第三章 原生动物门

第三章原生动物门(Protozoa)张润锋湖北师范学院 原生动物的主要特征 原生动物的主要类群 鞭毛纲 肉足纲 孢子纲 纤毛纲 Whereareour“roots”？ 大多数人会回溯他们的族谱到几百万年前，但是科学家会回溯亿万年前到所有生命形式的起源；化石记录显示今天存活的原生动物和动物门在55亿年前的寒武纪就存在了；不幸的是，关于产生这些动物门的进化途径的化石证据很少，科学家就通过调查现有物种的结构和功能来收集证据； 大多数科学家认为原生动物起源于多个古老的古细菌谱系； 原生动物是世界上最原始、低等的动物，分布广泛，目前已知约有30000多种；现在识别的有7-45个门；有些是植物样的原生生物，有些是动物样的；第一节原生动物的主要特征 原生动物身体微小，一般需要借助显微镜才能看见；单细胞或几个以上的个体聚合形成的群体；是最原始、低等的动物； 原生动物分布广泛，生活在淡水、海水及潮湿的土壤中，也有寄生的； 原生动物表现为单细胞，但并非说是一个简单的生物，具有一般细胞的基本结构，又具有一般动物所表现的各种生理机能，与高等动物体相当，比高等生物体中任何一种细胞都复杂，是一个能够营独立生活的有机体；一些原生动物聚集成群，个体的联系与大多功能之间不是相互依赖；但是，原生动物的聚合体因为一些个体发生特化而变得复杂，有时与多细胞生物难以区分； 原生动物分类复杂，意见分歧大，但是基本包括4个类群：鞭毛纲、肉足纲、孢子纲和纤毛纲； 体内平衡的维持（Maintaininghomeostasis） 原生动物细胞器与真核细胞的细胞器相似，执行特殊功能；但是，一些原生动物的细胞器反映了其适应单细胞生活方式而发生的特化； 微管的规则排列形成表膜（Pellicle），位于原生动物质膜底下；表膜足够坚硬以维持原生动物的外形，但它也具有韧性； 原生动物的细胞质分化为两个区域，紧贴表膜之下的是外质（Ectoplasm），比较透明和坚硬；内部细胞质是内质，流动的颗粒状；细胞质这两种状态的转变对原生动物的运动很重要； 海洋原生动物具有和外界一致的溶质浓度，但是淡水原生动物需要调节细胞质中水和溶质的浓度；水通过渗透作用（Osmosis）进入原生动物，多余的水通过伸缩泡（Contractilevacuoles）排出； 大多数原生动物通过主动运输吸收溶解的营养或通过胞吞作用摄食；一些原生动物在功能类似口的特殊区域—胞咽（Cytopharynx）摄食，在食物泡中消化和转运，食物泡与溶酶体融合并在细胞质中循环，将营养分布；消化完成后，就成为排泄泡（Egestionvacuole），通过胞吐作用排除体外，有时通过胞肛（Cytopyge）排除体外； 原生动物很小，但是表面积和体积的比例较大，着就具备了另外两个功能：气体交换和分泌；气体交换包括获取氧气用于细胞呼吸和排除呼吸作用的副产物二氧化碳；分泌就是排除蛋白质代谢含氮副产物，在原生动物主要是氨；气体交换和分泌通过质膜的扩散完成； 生殖（Reproduction） 无性生殖和有性生殖； 最简单常见的无性生殖是二分裂法（BinaryFission）；有丝分裂产生两个核，核再分配到两个大小相似的细胞中；胞质分裂过程，细胞器复制，确保新细胞能够继续生命；胞质分裂有纵向和横向的； 其它无性生殖方式：出芽（Budding）和裂体生殖（Schizogony） 出芽：有丝分裂后，核整合进细胞质物质中，新细胞比父代细胞小； 裂体生殖：单个原生动物通过分裂产生大量子细胞，开始于一个成熟个体的多次有丝分裂，产生多个核，胞质分裂产生新细胞； 有性生殖： 有性生殖需要配子形成和随后配子融合形成合子； 在大多数原生动物中，有性成熟个体是单倍体（Haploid）；有丝分裂产生配子，配子结合后发生减数分裂； 共生的生活方式（Symbioticlifestyle） 共生指两个生物间一种直接的或亲密的联系； 