水生生物学原生动物protozoa.ppt
第三章 原生动物,浮游动物(zooplankton)是指悬浮于水中的水生动物。它们或者完全没有游泳能力,或者游泳能力微弱,不能做远距离的移动,也不足以抵抗水的流动力。一般有原生动物、轮虫、枝角类和桡足类。,原生动物是动物界中最低等的单细胞动物,或由单细胞集合而成的群体,个体十分微小。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2-3m,例如寄生于人及脊椎动物体内的利什曼原虫,大型的种类体长可达7 cm,例如海产的某些有孔虫类,一般多在30-300m之间。是独立的有机体,淡水中常见的约200余种,总数约20000余种。,一、细胞的基本构造和特征,1细胞膜:表膜(pellicle):多数种类(除变形虫等)细胞质表面凝集成结实而具有弹性的膜,使身体保持一定的形状,这种膜称为表膜。其功能是保护细胞,有吸收、分泌、内外物质交换的作用并起细胞间的粘着作用,使身体保持一定的形状。,图2.5 鲩肠袋虫体动基系的模式图,示体表皮层的组分。A.纵切面示质膜、膜泡层外、内膜、表膜微管,纤毛、基板、毛基体及其附属纤维结构:动纤丝、纤毛后微管、咽微丝。B.毛基体基部的横切面,示毛基体及其附属纤维结构:动纤丝、纤毛后微管、型横微管。,2细胞质:外层薄而致密,较为透明、均匀、无内含物,称外质(ectoplasma);内层较不透明,含各种各样的细胞器和内含物,多颗粒,能流动,称内质(endoplasma)。,3细胞核:位于内质中。肉足虫纲、鞭毛虫纲:只一个,孢子虫纲:1个,少数2个;纤毛虫纲、吸管虫纲:大核1个与营养机能有关,小核1个与生殖有关。,二、细胞器与生理机能,(一)运动:无固定运动细胞器的原生动物变形运动 肉足类原生动物具有极薄的质膜,细胞常形成临时突出物,这临时性的突出物称为伪足(pseudopodia)。借此运动,实质是肌动蛋白丝在肌球蛋白丝上的滑动形成。,有固定运动细胞器的原生动物:鞭毛、纤毛打动。鞭毛和纤毛是以微管为主要成分的细胞表面特化结构,是从位于质膜下的基体上发出。典型的鞭毛长200 m,纤毛长5-10 m,直径200 nm左右。在水中不停的地摆动。,(二)营养,1、植物性营养(光合营养)(phototrophy)或自养型:细胞质有许多色素体,色素体内有大量的叶绿素,和植物一样,能利用太阳的光能,将CO2和H2O合成碳水化合物(光合作用),作为它们的养料,如衣滴虫。金、甲、隐、裸、绿藻门,2、动物性营养(吞噬营养phagotrophy)或 胞内消化:虫体都靠从周围环境中摄取现成的有机物作为养料。(1)有的虫体靠胞口吞食其他生物或有机碎片(草履虫);(2)有的没有胞口,只借助伪足,把食物包裹到身体里,进行消化(变形虫)。,3、渗透营养(osmotrophy)或腐生性营养:有些虫体借体表的渗透作用,吸收外界环境中,已经溶解的有机物,作为养料,这种营养方式,多见于寄生种类,如鞭毛虫。,(三)排泄和渗透压调节,可溶性废物,CO2、H2O、含氮废物,可借扩散从细胞表面排出到周围的水中。所有淡水产的原生动物和海水纤毛类,都具有一种排出的类器官,称为伸缩泡(contractile vacuole)。是由一层和质膜相似的膜包围而成的,泡内是水分和溶于水中的废物。细胞内渗透压高,水入细胞内,借此收集水,排水带废物。1、直接通过体表排出。2、伸缩泡和收集管:位于内外质的交界处。,呼吸胞器:通过细胞膜的渗透作用,从水中吸收氧气,排出CO2。,(四)应激性(irritability)(感应性、趋性),原生动物和其他动物一样,对外界刺激会起一定的反应。表现在:遇到有害的刺激时,又会避开;遇食物时,便会向食物的地方趋集,这种对有利、有害环境的趋避性,叫应激性。这对生存有很大意义。,三、生殖(reproduction),(一)无性繁殖(asexual reproduction)裂殖 出芽 孢子生殖(二)有性生殖(sexual reproduction)(1)配子生殖(gametogony)(2)接合生殖(conjugation)(三)包囊(cyst),(一)无性繁殖(asexual reproduction),(1)二分裂(binary fission):细胞核先分裂成两部分,分有丝和无丝分裂,然后细胞质也分裂为二,形成两个相等的子体,这种生殖方式也叫二分裂。