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  • 原生生物学

    原生动物门(Protozoa引)是动物界的一门,最原始、最简单、最低等的单细胞动物。每个原生动物都是一个完整的有机体。

    编辑摘要

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    主要特征/原生生物学 编辑

    简介

    原生动物能分布在海洋、陆地、空气中。寄生的种类,几乎所有的多细胞动物和植物都能被寄生。此外,还有附生、共生、重寄生的类型。目前已描述的原生动物约6.8万种,其中一半是化石种类 ,现生种类中,营自由生活的占2/3,寄生生活的占1/3。

    原生生物学 原生生物学

    从细胞结构上看,原生动物的单细胞相似于多细胞动物身体中的一个细胞.从机能上看,原生动物的这个细胞又是一个完整的有机体,它能完成多细胞动物所具有的生命机能,例如营养,呼吸,排泄,生殖及对外界刺激产生反应,这些机能由细胞或由细胞特化而成的细胞器(organelles)来执行.所以不同的细胞器在机能上相当于多细胞动物体内的器官及系统.它们是在不同的结构水平上执行着相同的生理机能.构成原生动物的这个细胞在结构与机能上分化的多样性及复杂性是多细胞动物中任何一个细胞无法比拟的,所以从细胞水平上说,构成原生动物的细胞是分化最复杂的细胞.极少数原生动物是由几个或许多个细胞组成,细胞之间可能没有形态与机能的分化,也可能出现了初步的形态机能的分化,但每个细胞仍然保持着一定的独立性,我们把这类原生动物称为群体(colony),例如盘藻(Gonium),杂球藻(Pleodorina)等.

    结构

    原生动物的形状变化很大。有原生质随意流动、形状不定的变形虫,有结构精巧的放射虫和有孔虫。原生质体外面有一层细胞膜,有些鞭毛虫,肉足虫、纤毛虫有硅质、钙质、纤维质的外壳。细胞质中含有各种颗粒(油滴、淀粉、副淀粉、色素等)和各种细胞器。具有维持生命和延续后代所必需的一切功能,如行动、营养、呼吸、排泄和生殖等。与鞭毛虫、肉足虫、纤毛虫相应的运动胞器有鞭毛、伪足和纤毛。孢子虫是寄生的,借身体的屈曲、滑动等方式移动。

    繁殖和生命周期

    原生动物的生命周期包括生殖期和孢囊。生殖期可分为无性生殖和有性生殖。大多数原生动物无性生殖用二分裂法。有性生殖有融合、接合、自体受精和假配3种。

    寄生原生动物的大多数孢子生活史包括3个时期:裂体生殖期、配子生殖期和孢子生殖期。有明显的无性世代与有性世代的交替。

    形态大小

    原生动物是动物界最原始,最低等,最微小,最简单的单细胞动物.

    绝大多数的原生动物是显微镜下的小型动物,最小的种类体长仅有2—3μm,例如寄生于人及脊椎动物网状内皮系统细胞内的利什曼原虫(Leishmania),大型的种类体长可达7cm,例如海产的某些有孔虫类(Foraminifera),淡水生活的旋口虫(Spirostomum)可达3mm,新生代化石有孔虫例如钱币虫(Nummulites)竟达19cm,这是原生动物在个体大小上曾经达到过的最大记录.但是大多数的原生动物体长在300μm以下,例如草履虫(Paramoecium),在150—300μm之间.

    生理活动

    原生生物的生理活动是由各种细胞器(organelle)来执行和完成的.

    A, 运动机能:鞭毛(flagellum),纤毛(cilium),伪足(pseudopodium) 等胞器司运动.

    营养机能 营养机能

    B, 营养机能: 植物性营养:反映原生动物的原始性.(少数)

    动物性营养:通过胞口吞食其它生物或有机碎片,残渣由胞肛排出:草履虫;

    渗透性营养:寄生或腐生的种类,借体表的渗透作用,吸收周围环境中的有机物质作为养料.

    C, 呼吸机能:体表呼吸.

    D, 排泄机能:体表排泄.伸缩泡(contractile vacuole) 是原生动物的排水,调节渗透压平衡的细胞器官.

    E, 循环机能:细胞质的流动

    F, 感应性(应激性):动物对外界的刺激能做出应答.

    G, 生殖机能:

    有性生殖:配子生殖;接合生殖

    无性生殖:二分裂;出芽生殖;多分裂;质裂;孢子生殖

    有性生殖:配子生殖和接合生殖

    配子生殖 配子生殖

    配子生殖(gamogenesis): § 大多数原生动物的有性生殖行配子生殖,即经过两个配子的融合(syngamy)或受精(fertilization)形成一个新个体.