寄生（Parasitism）：一种生物生活在另一种生物（宿主Host）的体内或体表；宿主受到伤害但依然存活，至少能够使寄生物完成一个或多个生活周期； 寄生动物与宿主之间关系比较复杂；一些寄生动物具有多个宿主：终宿主（Definitivehost）和中间宿主（Intermediatehost）；寄生动物在有性阶段生活在终宿主体内，产生后代进入中间宿主进行无性繁殖；一些寄生动物的生活周期经历多个成熟阶段，需要不止一个中间宿主；当完成生命周期，在最后的无性阶段就进入终宿主； 偏利共生（Commensalism）：这种共生关系中，一种生物受利，另外一种既不受利也不受害； 互利共生（Mutualism）：这种共生关系中，两种生物都受利；第二节原生动物的主要类群 现在大多数原生动物学家认为原生动物应该是一个亚界（Sub-kingdom），其下分为7个门：肉足鞭毛门、盘卷门、顶复体门、微孢子门、精细孢子门、腹虫门和纤毛门； 总的原生动物门包括38000个物种； 对于现有的分类仍然存在许多争议，但是所有的分类中均包括鞭毛纲Mastigophora、肉足纲Sarcodina、孢子纲Sporovoa和纤毛纲Ciliata；虽然对于它们处于哪种分类等级存在争议；一、鞭毛纲（二）鞭毛纲的代表动物—绿眼虫(EugzenaviridisEhrenberg) 生活环境：有机质丰富的水沟、池塘和缓流中，春夏季节繁殖，水体呈绿色； 形态结构：体呈绿色，梭形，前端钝圆，后端尖，虫体中部有1大而圆的细胞核；体表覆以带有斜纹的表膜，坚韧而具有弹性，使得绿眼虫保持一定形状，又能做伸缩变形运动； 运动：鞭毛为运动胞器，自胞口伸出，鞭毛运动是微管相互滑动的结果； 感光性：鞭毛基部紧贴储蓄泡的有一个红色眼点(Stigma)，靠近眼点近鞭毛的基部有一个膨大的光感受器(Photoreceptor)，眼点允许光从一个方向射入感受器，因此绿眼虫必需随时调整运动方向，趋向适宜的光线； 营养：混养型，以自养为主；在有光的条件下进行光合作用自养，制造的过多的糖类以副淀粉粒的形式储存在细胞质中，无光条件下进行渗透营养； 呼吸与排泄：利用光合作用的氧进行呼吸，二氧化碳又用来进行光合作用；无光条件通过体表吸收水中的氧，排出二氧化碳；伸缩泡收集过多水分，排入储蓄泡，再经胞口排出体外，同时排出了融解在水中的代谢废物； 生殖：纵二分裂；环境不利时形成包囊以度过不利环境；（二）鞭毛纲的主要特点 1.体具鞭毛，以鞭毛为运动器，通常为1-4条，少数种类较多； 2.营养方式： 自养（植物性营养），体内具有色素体能进行光合作用制造食物，如植鞭亚纲的一些种类； 异养，包括渗透营养（腐生性营养）和吞噬营养（动物性营养）；渗透营养（Osmotrophy）指通过体表渗透吸收周围呈溶解状态的物质；吞噬营养（Phagotrophy）指吞噬固体食物小颗粒或微小生物；如锥虫、领鞭毛虫等； 混养型，虫体有色素体，有光条件下进行自养，在富有有机质的环境中能以渗透方式摄入食物，如绿眼虫； 3.繁殖：无性繁殖为纵二分裂，有性繁殖为配子结合或整个个体结合；环境不良形成包囊；（三）鞭毛纲的重要类群 鞭毛纲利用鞭毛进行运动，鞭毛产生鞭子状或螺旋运动，推动或拖拉原生动物穿过水上的介质； 植鞭毛亚纲（Classphytomastigophorea） 动鞭毛亚纲（Classzoomastigophorea）植鞭毛亚纲（Classphytomastigophorea） 植鞭毛亚纲拥有叶绿体和1-2根鞭毛，产生海洋食物链的大部分食物，水生栖息地的许多氧气来自于这些水生生物的光合作用； 甲藻，或叫腰鞭毛虫，一根鞭毛在横沟（Transversegroove）上缠卷着，主要是使甲藻绕轴自转；第二根是尾鞭毛，推动甲藻向前； 除了叶绿素(Chlorophyll)，许多甲藻含有叶黄素(Xanthophyll)，使得它们呈现金黄色； 