PROTOZOOLOGY: LỊCH SỬ, LĨNH VỰC HỌC TẬP VÀ NGHIÊN CỨU - SINH HỌC - 2026

Các protozoología là một nhánh của động vật học mà nghiên cứu các sinh vật đơn bào, một nhóm lớn và không đồng nhất của các sinh vật đơn bào, di động và dị dưỡng. Từ nguyên của thuật ngữ này xuất phát từ tiếng Hy Lạp proto (đầu tiên) và Zoo (động vật). Euglena, Paramecium và Amoeba là các chi vi sinh vật được nghiên cứu bằng động vật nguyên sinh được biết đến rộng rãi.

Việc xác định động vật nguyên sinh là một công việc phức tạp, bởi vì định nghĩa đối tượng nghiên cứu của nhánh kiến ​​thức này, tức là động vật nguyên sinh, đã là một vấn đề gây tranh cãi kể từ khi nó ra đời.

Euglena gracilis. Họ Euglenophyceae là động vật nguyên sinh quang hợp duy nhất. Nguồn: Ellis O'Neill, qua Wikimedia Commons

Lịch sử của bộ môn này bắt đầu từ nửa sau của thế kỷ 17, khi thế giới vi mô bắt đầu trở nên có thể nhìn thấy bằng mắt người, nhờ sự phát minh ra các dụng cụ quang học đầu tiên.

Nguyên sinh học được coi là một khoa học tích hợp, đề cập đến nghiên cứu cơ bản trong các lĩnh vực phân loại học, hệ thống học, tiến hóa, sinh lý học, sinh thái học, sinh học phân tử, sinh học tế bào, v.v.

Trong khi tranh cãi về định nghĩa của nhóm vẫn tiếp tục, nghiên cứu gần đây tiếp tục giải quyết các câu hỏi cũ cung cấp nền tảng cho phân loại. Do đó, các chủ đề hiện có liên quan cao đang được giải quyết, chẳng hạn như khảo sát dầu mỏ hoặc xử lý sinh học.

Lịch sử

Những quan sát và mô tả đầu tiên

Những quan sát và mô tả sớm nhất về động vật nguyên sinh là do 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 vào nửa sau thế kỷ 17.

Tranh của A. van Leeuwenhoek, 1686. Nguồn: Xem trang dành cho tác giả, qua Wikimedia Commons

Mô tả có hệ thống đầu tiên về các sinh vật đơn bào được thực hiện bởi nhà khoa học Đan Mạch OF Müller, vào năm 1786.

Năm 1818, Georg Goldfuss đề xuất thuật ngữ protozoan để nhóm các sinh vật đơn bào được ông coi là nguyên sinh.

Năm 1841, các nghiên cứu của Dujardin về sarcoda (sau này được gọi là nguyên sinh chất) đã cho phép giải thích cấu trúc tế bào, điều này sau này giúp dễ hiểu hơn rằng protozoa là các sinh vật đơn bào.

Từ năm 1880 đến 1889 Otto Bütschli đã xuất bản ba tập về Động vật nguyên sinh giúp ông có được chứng chỉ kiến ​​trúc sư về động vật nguyên sinh, bằng cách tạo cấu trúc cho động vật nguyên sinh hiện đại.

Nguyên sinh học như một ngành học

Vào giữa thế kỷ XIX, các sự kiện quan trọng trong lịch sử của ngành động vật nguyên sinh đã diễn ra đã mang lại sự công nhận và uy tín cho ngành động vật học này.

Năm 1947, tạp chí động vật học đầu tiên được thành lập ở Jena, Đức; Archiv für Protistenkunde. Cùng năm đó, Hiệp hội Nguyên sinh học ra đời tại thành phố Chicago, Hoa Kỳ. Một sự kiện quan trọng khác là việc tổ chức Đại hội Động vật nguyên sinh Quốc tế đầu tiên được tổ chức tại Praha, Tiệp Khắc, vào năm 1961.

Sự cải tiến của kính hiển vi vào đầu thế kỷ 20 đã làm tăng số lượng vi sinh vật đã biết 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 20 đã thúc đẩy những tiến bộ lớn trong nghiên cứu phân loại học, hệ thống học, hình thái học và sinh lý học của động vật nguyên sinh.

Động vật nguyên sinh trong các phân loại đầu tiên

Phân loại sinh vật của các nhà triết học Hy Lạp cổ đại không bao gồm các sinh vật cực nhỏ. Các công nghệ và sự tiến bộ của tri thức đã dẫn đến các đề xuất phân loại ngày càng mới lạ, theo sau việc không ngừng tìm kiếm một phân loại tự nhiên.

Năm 1860, Hogg đề xuất Vương quốc Protoctist để phân nhóm các loài động thực vật nguyên thủy. Sau đó Haeckel (1866) đề xuất Vương quốc 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 các vi khuẩn lam và vi khuẩn đã được Haeckel đưa vào Protista. Sự tập hợp lại này dựa trên đặc tính hạt nhân của nó, được phát hiện bởi Chatton.

