističnemu kraljestvu predlagal, naj združuje primitivne rastline in živali. Kasneje je Haeckel (1866) kraljestvu Protista predlagal združitev enoceličnih organizmov.

Leta 1938 je HF Copeland predlagal uporabo štirih kraljestev: Monera, Protista, Plantae in Animalia. Kraljevina Monera združuje cianobakterije in bakterije, ki jih je Haeckel vključil v Protista. To preoblikovanje je temeljilo na njegovem enukliranem značaju, ki ga je odkril Chatton.

Izhajajoč iz razvrstitve v Coperlandu, je RH Whittaker gobe ločil od Protiste in ustvaril Fungijsko kraljestvo, ki je vzpostavilo tradicionalno klasifikacijo petih kraljestev.

Woese je leta 1977 prepoznal samo tri evolucijske rodove: Archaea, Bakter in Eukarya. Kasneje je Mayr leta 1990 predlagal domeni Prokaryota in Eukaryota.

Margulis in Schwartz sta leta 1998 znova uvedla sistem pet kraljevin z dvema super kraljestvoma.

Klasifikacije v 21. stoletju

V obdobju XXI stoletja so se v nenehnem iskanju filogenije, ki temelji na evolucijskih odnosih, pojavili novi predlogi za razvrstitev živih bitij.

Rezultati projekta, imenovanega Katalog življenjskega sistema (2015), podpirajo predlog dveh super kraljestev: Prokariota in Eukaryota. V prvo superkingdom so vključeni kraljestvi Archaea in Bacteria. V drugem vključujejo kraljestva Protista, Chromista, Fungi, Plantae in Animalia.

V tej klasifikaciji so protozoji običajni prednik vseh evkariotov in ne samo živali, kot je bilo prvotno predlagano.

Področja študija

Protozoa kot predmet preučevanja

Protozoi so evkariontski organizmi. Oblikuje jih ena sama celica z diferenciranim jedrom, ki opravlja vse funkcije celotnega organizma.

Njihova povprečna velikost se lahko giblje od 2 do 3 mikronov do 250 mikronov. Vendar lahko Spirostomun, ciliated protozoan, doseže 3 mm in Porospora gigantea, sporozoan, lahko v dolžino meri 16 mm.

Protozoji so večinoma heterotrofni in so lahko fagotrofi, plenilci ali detritivori. Pomembna izjema so Euglenophyceae, edini fotosintetski protozoji, ki pridobivajo svoje kloroplaste iz zajetih in izločenih zelenih alg.

Njihovo razmnoževanje je večinoma aseksualno z binarno ali večkratno cepitvijo. Manjšina pa ima spolno razmnoževanje s sangamijo ali avtogamijo (zlivanje haploidnih gameta) ali z izmenjavo genetskega materiala (konjugacija).

Gre za gibalne organizme, ki imajo organe gibanja, kot so flagele, cilije ali psevdopodi. Lahko se premikajo tudi z ameboidnimi gibi, značilnimi za celico, ki jih dosežemo s krčenjem in sproščanjem iste.

Razdeljeni so v vseh vlažnih okoljih na Zemlji. Najdemo jih na primer med zrni peska na plaži, v rekah, morjih, kanalizaciji, izvirih, v leglu gozdov, v črevesju nevretenčarjev in vretenčarjev ali v krvi človeškega bitja.

So sposobni preživeti pomanjkanje vlage; imajo odporne strukture, ki jim omogočajo, da se ukoreninijo, dokler ne pridejo nazaj v stik z vodnim medijem.

Lahko so svobodno živeči ali ohranjajo simbiotske odnose z drugimi vrstami, kot so komenzalizem, vzajemnost ali parazitizem. Paraziti so povzročitelji bolezni pri rastlinah, živalih in ljudeh.

Modelni sistemi

Protozoji so idealni kot študijski modeli, ki omogočajo reševanje različnih vprašanj iz biologije. Nekatere značilnosti, zaradi katerih so uporabne, so: kratki časi generacije, velika raznolikost osnovnih lastnosti in življenjskih ciklov, splošna geografska porazdelitev in obvladljiva genetika.

Osnovne študije

Protozologija zajema proučevanje naravne zgodovine protozojev. To vključuje znanje o zgradbi, taksonomiji, vedenju, življenjskih ciklih in fiziologiji teh organizmov.

Osnovne ekološke študije protozojev zajemajo dinamiko pri posameznikih iste vrste in med posamezniki različnih vrst. Slednji ima poseben pomen zaradi obstoja parazitskih protozojev.