这种动物一旦大量繁殖，数量增大，就会将水染色；其中的一些属，如裸甲藻属(Gymnodinium)，可以产生毒素；这些动物周期性大量增殖就会造成赤潮(Redtide)，海水缺氧导致鱼等死亡，人吃了腐败的软体动物就会死亡； 圣经中记载，摩西访问埃及的第一个灾难就是如同血一般的红色潮水，杀死了鱼，污染了水； 事实上，红海（Redsea）可能就是因为这些有毒的甲藻兴旺而命名的； 团藻虫(Volvox)是群落集合的鞭毛虫，球形胶状基质含有5000个细胞；每个细胞有2根鞭毛，使得整个群落在水中滚转； 大多数团藻虫细胞是相对未特化的，但繁殖依赖莫种特化细胞；在春天和夏天，当某种细胞回到父代群落的内部形成子代群落，就发生了无性繁殖，父代群落死亡，细胞破裂释放出子代群落； 团藻虫的有性生殖: 秋天 一些种是雌雄异体的(Dioecious)，另外是雌雄同体的(Monoecious) 特化细胞分化为巨配子(Macrogamete)和微配子(Microgamte)；巨配子是大的、充满营养储存物的不移动配子，微配子是一束带有鞭毛的细胞，离开父代群体，游向带有巨配子的群体，然后细胞束崩解，巨配子和微配子发生配子配合； 合子是一种过冬阶段，分泌一道防护壁，当父代群体死亡时释放出来； 合子必需经历减数分裂才能从合子的二倍体的染色体数目回到父代的单倍体；减数分裂的产物之一经历重复的有丝分裂形成由少数细胞组成的群体，其余的产物降解； 形成的细胞群体在春天从保护性荚膜中释放；动鞭毛亚纲（Classzoomastigophorea） 动鞭毛亚纲的成员缺乏叶绿体，属于异养，有些成员是人类重要的寄生虫； 利什曼原虫(Leishmania)：寄生人体的有3种，引起黑热病；生活史有2各阶段，一个阶段寄生在人体，一个阶段寄生在白蛉子体内，主要靠白蛉子传播； 感染的白蛉子消化道里存在很多活动的利什曼原虫，以前鞭毛体形式存在；白蛉子咬人将原虫注入人体，主要在人体内脏的巨噬细胞内以不活动的无鞭毛体形式存在，以巨噬细胞为营养，长大，二分裂增殖；增殖达到一定数量，巨噬细胞破裂，侵入其它巨噬细胞，这样使得大量巨噬细胞破坏，使得肝脾肿大，高烧，贫血，死亡； 分为3个亚种，1个亚种寄生于非洲的除过人的哺乳动物；另外2种引起人类的昏睡病； 采采蝇（非洲舌蝇属中的一种）是3种锥虫的中间宿主和载体；当采采蝇叮咬了受感染的人或其它哺乳动物，锥虫和血液一起进入了采采蝇；在采采蝇体内大约10天，锥虫在消化道发生无性增殖，移行到唾液腺；在15-35天时，锥虫发生变态（经历系列体形改变）；受感染的采采蝇叮咬了其它脊椎动物宿主，寄生虫随着唾液分泌物进入新的最终宿主；在新的宿主体内，锥虫发生无性增殖和系列变态； 锥虫生活在脊椎动物的血液、淋巴、脾脏、中枢神经系统和脑脊液中； 锥虫进入中枢神经系统，能够引起冷漠，智力迟钝和缺乏合作；人受到感染会出现昏睡病；如果前述症状任意结合、心力衰竭和其它的衰竭状态出现，就会导致死亡； 如果早发现，昏睡病可以治愈；如果感染到了中枢神经系统，不可能治愈；锥虫(Trypanosoma)二、肉足纲：伪足和阿米巴样运动(一)肉足纲的代表动物—大变形虫(AmoebaproteusPallas) 生活在清水池塘或水流缓慢的浅水，在浸没水中的植物或其它物体上的黏性物质中能够找到； 是变形虫中最大的一种，结构简单；外面一层薄的质膜，细胞质分为2层：外质(ectoplasm)和内质(endoplasm)，外质无颗粒，均匀透明，内质有很多颗粒，包埋有细胞核、伸缩泡、处于各种消化阶段的食物泡及食物颗粒和其它细胞器；内质分为处于外层的相对固态的凝胶质和内层的呈液态的溶胶质； 叶状伪足：变形运动(Amoeboidmovement)和摄食(吞噬作用)和排遗(Egestion)； 摄取液体食物的胞饮作用； 