Protozoologia: storia, campo di studi ed esempi di ricerca
La protozoologia è una branca della zoologia che studia i protozoi, un gruppo numeroso ed eterogeneo di organismi unicellulari, mobili ed eterotrofi. L'etimologia del termine deriva dalle parole greche proto (prima) e zoo (animale). Euglena, Paramecium e Amiba sono generi di microrganismi ampiamente conosciuti, studiati dalla protozoologia.
Definire la protozoologia è un compito complesso, perché la definizione dell'oggetto di studio di questo ramo della conoscenza, cioè i protozoi, è stato un argomento controverso sin dalle sue origini.
La storia di questa disciplina risale alla seconda metà del diciassettesimo secolo, quando il mondo microscopico cominciò a diventare visibile all'occhio umano, grazie all'invenzione dei primi strumenti ottici.
La protozoologia è considerata una scienza di integrazione, che affronta la ricerca di base nelle aree della tassonomia, sistematica, evoluzione, fisiologia, ecologia, biologia molecolare, biologia cellulare, tra gli altri.
Mentre la polemica sulla definizione del gruppo continua, la ricerca recente continua a trattare vecchi problemi che forniscono la logica per la classificazione. Pertanto, vengono attualmente affrontate questioni di elevata rilevanza, come la prospezione petrolifera o il biorimedio.
storia
Prime osservazioni e descrizioni
Le prime osservazioni e descrizioni dei protozoi sono attribuite al naturalista olandese A. van Leuwenhoek, che ha costruito semplici microscopi per osservare il mondo naturale durante la seconda metà del XVII secolo.
La prima descrizione sistematica degli organismi protozoari fu fatta dallo scienziato danese OF Müller, nel 1786.
Nel 1818, Georg Goldfuss propose il termine protozoario per raggruppare gli organismi unicellulari considerati da lui come primigenios.
Nel 1841, gli studi di Dujardin sul sarcoda (in seguito noto come protoplasma) permisero l'interpretazione della struttura cellulare, che in seguito facilitò la comprensione che i protozoi sono organismi unicellulari.
Tra il 1880 e il 1889 Otto Bütschli pubblicò tre volumi sul Protozoo che lo rendevano degno della qualifica di architetto di protozoologia, dando struttura alla moderna protozoologia.
Protozoologia come disciplina
Nella metà del XIX secolo si sono svolti importanti eventi nella storia del protozoo che ha dato riconoscimento e prestigio a questo ramo della zoologia.
Nel 1947 fu fondato il primo giornale di protozoologia a Jena, in Germania; Archiv für Protistenkunde. Quello stesso anno la Protozoology Society nacque nella città di Chicago, negli Stati Uniti. Un altro evento importante è stata la realizzazione del primo Congresso internazionale di protozoologia a Praga, in Cecoslovacchia, nel 1961.
Il miglioramento dei microscopi, all'inizio del XX secolo, aumentò il numero di microrganismi conosciuti e permise di espandere le conoscenze su questo gruppo di organismi.
La creazione, la diversificazione e la massificazione dell'uso dei microscopi elettronici nella metà del XX secolo, hanno portato a importanti progressi nello studio della tassonomia, sistematica, morfologia e fisiologia dei protozoi.
Il protozoo nelle prime classificazioni
Le classificazioni degli organismi da parte dei filosofi della Grecia antica non includevano gli organismi microscopici. Le tecnologie e il progresso delle conoscenze hanno portato a proposte di classificazione sempre più nuove, seguendo la ricerca incessante di una classificazione naturale.
Nel 1860 Hogg propose al Regno Protoctista di raggruppare piante e animali primitivi. Più tardi Haeckel (1866) propose al Regno Protista di raggruppare organismi unicellulari.
Nel 1938, HF Copeland propose l'uso di quattro regni: Monera, Protista, Plantae e Animalia. Il Regno di Monera raggruppa i cianobatteri e i batteri che erano stati inclusi da Haeckel all'interno del Protista. Questo raggruppamento era basato sul suo carattere anucleato, scoperto da Chatton.
Basato sulla classificazione di Coperland, RH Whittaker separò i funghi da Protista e creò il regno dei funghi, stabilendo la tradizionale classificazione di cinque regni.
Woese, nel 1977, riconobbe solo tre linee evolutive: Archaea, Batteri ed Eukarya. Successivamente, nel 1990 Mayr propose i domini di Prokaryota ed Eukaryota.
Margulis e Schwartz, nel 1998, hanno reintrodotto il sistema di cinque regni, con due super regni.
Classificazioni nel 21 ° secolo
Durante il XXI secolo, sono emerse nuove proposte per la classificazione degli esseri viventi nella ricerca incessante di una filogenesi basata su relazioni evolutive.
I risultati di un progetto chiamato System of the Catalogue of Life (2015) supportano la proposta di due superreinos: Prokariota ed Eukaryota. Nel primo superreino includono ai regni Archaea e Batteri. Nel secondo includono i regni Protista, Chromista, Fungi, Plantae e Animalia.
In questa classificazione, i protozoi sono l'antenato comune di tutti gli eucarioti e non solo degli animali, come era stato originariamente dichiarato.
