Histoire de la protozoologie, domaine d'étude et de recherche

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Sherman Hoover
Histoire de la protozoologie, domaine d'étude et de recherche

La protozoologie est une branche de la zoologie qui étudie les protozoaires, un groupe vaste et hétérogène d'organismes unicellulaires, mobiles et hétérotrophes. L'étymologie du terme vient des mots grecs proto (premier et zoo (animal). Euglena, Paramecium et Amoeba sont des genres largement connus de micro-organismes, étudiés par protozoologie.

La définition de la protozoologie est une tâche complexe, car la définition de l'objet d'étude de cette branche de la connaissance, à savoir les protozoaires, est une question controversée depuis ses origines..

Euglena gracilis. Les Euglenophyceae sont les seuls protozoaires photosynthétiques. Source: Ellis O'Neill [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) ou CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], via Wikimedia Commons

L'histoire de cette discipline remonte à la seconde moitié du XVIIe siècle, lorsque le monde microscopique commença à devenir visible à l'œil humain, grâce à l'invention des premiers instruments d'optique..

La protozoologie est considérée comme une science intégrative, qui aborde la recherche fondamentale dans les domaines de la taxonomie, de la systématique, de l'évolution, de la physiologie, de l'écologie, de la biologie moléculaire, de la biologie cellulaire, entre autres..

Alors que la controverse sur la définition du groupe se poursuit, des recherches récentes continuent de traiter d'anciennes questions qui constituent le fondement de la classification. Ainsi, des questions actuellement très pertinentes sont abordées, comme la prospection pétrolière ou la biorestauration.

Index des articles

  • 1 Histoire
    • 1.1 Premières observations et descriptions
    • 1.2 La protozoologie en tant que discipline
    • 1.3 Protozoaires dans les premières classifications
    • 1.4 Classifications au 21e siècle
  • 2 domaines d'études
    • 2.1 Les protozoaires comme objet d'étude
    • 2.2 Systèmes modèles
    • 2.3 Études de base
    • 2.4 Études appliquées
  • 3 Exemples de recherches récentes
    • 3.1 Diversité des protozoaires dans les forêts tropicales
    • 3.2 Virus protozoaires parasites chez l'homme
  • 4 Références

Histoire

Premières observations et descriptions

Les premières observations et descriptions de protozoaires sont attribuées au naturaliste hollandais A. van Leuwenhoek, qui a construit de simples microscopes pour observer le monde naturel au cours de la seconde moitié du XVIIe siècle..

Peinture de A. van Leeuwenhoek, 1686. Source: Voir la page de l'auteur [CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)], via Wikimedia Commons

La première description systématique d'organismes protozoaires a été faite par le scientifique danois O. F. Müller, en 1786.

En 1818, Georg Goldfuss proposa le terme protozoaire pour regrouper les organismes unicellulaires considérés par lui comme primitifs.

En 1841, les études de Dujardin sur la sarcode (plus tard connue sous le nom de protoplasme) ont permis l'interprétation de la structure cellulaire, ce qui a plus tard permis de comprendre que les protozoaires sont des organismes unicellulaires..

Entre 1880 et 1889, Otto Bütschli publie trois volumes sur les protozoaires qui lui valent la qualification d'architecte de protozoologie, en structurant la protozoologie moderne.

La protozoologie en tant que discipline

Au milieu du XIXe siècle, des événements importants ont eu lieu dans l'histoire de la protozoologie qui ont donné une reconnaissance et un prestige à cette branche de la zoologie..

En 1947, le premier journal de protozoologie a été fondé à Jena, en Allemagne; Archiv für Protistenkunde. Cette même année, la Protozoological Society voit le jour dans la ville de Chicago, aux États-Unis. Un autre événement important a été la tenue du premier congrès international de protozoologie à Prague, en Tchécoslovaquie, en 1961..