伸缩泡对体内水分平衡的重要性； 氧和二氧化碳通过质膜渗透完成； 二分裂繁殖，典型的有丝分裂； 某些变形虫能形成包囊，度过不良环境；(二)肉足纲的主要特征 以伪足为运动器，伪足兼具运动和摄食机能； 体表没有坚韧的表膜，仅有极薄的细胞质膜；细胞分化为明显的外质和内质，内质包含凝胶质和溶胶质；虫体有的裸露，有的具有石灰质或几丁质外壳； 二分裂繁殖，有的种类有性繁殖，普遍形成包囊； 生活于淡水、海水，也有寄生；伪足(Pseudopodia):变形虫摄食和运动时的细胞延伸物叶状伪足(Lobopodia):叶状或指状丝状伪足(Filopodia):外质形成，细丝状，有时分枝网状伪足(Reticulopodia)或根状伪足(Rhizopodia):细丝状，分枝，分枝愈合成网状轴伪足(Axopodia):细长，其中有微管组成的轴丝(三)肉足纲的重要类群依据伪足形态不同，可以分为2个亚纲： 根足亚纲(Rhizopoda) 辐足亚纲(Actinopoda) 大变形虫、痢疾内变形虫、表壳虫、沙壳虫等属于根足亚纲； 有孔虫、太阳虫、放射虫、等辐骨虫等属于辐足亚纲；三孢子纲(一)孢子纲代表动物—间日疟原虫(PlasmodiumvivaxGrassi&Feletti) 寄生在人体内的有四种疟原虫:间日疟原虫,三日疟原虫,恶性疟原虫和卵形疟原虫，世界性分布; 2、疟原虫需要两个寄主:（1）人为中间寄主，进行无性生殖和有性生殖的开始；（2）按蚊为终末宿主,完成有性生殖; 3、疟原虫引起疟疾:间隔性发冷发热，俗称“打摆子”；4、间日疟原虫生活史: （1）红细胞外期蚊子叮人,子孢子进入人的血液,随血液进入肝细胞,进行裂体生殖,产生子孢子,子孢子入侵其它肝细胞或被巨噬细胞吞食；裂殖体和裂殖子； （2）红细胞内期肝细胞释放的裂殖子进入红细胞,发育成环状体(小滋养体)再发育成大滋养体,产生裂殖子,致病(发烧,发寒等)，48小时发作一次； （3）配子形成形成大配子母细胞和小配子母细胞； （4）有性生殖蚊子叮人,大配子母细胞和小配子母细胞随血液进入蚊子的胃,大配子和小配子形成动合子,定居于胃壁基膜与上皮细胞之间,形成卵囊,产生子孢子进入唾液腺，蚊子叮人子孢子进入人体内；(二)孢子纲的主要特征 1.全部营寄生生活，多为胞内寄生； 2.无任何运动胞器，缺乏胞口和胞肛； 3.具有复合器(顶环,类锥体,棒状体和微丝组成)； 4.生活史复杂，繁殖力强，具有孢子生殖、裂体生殖和配子生殖；(三)孢子纲的重要类群 1.球虫:寄生在脊椎动物(猪,牛,兔等)消化道的上皮细胞，例如兔肝艾美球虫； 2.血孢子虫:寄生在脊椎动物或人的红细胞或内皮细胞，如巴贝斯焦虫 3.粘孢子虫:寄生在鱼类体表或鳃上,例如碘泡虫,单极虫； 4.微孢子虫:寄生在鱼类组织中或节肢动物四纤毛纲(一)纤毛纲代表动物—大草履虫(ParameciumcaudatumEhrenberg) 1.生活环境：淡水池沼、河沟和水稻田等，肉眼观察到白色的小亮点；污染的指示生物； 2.形态：倒置草鞋，圆筒状，前端狭后钝圆，全身密布纤毛； 3.结构：表膜、口沟、胞口、胞咽、胞肛、刺丝泡、食物泡、大核、小核、伸缩泡和纤毛； 4.摄食：吞噬营养，食物泡沿固定路线流动； 5.呼吸：通过体表完成； 6.排泄：伸缩泡完成； 7.运动：纤毛 8.生殖：横二生殖；接合生殖(二)纤毛纲的主要特征 1.体具纤毛，运动器官； 2.结构复杂，分化种类多，具大核和小核； 3.无性繁殖—二分裂繁殖，有性繁殖—接合繁殖； 4.可形成包囊；(三)纤毛纲的重要类群 纤毛纲的常见种类有草履虫、小瓜虫、车轮车等；原生动物与人类关系 致病(疟原虫) 找矿和考古(有壳类)环保(眼虫)科研(草履虫)鱼类食物(纤毛虫) 赤潮(夜光虫)内容小结原生动物主要特征分类鞭毛纲肉足纲孢子纲纤毛纲代表动物—鞭毛虫主要特征主要特征重要类群或常见种类