PROTOZOOLOGIA: STORIA, CAMPO DI STUDIO E RICERCA - BIOLOGIA - 2025

La protozoologia è una branca della zoologia che studia il protozoo, un gruppo ampio ed eterogeneo di organismi unicellulari, mobili ed eterotrofi. L'etimologia del termine deriva dalle parole greche proto (primo) e zoo (animale). Euglena, Paramecium e Amoeba sono generi ampiamente conosciuti di microrganismi studiati dalla protozoologia.

Definire la protozoologia è un compito complesso, perché la definizione dell'oggetto di studio di questo ramo del sapere, cioè i protozoi, è stata una questione controversa sin dalle sue origini.

Euglena gracilis. Le Euglenophyceae sono gli unici protozoi fotosintetici. Fonte: Ellis O'Neill, tramite Wikimedia Commons

La storia di questa disciplina risale alla seconda metà del XVII secolo, quando il mondo microscopico iniziò a diventare visibile all'occhio umano, grazie all'invenzione dei primi strumenti ottici.

La protozoologia è considerata una scienza integrativa, che affronta la ricerca di base nei settori della tassonomia, sistematica, evoluzione, fisiologia, ecologia, biologia molecolare, biologia cellulare, tra gli altri.

Mentre la controversia sulla definizione del gruppo continua, la ricerca recente continua ad affrontare vecchie domande che forniscono le basi per la classificazione. Pertanto, vengono affrontati argomenti attualmente molto rilevanti, come la prospezione petrolifera o il biorisanamento.

Storia

Prime osservazioni e descrizioni

Le prime osservazioni e descrizioni dei protozoi sono attribuite al naturalista olandese A. van Leuwenhoek, che nella seconda metà del XVII secolo costruì semplici microscopi per osservare il mondo naturale.

Dipinto di A. van Leeuwenhoek, 1686. Fonte: vedere la pagina per l'autore, tramite Wikimedia Commons

La prima descrizione sistematica degli organismi protozoi è stata fatta dallo scienziato danese OF Müller, nel 1786.

Nel 1818, Georg Goldfuss propose il termine protozoo per raggruppare gli organismi unicellulari da lui considerati primitivi.

Nel 1841, gli studi di Dujardin sul sarcoda (in seguito noto come protoplasma) consentirono l'interpretazione della struttura cellulare, che in seguito rese più facile capire che i protozoi sono organismi unicellulari.

Tra il 1880 e il 1889 Otto Bütschli pubblicò tre volumi sui protozoi che gli valsero la qualifica di architetto della protozoologia, dando struttura alla protozoologia moderna.

Protozoologia come disciplina

A metà Ottocento si susseguirono importanti eventi nella storia della protozoologia che diedero riconoscimento e prestigio a questa branca della zoologia.

Nel 1947 la prima rivista di protozoologia fu fondata a Jena, in Germania; Archiv für Protistenkunde. Nello stesso anno, la Protozoology Society è nata nella città di Chicago, negli Stati Uniti. Un altro evento importante è stato lo svolgimento del Primo Congresso Internazionale di Protozoologia tenutosi a Praga, in Cecoslovacchia, nel 1961.

Il miglioramento dei microscopi, all'inizio del XX secolo, ha aumentato il numero di microrganismi conosciuti e ha permesso di espandere la conoscenza su questo gruppo di organismi.

La creazione, la diversificazione e la massificazione dell'uso dei microscopi elettronici a metà del XX secolo, ha promosso grandi progressi nello studio della tassonomia, sistematica, morfologia e fisiologia dei protozoi.

Protozoi nelle prime classifiche

Le classificazioni degli organismi degli antichi filosofi greci non includevano organismi microscopici. Le tecnologie e il progresso della conoscenza hanno portato a proposte di classificazione sempre più innovative, a seguito della ricerca incessante di una classificazione naturale.

Nel 1860 Hogg propose il Regno Protoctist per raggruppare piante e animali primitivi. Successivamente Haeckel (1866) propose il Regno Protista per 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 enucleato, scoperto da Chatton.

Partendo dalla classificazione Coperland, RH Whittaker separò i funghi da Protista e creò il Regno dei Funghi, stabilendo la classificazione tradizionale dei cinque regni.

Woese, nel 1977, ha riconosciuto solo tre lignaggi evolutivi: Archaea, Bacteria ed Eukarya. Successivamente, Mayr nel 1990 ha proposto i domini Prokaryota ed Eukaryota.