L'amélioration des microscopes, au début du 20e siècle, a augmenté le nombre de microorganismes connus et a permis d'élargir les connaissances sur ce groupe d'organismes..

La création, la diversification et la massification de l'utilisation des microscopes électroniques au milieu du XXe siècle ont favorisé de grandes avancées dans l'étude de la taxonomie, de la systématique, de la morphologie et de la physiologie des protozoaires.

Protozoaires dans les premières classifications

Les classifications des organismes par les philosophes grecs anciens n'incluaient pas les organismes microscopiques. Les technologies et l'avancement des connaissances ont abouti à des propositions de classification de plus en plus novatrices, après la recherche incessante d'une classification naturelle.

En 1860, Hogg proposa au royaume protoctiste de regrouper les plantes et les animaux primitifs. Plus tard, Haeckel (1866) proposa le royaume Protista pour regrouper les organismes unicellulaires. 

En 1938, H.F. Copeland a proposé l'utilisation de quatre royaumes: Monera, Protista, Plantae et Animalia. Le royaume de Monera regroupe les cyanobactéries et les bactéries qui avaient été incluses par Haeckel dans le Protista. Ce regroupement était basé sur son caractère énucléé, découvert par Chatton.

Sur la base de la classification de Coperland, R.H. Whittaker a séparé les champignons de Protista et a créé le Royaume Fungi, établissant la classification traditionnelle de cinq royaumes..

Woese, en 1977, n'a reconnu que trois lignées évolutives: les archées, les bactéries et les eucarya. Par la suite, Mayr en 1990 a proposé les domaines Prokaryota et Eukaryota.

Margulis et Schwartz, en 1998, ont réintroduit le système des cinq royaumes, avec deux super royaumes.

Classifications au 21e siècle

Au XXIe siècle, de nouvelles propositions de classification des êtres vivants ont émergé dans la recherche incessante d'une phylogénie basée sur des relations évolutives..

Les résultats d'un projet appelé Catalogue of Life System (2015) soutiennent la proposition de deux super-royaumes: Prokariota et Eukaryota. Dans le premier superkingdom, ils incluent les royaumes Archaea et Bacteria. Dans le second, ils comprennent les royaumes Protista, Chromista, Fungi, Plantae et Animalia.

Dans cette classification, les protozoaires sont l'ancêtre commun de tous les eucaryotes, et pas seulement des animaux, comme cela avait été initialement proposé..

Domaines d'études

Les protozoaires comme objet d'étude

Les protozoaires sont des organismes eucaryotes. Ils sont formés d'une seule cellule avec un noyau différencié qui remplit toutes les fonctions d'un organisme complet.

Leur taille moyenne peut varier de 2 ou 3 microns à 250 microns de long. Cependant, Spirostomun, un protozoaire cilié, il peut atteindre 3 mm et Porospora gigantea, un sporozoaire, peut mesurer 16 mm de longueur.

Les protozoaires sont principalement hétérotrophes et peuvent être des phagotrophes, des prédateurs ou des détritivores. Une exception importante est les Euglenophyceae, les seuls protozoaires photosynthétiques qui obtiennent leurs chloroplastes à partir d'algues vertes capturées et exclavisées..

Leur reproduction est principalement asexuée par fission binaire ou fission multiple. Cependant, une minorité possède une reproduction sexuée par syngamie ou autogamie (fusion de gamètes haploïdes), ou par échange de matériel génétique (conjugaison).

Ce sont des organismes mobiles, qui possèdent des organes de locomotion tels que les flagelles, les cils ou les pseudopodes. Ils peuvent également se déplacer par des mouvements amiboïdes, typiques de la cellule, obtenus par contraction et relaxation de la même.

Ils sont distribués dans tous les environnements humides de la Terre. Par exemple, on peut les trouver parmi les grains de sable sur la plage, dans les rivières, les mers, les égouts, les sources, dans les déchets forestiers, dans les intestins des invertébrés et des vertébrés ou dans le sang des êtres humains..