Uporabne študije

Protozologija obravnava pomembna področja uporabnih raziskav na tako raznolikih področjih, kot so medicina, veterinarstvo, petrokemija, biotehnologija in številna druga, ki zanimajo človeštvo.

Protozologija proučuje protozoje kot povzročitelje bolezni pri ljudeh, živalih in rastlinah. Tako se pri preučevanju naravne zgodovine parazitskih protozojev prekriva z osnovno protozologijo.

Sami bolezni preučuje z poznavanjem mehanizmov kolonizacije zajedavcev pri zdravih gostiteljih, nalezljivih procesov, diagnoze, zdravljenja in preprečevanja teh bolezni.

Na področju petrokemičnih snovi je proučevanje protozojev koristno pri raziskovanju nafte. Ugotavljanje prisotnosti nekaterih vrst lahko osvetli prisotnost olja v tem raziskovalnem sloju.

Prav tako je sestava protozojev lahko pokazatelj stanja obnovitve ekosistema po razlitju nafte.

Po drugi strani pa lahko upravljanje protozojskih populacij pomaga pri bioremediaciji onesnaženih vodnih teles in tal. Sposobnost protozoa, da zaužije trdne delce, pospeši razgradnjo strupenih odpadkov in nevarnih snovi.

Zadnji primeri raziskav

Raznolikost protozojev v tropskih gozdovih

Splošno je znano, da imajo tropski gozdovi veliko raznolikost rastlinskih in živalskih vrst.

Leta 2017 so Mahé in sodelavci objavili rezultate raziskovalnega projekta, katerega namen je bil spoznati veliko raznolikost gozdnih mikroorganizmov, ki živijo na mikrobni lestvici.

Projekt so razvili v gozdovih v Kostariki, Panami in Ekvadorju, kjer so vzeli vzorce cvetov in lijanov, padlih na tla. Rezultati so pokazali, da so protozoji veliko bolj raznoliki od gozdnih mikroorganizmov.

Parazitski protozojski virusi pri ljudeh

Interakcija med zajedavci in njihovimi gostitelji je bila deležna veliko pozornosti v medicinski protozologiji. Odkrite pa so nove interakcije, ki zapletejo študijski sistem in zahtevajo še več raziskav.

Pred kratkim sta Grybchuk in sodelavci (2017) objavila delo, ki identificira več virusov družine Totiviridae, vpletenih v povečanje patogenosti protozojev skupine tripanosomov, povezanih s človeškim parazitom Leishmania.

Rezultati kažejo več prej neidentificiranih virusov. Predstavljajo tudi pomembne podatke o izvoru, raznolikosti in razširjenosti virusov v skupini protestnikov.

Reference

1. Beltran, E. (1941). Felix Dujardin in njegova «histoire naturelle des zoophytes. Infusoires », 1841. Rev. soc. Mex. Hist Nat., II. (2-3): 221–232, 1941.
2. Beltrán, E. 1979. Beležke protozološke zgodovine V. Ponovno rojstvo protozoologije sedem rodovitnih lustrumov: 1941-1976. Meh. Hist Znanost. in Tec., št. 5: 91-114.
3. Corliss, JO (1989). Protozoon in celica: kratek pregled dvajsetega stoletja. Časopis za zgodovino biologije, Vol. 22, št. 2 str. 307-323.
4. Grybchuk, D et al. (2017). Odkrivanje virusov in raznolikost v protopanosomatidnih protozojih s poudarkom na sorodnikih človeškega parazita Leishmania. PNAS 28: E506-E5015.
5. Iturbe, U. in Lazcano, A. Naravna metoda klasifikacije in značilnosti univerzalne primerjave. V: Contreras-Ramos, A., Cuevas-Cardona, MC, Goyenechea, I. in Iturbe U., (uredniki). Sistematika, baza znanja o biotski raznovrstnosti. Avtonomna univerza zvezne države Hidalgo, 2007. Pachuca, Hidalgo, Mehika.
6. Leadbeater, BSC in McCready, SMM Fagellati: zgodovinske perspektive. uredil Barry SC Leadbeater, John C. Green. Pahuljice: Edinost, raznolikost in evolucija.
7. Mahé, F. in sod. (2017). Paraziti prevladujejo hiperdiverzne talne protistične skupnosti v nevtropskih pragozdovih. Naravna ekologija in evolucija 1 (91): 1–8
8. Rodríguez, DJG, JL Olivares in J. Arece. (2010). Evolucija Protozoe. Vl. Salud Anim. Letnik 32, št. 2: 118-120.
9. Rothschild, LJ (2004). Uvodne opombe: Protozologija (protistologija) na zori 21. stoletja. Časopis Eukariotska mikrobiologija 51 (1).