Bắt đầu từ việc phân loại Coperland, RH Whittaker đã tách nấm khỏi Protista và tạo ra Vương quốc Nấm, thiết lập cách phân loại truyền thống của năm vương quốc.

Woese, vào năm 1977, chỉ công nhận ba dòng tiến hóa: Archaea, Bacteria và Eukarya. Sau đó, Mayr vào năm 1990 đề xuất Miền Prokaryota và Eukaryota.

Margulis và Schwartz, vào năm 1998, đã giới thiệu lại hệ thống năm vương quốc, với hai siêu vương quốc.

Các phân loại trong thế kỷ 21

Trong suốt thế kỷ XXI, các đề xuất mới về phân loại các sinh vật đã xuất hiện trong quá trình không ngừng tìm kiếm phát sinh loài dựa trên các mối quan hệ tiến hóa.

Kết quả của một dự án có tên là Catalog of Life System (2015) ủng hộ đề xuất của hai siêu vương quốc: Prokariota và Eukaryota. Trong superkingdom đầu tiên, chúng bao gồm các vương quốc Archaea và Bacteria. Trong phần thứ hai, chúng bao gồm các vương quốc Protista, Chromista, Fungi, Plantae và Animalia.

Trong cách 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 đề xuất ban đầu.

Các lĩnh vực nghiên cứu

Động vật nguyên sinh làm đối tượng nghiên cứu

Động vật nguyên sinh là những sinh vật nhân thực. Chúng được hình thành bởi một tế bào đơn lẻ với một nhân đã biệt hóa để thực hiện tất cả các chức năng của một sinh vật hoàn chỉnh.

Kích thước trung bình của chúng có thể dài từ 2 hoặc 3 micron đến 250 micron. Tuy nhiên, Spirostomun, một sinh vật đơn bào có lông mao, có thể dài tới 3 mm và Porospora gigantea, một sinh vật đơn bào, có thể dài 16 mm.

Động vật nguyên sinh chủ yếu là dị dưỡng, và có thể là thực sinh, động vật ăn thịt hoặc động vật ăn thịt. Một ngoại lệ quan trọng là họ Euglenophyceae, động vật nguyên sinh quang hợp duy nhất lấy được lục lạp của chúng từ tảo lục bị bắt và thải loại.

Sự sinh sản của chúng chủ yếu là vô tính thông qua sự phân hạch nhị phân hoặc nhiều lần phân hạch. Tuy nhiên, một bộ phận thiểu số có hình thức sinh sản hữu tính bằng cách giao hợp hoặc tự hợp (hợp nhất các giao tử đơn bội), hoặc bằng cách trao đổi vật chất di truyền (tiếp hợp).

Chúng là những sinh vật chuyển động, có các cơ quan vận động như trùng roi, lông mao hoặc giả nang. Chúng cũng có thể di chuyển thông qua các chuyển động của amip, điển hình của tế bào, đạt được bằng cách co và giãn như nhau.

Chúng phân bố ở mọi môi trường ẩm ướt trên Trái đất. Ví dụ, chúng ta có thể tìm thấy chúng trong những hạt cát trên bãi biển, trong sông, biển, cống rãnh, suối, trong thảm rừng, trong ruột của động vật không xương sống và động vật có xương sống hoặc trong máu của con người.

Chúng có thể tồn tại trong điều kiện thiếu độ ẩm; chúng có cấu trúc kháng cho phép chúng cố thủ cho đến khi chúng tiếp xúc trở lại với môi trường nước.

Chúng có thể sống tự do hoặc duy trì mối quan hệ cộng sinh với các loài khác như sống chung, tương sinh hoặc ký sinh. Ký sinh trùng là tác nhân gây bệnh cho cây trồng, vật nuôi và con người.

Hệ thống mô hình

Động vật nguyên sinh là mô hình nghiên cứu lý tưởng cho phép giải quyết các câu hỏi khác nhau trong sinh học. Một số đặc điểm khiến chúng trở nên hữu ích là: thời gian thế hệ ngắn, sự đa dạng lớn của các thuộc tính cơ bản và chu kỳ sống, phân bố địa lý tổng quát và di truyền có thể quản lý được.

Nghiên cứu cơ bản

Protozoology bao gồm 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 những sinh vật này.

Các nghiên cứu sinh thái cơ bản về động vật nguyên sinh bao gồm các động thái bên trong các cá thể cùng loài và giữa các cá thể thuộc 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 đề cập đến các lĩnh vực nghiên cứu ứng dụng quan trọng trong các lĩnh vực đa dạng như y học, thú y, hóa dầu, công nghệ sinh học và nhiều lĩnh vực khác mà nhân loại quan tâm.

Protozoology nghiên cứu động vật nguyên sinh là tác nhân gây bệnh cho người, động vật và thực vật. Vì vậy, nó trùng lặp với nguyên sinh cơ bản trong nghiên cứu lịch sử tự nhiên của động vật nguyên sinh ký sinh.