Ils sont capables de survivre au manque d'humidité; Ils ont des structures de résistance qui leur permettent de se retrancher jusqu'à ce qu'ils reviennent en contact avec le milieu aqueux.

Ils peuvent vivre librement ou entretenir des relations symbiotiques avec d'autres espèces telles que le commensalisme, le mutualisme ou le parasitisme. Les parasites sont des agents responsables de maladies chez les plantes, les animaux et les humains.

Systèmes modèles

Les protozoaires sont idéaux comme modèles d'étude qui permettent d'aborder diverses questions en biologie. Certaines caractéristiques qui les rendent utiles sont: des temps de génération courts, une grande diversité de propriétés fondamentales et de cycles de vie, une répartition géographique généralisée et une génétique gérable.

Etudes de base

La protozoologie englobe l'étude de l'histoire naturelle des protozoaires. Cela comprend des connaissances sur la structure, la taxonomie, le comportement, les cycles de vie et la physiologie de ces organismes.. 

Les études écologiques de base sur les protozoaires couvrent la dynamique chez les individus de la même espèce et entre les individus de différentes espèces. Ce dernier a une importance particulière en raison de l'existence de protozoaires parasites.

Etudes appliquées

La protozoologie aborde des domaines importants de la recherche appliquée dans des domaines aussi divers que la médecine, la médecine vétérinaire, la pétrochimie, la biotechnologie et bien d'autres qui intéressent l'humanité..

La protozoologie étudie les protozoaires comme agents responsables de maladies chez les humains, les animaux et les plantes. Ainsi, il chevauche la protozoologie de base dans l'étude de l'histoire naturelle des protozoaires parasites..

Étudie les maladies elles-mêmes grâce à la connaissance des mécanismes de colonisation des parasites chez les hôtes sains, des processus infectieux, du diagnostic, du traitement et de la prévention de ces maladies.

Dans le domaine de la pétrochimie, l'étude des protozoaires est utile dans l'exploration pétrolière. Identifier la présence de certaines espèces peut faire la lumière sur la présence de pétrole dans cette couche d'exploration.

De même, la composition des protozoaires peut être un indicateur de l'état de rétablissement d'un écosystème après des épisodes de déversements d'hydrocarbures..

D'autre part, la gestion des populations de protozoaires peut aider à la biorestauration des plans d'eau et des sols contaminés. La capacité des protozoaires à ingérer des particules solides accélère la dégradation des déchets toxiques et des agents dangereux.

Exemples de recherches récentes

Diversité des protozoaires dans les forêts tropicales

Il est bien connu que les forêts tropicales abritent une grande diversité d'espèces végétales et animales.

En 2017, Mahé et ses collaborateurs ont publié les résultats d'un projet de recherche visant à connaître la grande diversité des microorganismes forestiers vivant à l'échelle microbienne..

Le projet a été développé dans les forêts du Costa Rica, du Panama et de l'Équateur, où ils ont prélevé des échantillons de fleurs et de lianes tombées au sol. Les résultats ont montré que les protozoaires sont beaucoup plus diversifiés que les microorganismes forestiers.

Virus protozoaires parasitaires chez l'homme

L'interaction entre les parasites et leurs hôtes a reçu beaucoup d'attention en protozoologie médicale. Cependant, de nouvelles interactions ont été découvertes qui compliquent le système d'étude et exigent encore plus de recherche..

Récemment Grybchuk et ses collaborateurs (2017) ont publié un travail qui identifie plusieurs virus de la famille des Totiviridae impliqués dans l'augmentation de la pathogénicité des protozoaires du groupe des trypanosomes, liés au parasite humain. Leishmania.

Les résultats montrent plusieurs virus non identifiés auparavant. Ils présentent également des informations importantes sur l'origine, la diversité et la distribution des virus dans un groupe de protistes..

Les références

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