    接合生殖:

    草履虫特有的有性生殖方式,二个草履虫以口沟部分相接触,发生胞质融合,各自的小核经分裂形成二个小核,互换小核,并与自身的小核融合,形成新的小核,然后二个草履虫分开,经分裂,每个草履虫形成四个新个体.

    3,少数原生动物是由几个或多个细胞聚合形成群体:各个体具有相对的独立性,细胞分化程度低或无分化,个体之间通过原生质桥联系.

    无性生殖:

    二裂生殖 二裂生殖

    (1)二分裂 (binary fission)是原生动物最普遍的一种无性生殖,一般是有丝分裂(mitotic),分裂时 细胞核先由 一个分为二个,染色体均等的分布在两个子核中,随后细胞质也分别包围两个细胞核,形成两个大小,形状相等的子体,二分裂可以是纵裂,如眼虫;也可以是横裂,如草履虫;或者是斜分裂,如角藻(Ceratium).

    (2)出芽生殖(budding reproduction),实际也是一种二分裂,只是形成的两个子体大小不等,大的子细胞称母体,小的子细胞称芽体.

    (3)多分裂(multiplefission),分裂时细胞核先分裂多次,形成许多核之后细胞质再分裂,最后形成许多单核的子体,多分裂也称裂殖生殖(schizogony),多见于孢子虫纲.

    (4)质裂(plasmotomy),这是一些多核的原生动物,如多核变形虫,蛙片虫所进行的一种无性生殖,即核先不分裂,而是由细胞质在分裂时直接包围部分细胞核形成几个多核的子体,子体再恢复成多核的新虫体.

    (5)孢子生殖:

    如疟原虫的大小配子受精后的合子先发育为卵囊,卵囊内形成多个孢子母细胞,再由孢子母细胞发育成许多个子孢子,每个子孢子发育成新个体.

    发育和分类/原生生物学 编辑

    一般认为原生动物的祖先是一些古老的“植物-动物”性的类群 ,称为古代的植鞭毛虫。经典的分类把原生动物门分为4个纲——鞭毛虫纲、肉足虫纲、孢子虫纲和纤毛虫纲。①鉴于许多鞭毛虫的生活史中有变形期,许多肉足虫的生活史中有鞭毛期,有的种类本身就兼有鞭毛和伪足,所以把两大纲合并为肉鞭动物亚门。②传统的孢子虫纲内有些种类的生活史中并不出现孢子,其顶端有一个复杂的亚显微结构——由极环、类椎体、表膜下微管、微孔、棒状体、微丝组成的顶复体,因而将其独立为顶复动物亚门,与微孢子虫亚门、粘体动物亚门、囊孢子虫亚门并列。③传统的分类中把盘蜷虫类放在肉足纲内。现已证明它的丝网并不是伪足,而是坚硬的、无生命的丝,因而独立为盘蜷动物亚门。

    主要根据运动的胞器,原生动物可分为:

    鞭毛虫纲(Mastigophora)

    鞭毛虫纲 鞭毛虫纲

    身体前端着生一个鞭毛或多根鞭毛。有些体内具色素体,能借日光能量,自己制造食物,营植物性 (自养)营养,属于植鞭毛类(phytofla gellates);另一类是体内不具色素体的异养类型,称为动鞭毛类(zoo flagellates)。植鞭毛类能分泌硬体,因此化石较多。动鞭毛类不能分泌硬体,至今未见化石,虽然其化石可能在先寒武纪即已存在。

    纤毛虫纲(Giliata)

    纤毛虫纲 纤毛虫纲

    以密生于体外的纤毛运动。现生的Paramecium(草履虫)为本纲的典型代表,铃纤虫是本纲的重要化石。

    孢子虫纲(Sporozoa)

    无运动胞器,以孢子繁殖,未见化石。

    肉足虫纲(Sarcodina)

    肉足虫纲 肉足虫纲

    肉足纲运动胞器为伪足,由细胞质向外突出而成,有叶状、丝状、枝状、网状和针状等。多数能分泌 外壳,是原生动物中化石最多的一个纲。

    有孔虫亚纲——蜓有孔虫目

    放射虫亚纲

    系统发展/原生生物学 编辑

    原生动物是单细胞动物,要讨论原生动物的系统发展必然要涉及到生命起源和细胞起源的问题。从原则上讲,在亿万年的发展过程中,首先是由无机物发展到简单的有机物由简单的有机物发展到复杂的有机物,发展成像蛋白质、核酸等那样复杂的大分子,发展出具有新陈代谢机能、但还无细胞结构的原始生命。这是最初的生活物质、生命形态。以后又经过漫长的年代,才由非细胞形态的生活物质发展成为有细胞结构的原始生物。由原始生物近代发展分化出原始的动物和植物。进而发展成现代的形形色色的原生动物。