Campi di studio
Il protozoo come oggetto di studio
I protozoi sono organismi eucarioti. Sono formati da una singola cellula con un nucleo differenziato che svolge tutte le funzioni di un organismo completo.
La sua dimensione media può variare da 2 o 3 micron a 250 micron di lunghezza. Tuttavia, Spirostomun, un protozoo ciliato, può raggiungere i 3 mm e la Porospora gigantea, uno sporozoo, può misurare 16 mm di lunghezza.
I protozoi sono principalmente eterotrofi, essendo in grado di essere fagotropi, predatori o detritivori. Un'eccezione importante sono le Euglenophyceae, gli unici protozoi fotosintetici che ottengono i loro cloroplasti dalle alghe verdi catturate ed escluse.
La sua riproduzione è principalmente asessuata attraverso la fissione binaria o la fissione multipla. Tuttavia, una minoranza possiede riproduzione sessuale da singamia o autogamia (fusione di gameti aploidi), o mediante scambio di materiale genetico (coniugazione).
Sono organismi mobili, che hanno organi di locomozione come flagelli, cilia o pseudopodi. Possono anche muoversi attraverso movimenti ameboidali, tipici della cellula, raggiunti per contrazione e rilassamento della stessa.
Sono distribuiti in tutti gli ambienti umidi sulla Terra. Ad esempio, possiamo trovarli tra i granelli di sabbia sulla spiaggia, nei fiumi, nei mari, nelle fogne, nelle sorgenti, nella lettiera delle foreste, negli intestini degli invertebrati e dei vertebrati o nel sangue degli esseri umani.
Sono in grado di sopravvivere alla mancanza di umidità; Hanno strutture di resistenza che permettono loro di rimanere incassati fino a quando non tornano a contatto con il mezzo acquoso.
Possono essere di vita libera o mantenere relazioni simbiotiche con altre specie come il commensalismo, il mutualismo o il parassitismo. I parassiti sono agenti causali di malattie nelle piante, negli animali e nell'uomo.
Sistemi modello
I protozoi sono ideali come modelli di studio che ci permettono di rispondere a varie domande in biologia. Alcune caratteristiche che li rendono utili sono: brevi periodi di generazione, grande diversità di proprietà fondamentali e cicli vitali, distribuzione geografica generalizzata e genetica gestibile.
Studi di base
La protozoologia comprende lo studio della storia naturale dei protozoi. Ciò include la conoscenza della struttura, della tassonomia, del comportamento, dei cicli vitali e della fisiologia di questi organismi.
Gli studi ecologici di base sui protozoi comprendono le dinamiche all'interno di individui della stessa specie e tra individui di specie diverse. Quest'ultimo ha una rilevanza particolare a causa dell'esistenza di protozoi parassiti.
Studi applicati
La protozoologia affronta importanti aree di ricerca applicata in campi diversi come medicina, veterinaria, petrolchimica, biotecnologia e molti altri di interesse per l'umanità.
Protozoologia studia i protozoi come agenti causali di malattie nell'uomo, negli animali e nelle piante. Quindi, si sovrappone con il protozoo di base nello studio della storia naturale dei protozoi parassiti.
Studiare le malattie stesse attraverso la conoscenza dei meccanismi di colonizzazione dei parassiti in ospiti sani, processi infettivi, diagnosi, trattamento e prevenzione di queste malattie.
Nel campo della petrolchimica, lo studio dei protozoi è utile nella prospezione petrolifera. L'identificazione della presenza di alcune specie può far luce sulla presenza di petrolio in quello strato esplorativo.
Allo stesso modo, la composizione dei protozoi può essere un indicatore dello stato di recupero di un ecosistema dopo gli eventi di fuoriuscita di petrolio.
D'altra parte, la gestione delle popolazioni di protozoi può aiutare nel biorisanamento di corpi idrici e terreni contaminati. La capacità dei protozoi di ingerire particelle solide accelera il degrado dei rifiuti tossici e degli agenti pericolosi.
Esempi di ricerche recenti
Diversità dei protozoi nelle foreste tropicali
È ampiamente noto che le foreste tropicali hanno una grande diversità di specie animali e vegetali.
Nel corso del 2017, Mahé e collaboratori hanno pubblicato i risultati di un progetto di ricerca che mirava a conoscere la grande diversità di microrganismi nella foresta che vivono su scala microbica.
Il progetto è stato sviluppato nelle foreste del Costa Rica, Panama ed Ecuador, dove hanno prelevato campioni di fiori e liane cadute a terra. I risultati hanno mostrato che i protozoi sono molto più diversi rispetto ai microrganismi forestali.
Parassiti del virus del protozoo negli esseri umani
L'interazione tra parassiti e i loro ospiti ha ricevuto molta attenzione dalla protozoologia medica. Tuttavia, ci sono nuove interazioni scoperte che complicano il sistema di studi e richiedono ancora più ricerche.
Recentemente, Grybchuk et al. (2017) hanno pubblicato un'opera che identifica diversi virus della famiglia Totiviridae coinvolti nell'aumento della patogenicità dei protozoi del gruppo dei tripanosomi, collegati al parassita umano Leishmania .
I risultati mostrano diversi virus non precedentemente identificati. Presentano anche importanti informazioni sull'origine, la diversità e la distribuzione dei virus in un gruppo di protisti.