Margulis e Schwartz, nel 1998, hanno reintrodotto il sistema dei cinque regni, con due super-regni.

Classificazioni nel 21 ° secolo

Nel corso del XXI secolo sono emerse nuove proposte per la classificazione degli esseri viventi nella continua ricerca di una filogenesi basata sui rapporti evolutivi.

I risultati di un progetto chiamato Catalog of Life System (2015) supportano la proposta di due super-regni: Prokariota ed Eukaryota. Nel primo superkingdom includono i regni Archaea e Bacteria. 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 proposto.

Campi di studio

Protozoi 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 loro 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 Porospora gigantea, uno sporozoo, può misurare 16 mm di lunghezza.

I protozoi sono principalmente eterotrofi e possono essere fagotrofi, predatori o detritivori. Un'eccezione importante sono le Euglenophyceae, gli unici protozoi fotosintetici che ottengono i loro cloroplasti dalle alghe verdi catturate ed esclavisate.

La loro riproduzione è principalmente asessuata attraverso la fissione binaria o la fissione multipla. Tuttavia, una minoranza possiede la riproduzione sessuale per syngamy o autogamy (fusione di gameti aploidi) o per scambio di materiale genetico (coniugazione).

Sono organismi mobili, che hanno organi di locomozione come flagelli, ciglia o pseudopodi. Possono muoversi anche attraverso movimenti ameboidi, tipici della cellula, ottenuti 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 fognature, nelle sorgenti, nella lettiera dei boschi, negli intestini di invertebrati e vertebrati o nel sangue degli esseri umani.

Sono in grado di sopravvivere alla mancanza di umidità; hanno strutture di resistenza che consentono loro di trincerarsi fino a tornare in contatto con il mezzo acquoso.

Possono vivere liberamente 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 consentono di affrontare varie questioni in biologia. Alcune caratteristiche che li rendono utili sono: tempi di generazione brevi, grande diversità di proprietà fondamentali e cicli di vita, 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 di vita e della fisiologia di questi organismi.

Gli studi ecologici di base sui protozoi coprono le dinamiche all'interno di individui della stessa specie e tra individui di specie diverse. Quest'ultimo ha una rilevanza speciale a causa dell'esistenza di protozoi parassiti.

Studi applicati

La protozoologia si rivolge a importanti aree della ricerca applicata in campi diversi come la medicina, la medicina veterinaria, la petrolchimica, la biotecnologia e molti altri di interesse per l'umanità.

La protozoologia studia i protozoi come agenti causali di malattie nell'uomo, negli animali e nelle piante. Pertanto, si sovrappone alla protozoologia di base nello studio della storia naturale dei protozoi parassiti.

Studia le malattie stesse attraverso la conoscenza dei meccanismi di colonizzazione dei parassiti in ospiti sani, dei processi infettivi, della diagnosi, cura e prevenzione di queste malattie.

Nel campo dei prodotti petrolchimici, lo studio dei protozoi è utile nell'esplorazione petrolifera. Identificare la presenza di alcune specie può far luce sulla presenza di petrolio in quello strato di esplorazione.

Allo stesso modo, la composizione dei protozoi può essere un indicatore dello stato di recupero di un ecosistema dopo eventi di fuoriuscita di petrolio.

D'altra parte, la gestione delle popolazioni di protozoi può aiutare nel biorisanamento di corpi idrici e suoli contaminati. La capacità dei protozoi di ingerire particelle solide accelera la degradazione 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 forestali che vivono su scala microbica.

Il progetto è stato sviluppato nelle foreste di Costa Rica, Panama ed Ecuador, dove sono stati prelevati campioni di fiori e liane caduti a terra. I risultati hanno mostrato che i protozoi sono molto più diversi dei microrganismi forestali.

Virus protozoi parassiti negli esseri umani

L'interazione tra i parassiti e i loro ospiti ha ricevuto molta attenzione nella protozoologia medica. Tuttavia, sono state scoperte nuove interazioni che complicano il sistema di studio e richiedono ancora più ricerca.

Recentemente Grybchuk e collaboratori (2017) hanno pubblicato un lavoro che identifica diversi virus della famiglia Totiviridae implicati nell'aumento della patogenicità dei protozoi del gruppo dei tripanosomi, legati al parassita umano Leishmania.

I risultati mostrano diversi virus precedentemente non identificati. Presentano anche importanti informazioni sull'origine, la diversità e la distribuzione dei virus in un gruppo di protisti.

Riferimenti

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