    在原生动物这四纲中哪一类是最原始的:过去有些人认为肉足纲变形虫这一类动物是最原始的。因为其结构简单,可是它是吞噬性营养,它需要吃其他原生动物或植物等,所以它不会是最早出现的。纤毛纲结构比较复杂,且为吞噬性营养,也不可能是最早出现的。孢子纲的动物全是寄生的,寄生的种类是由独立生活的种类发展而来的,因此也不可能是最早出现的。只有鞭毛纲具有3种营养方式,因此一般认为鞭毛细是原生动物中最原始的一纲。

    在鞭毛纲中到底是哪一类最早出现的这个问题还有争论。过去有些人认为最目出现的是有色鞭毛虫。因为它可以自己制造食物,但因为色素体结构比较复杂,不可能想象最早出现存如此复杂的结构。所以又有些人认为最早出现的不是有色鞭毛虫,而是无色渗透性营养的鞭毛虫,因为无色渗透性营养的鞭毛虫一般构造比较简单,这种说法看来可以被接受。因为物质的发展是由简单到复杂,而在单细胞动物出现以前,已经存在着有机物的条件,当然并不是说由现在的无色鞭毛虫发展来的,而可能是有些类似现在的无色鞭毛虫,假定把它叫做原始鞭毛虫。由原始鞭毛虫经过漫长的岁月,形成现在的形形色色的鞭毛虫。现在有人认为领鞭毛虫是最原始的,它是所有多细胞动物的祖先。

    肉足纲也是从原始鞭毛虫发展来的,因为很多肉足虫如有孔虫,其配子具鞭毛,根据生物发生津,说明其祖先是具鞭毛的。又某些种类如变形鞭毛虫具鞭毛和伪足,这可说明鞭毛虫与肉足虫亲缘关系密切。纤毛虫可能是从原始鞭毛虫发展成鞭毛虫的过程中,又分出一支形成的,因为纤毛与鞭毛的结构是一致的说明这二纲的关系较近。孢子纲因全为寄生的,追溯其来源较困难。大致可看出有两个来源如疟原虫、球虫,其配子都具鞭毛,可能来源于鞭毛纲,而粘孢子虫,其营养体全为变形体,可能来源于肉足纲。

    与人类的关系/原生生物学 编辑

    对人类造成危害

    a危害人体

    b危害牲畜的病原体

    c海洋中鞭毛虫纲的夜光虫等大量繁殖,形成赤潮,造成鱼、虾、贝类等海洋生物大量死亡,对海洋养殖带来很大危害。

    有益于人类的方面

    1.组成海洋浮游生物的主体.

    2.古代原生动物大量沉积水底淤泥,在微生物的作用和覆盖层的压力伤害下形成石油.

    3.原生动物中有孔类化石是地质学上探测石油的标徵.

    4.利用原生动物对有机废物,有害细菌进行净化,对有机废水进行絮化沉淀.

    5. 科学研究的重要实验材:草履虫,四膜虫是研究真核细胞细胞器的实验材料.

    总结/原生生物学 编辑

    原生动物不仅对了解动物演化是重要的,而且和人生的关系也比较密切。比如寄生的种类直接对人有害。还有些对国民经济有直接关系,一些寄生在害虫体内的原生动物,也是研究害虫生物防治的材料。自由生活的原生动物。有些种类能污染水源,造成赤潮危害渔业。另方面,有的种类可以作为有机污染的指标动物。大多数的植鞭毛虫。纤毛虫和少数的根足虫是浮游生物的组成部分,是鱼类的自然饵料。海洋和湖泊中的浮游生物又是形成石油的重要原料。有孔虫。放射虫的壳对地壳形成有意义。因此它们又是探测石油矿的标志。

    此外,原生动物结构较简单,繁殖快,易培养,因此是研究生物科学基础理论的好材料,如眼虫、变形虫、草履虫。生物科学基础理论中,细胞生物学是一个重要的部分,而原生动物本身就是单个细胞,因此在揭示生命的一些基本规律中,原生动物已经显示并将耍显示其更大的科学价值。

    已知有30种原生动物直接侵袭人体。土壤原生动物能帮助植物碎片分解成有用的腐殖质。有孔虫和放射虫都有完整的化石保存,可用以鉴定地层年龄和划带。它们也是很好的海流水团动力学的指示生物。等辐骨放射虫利用硫酸锶来制造骨骼,因此可作为鉴测海洋放射物质污染的指示生物。原生动物在生物学的细胞、遗传、生理、生物化学等领域中常被用作实验材料。

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