Nó nghiên cứu bản thân các bệnh thông qua kiến ​​thức về cơ chế xâm nhập của ký sinh trùng ở vật chủ khỏe mạnh, về quá trình lây nhiễm, chẩn đoán, điều trị và phòng ngừa các bệnh này.

Trong lĩnh vực hóa dầu, việc nghiên cứu động vật nguyên sinh rất hữu ích trong việc thăm dò dầu khí. Việc xác định sự hiện diện của một số loài có thể làm sáng tỏ sự hiện diện của dầu trong tầng thăm dò đó.

Tương tự như vậy, thành phần của động vật nguyên sinh có thể là một chỉ số về tình trạng phục hồi của hệ sinh thái sau sự kiện tràn dầu.

Mặt khác, việc quản lý các quần thể động vật nguyên sinh có thể giúp xử lý sinh học các vùng nước và đất bị ô nhiễm. Khả năng ăn các hạt rắn của động vật nguyên sinh làm tăng tốc độ phân hủy chất thải độc hại và các tác nhân nguy hại.

Ví dụ nghiên cứu gần đây

Sự đa dạng của động vật nguyên sinh trong rừng nhiệt đới

Mọi người đều biết rằng rừng nhiệt đới có sự đa dạng lớn về các loài động thực vật.

Trong năm 2017, Mahé và các cộng sự đã công bố kết quả của một dự án nghiên cứu nhằm tìm hiểu về sự đa dạng tuyệt vời của các vi sinh vật rừng sống ở quy mô vi sinh vật.

Dự án được phát triển tại các khu rừng ở Costa Rica, Panama và Ecuador, nơi họ lấy các mẫu hoa và dây leo rơi trên mặt đất. Kết quả cho thấy động vật nguyên sinh đa dạng hơn nhiều so với vi sinh vật rừng.

Vi rút đơn bào ký sinh ở người

Sự tương tác giữa ký sinh trùng và vật chủ của chúng đã nhận được nhiều sự quan tâm trong y học nguyên sinh. Tuy nhiên, có những tương tác mới được phát hiện làm phức tạp hệ thống nghiên cứu và đòi hỏi nhiều nghiên cứu hơn nữa.

Gần đây Grybchuk và các cộng tác viên (2017) đã công bố một công trình xác định một số loại virus thuộc họ Totiviridae có liên quan đến sự gia tăng khả năng gây bệnh của động vật nguyên sinh từ nhóm trypanosome, có liên quan đến ký sinh trùng Leishmania ở người.

Kết quả cho thấy một số loại virus chưa được xác định trước đây. Họ cũng trình bày những thông tin quan trọng về nguồn gốc, sự đa dạng và sự phân bố của virus trong một nhóm sinh vật nguyên sinh.

Người giới thiệu

1. Beltran, E. (1941). Felix Dujardin và «histoire naturelle des zoophytes» của ông. Infusoires », 1841. Rev. Soc. Mex. Lịch sử Nat., II. (2-3): 221-232, 1941.
2. Beltrán, E. 1979. Ghi chú về lịch sử sinh vật nguyên sinh V. Sự tái sinh của sinh vật đơn bào bảy dâm dương hoắc: 1941-1976. Mex. Lịch sử Khoa học. và Tec., số 5: 91-114.
3. Corliss, JO (1989). Protozoon và tế bào: Tổng quan ngắn gọn về thế kỷ 20. Tạp chí Lịch sử Sinh học Tập 22, số 2 tr. 307-323.
4. Grybchuk, D và cộng sự. (2017). Sự phát hiện và sự đa dạng của virus trong động vật nguyên sinh trypanosomatid, tập trung vào họ hàng của loài ký sinh Leishmania ở người. PNAS 28: E506-E5015.
5. Iturbe, U. và Lazcano, A. Phương pháp phân loại tự nhiên và các đặc điểm của so sánh phổ quát. Trong: Contreras-Ramos, A., Cuevas-Cardona, MC, Goyenechea, I. và Iturbe U., (biên tập viên). Hệ thống tin học, cơ sở tri thức về đa dạng sinh học. Đại học tự trị của Bang Hidalgo, 2007. Pachuca, Hidalgo, Mexico.
6. Leadbeater, BSC và McCready, SMM The fagellates: quan điểm lịch sử. được biên tập bởi Barry SC Leadbeater, John C. Green. Flagellates: Thống nhất, Đa dạng và Tiến hóa.
7. Mahé, F. et al. (2017). Ký sinh trùng chiếm ưu thế trong các cộng đồng nguyên sinh đất siêu đa dạng trong rừng mưa nhiệt đới. Sinh thái tự nhiên & Tiến hóa 1 (91): 1-8
8. Rodríguez, DJG, JL Olivares và J. Arece. (2010). Sự Tiến Hóa Của Động Vật Nguyên Sinh. Rev. Salud Anim. Quyển 32 số 2: 118-120.
9. Rothschild, LJ (2004). Nhận xét giới thiệu: Sinh vật học nguyên sinh (Protistology) vào buổi Bình minh của thế kỷ 21. Tạp chí Vi sinh vật nhân chuẩn 51 (1).