如眼虫,草履虫,变形虫。(2)复分裂(multiple fission):核反复分裂,讯速形成许多核,然后,各个细胞核周围的细胞质紧缩,而形成多个子体,每个子体称裂殖子,产生子体的细胞称为裂殖体。这种生殖方式,也叫裂体生殖。繁殖量大,寄生性原生动物较常见。如夜光虫。也称裂殖生殖(schizogony),多见于孢子虫纲。(3)出芽(budding):和二裂基本相同,但形成的两个个体,则大小不等,大的为母体,小的为芽体,如梨形虫,有的还可以同时形成许多芽体,如夜光虫。,(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。,(二)有性生殖(sexual reproduction)(1)配子生殖(gametogony):形成多个有性的个体,叫配子,两个配子接合形成合子,最后发育成成体,如衣滴虫。分:同配生殖,雌雄大小相同,如鞭毛虫,有孔虫;异配生殖,雌雄大小不同,为多数原生动物生殖方式。,(2)接合生殖(conjugation):为纤毛虫所特有,如:草履虫,两个虫体暂时靠近在一起,互相交换它们的一部分细胞核(小核)、和细胞质,然后分开,各自再行分裂,如草履虫。有性繁殖对提高有机体的生活力有重要作用。,(三)包囊(cyst),在不良环境下,原生动物体表会分泌一些物质,凝固后将自己包围,即形成包囊。度过干燥、冰冻等不良环境,遇到适宜的环境,包囊破裂,恢复原来的生活状态鞭毛纲、肉足纲、纤毛纲包囊孢子纲卵囊淡水原生动物,不良环境下形成生物学意义1、抵抗外界不良环境,有利于个体生存2、有利于传播3、有利于在不利环境下进行繁殖,环境条件不良时眼虫形成包囊过程,原生动物门的主要特征,1 身体只有一个细胞组成;由多种细胞器来完成各种生理活动;2 有三大类营养方式,即自养、异养和渗透性营养;3 呼吸与排泄主要靠细胞膜的渗透作用,伸缩泡主要作用是调节水分平衡,调节渗透压;4 消化方式是形成食物泡通过胞质环流和溶酶体进行细胞内消化;5 生殖方式多样,孢子纲的孢子生殖、裂体生殖和草履虫的接合生殖为原生动物所特有;6 具有应激性;7 能形成包囊度过不良环境条件。,三、分类及常见种类特征,1肉足虫类(Sarcodina)以伪足做运动和摄食胞器,体外通常没有坚实的皮膜,因而身体的任何部位都能形成伪足,伪足的伸缩使体形经常改变,称变形动物。也有些种类细胞外面覆盖有壳。,(1)变形虫属Amoeba:形状多变,伪足叶状、指状,1多个。体裸露无壳,内外质分明,内质有许多球形的颗粒。细胞核通常1个,最多2个。通常有一个伸缩泡。种类很多,细胞大小相差很大(一般20-500m),常见。吃微小动植物,生活于清水池塘或流水缓慢处,或藻类较多的浅水池。,(2)表壳虫属Arcella:体外具表状的几丁质外壳,壳系由细胞本身分泌的薄膜经硬化而成。壳口开于腹面中央,伪足由此伸出。背面隆起,壳上有致密整齐的蜂窝状刻纹。壳的颜色初时为淡黄色,老成后转为黄褐色或深褐色。在淡水中特别静止的小水体中常见。,(3)砂壳虫属Difflugia:壳的形状多样,依种类而异,长圆形或卵圆形,或前端有明显的颈。壳由外界环境中的泥砂微粒或硅藻空壳粘合而成。具单一的细胞核和许多伸缩泡。孔口较小,在腹面中间,伪足指状,可从孔中伸出。种类多,常见。,(4)太阳虫属Actinophrys:体呈球形,原生质有空泡,呈泡沫状,可控制虫体在水中的浮力,还常有共生的藻类。细胞核1个,位于中央,身体内外两层分界不明。伪足辐射状伸出,每一伪足有一坚硬的轴丝,轴丝由靠近细胞核处伸出,形成如太阳的光芒状。,2纤毛虫纲Ciliata,约6000种,终生具纤毛,以纤毛作为运动和摄食的胞器,纤毛还具触觉功能,纤毛从埋在外质基粒上伸出,纤毛排列成纵行、斜行、螺旋形,全身或部分具纤毛。自由游泳的种类通常为球形或椭圆形,爬行的种类一般为扁平或侧扁。,细胞圆桶形,胞口位于前部圆锥形突起的顶端。除栉状纤毛外,身体其它部分无纤毛。细胞核大核呈马蹄形,小核2-3个,伸缩泡位于末端。一般为60-200m。常见。肉食性种类,以草履虫为主要食物,常在草履虫大量出现之后也随之大量出现。分布有机质丰富的水体。,(1)栉毛虫属Didinium:,(2)榴弹虫属(板壳虫属)Coleps:体形似旧式手榴弹,体外有许多行列由原生质分泌形成的膜质板片,围裹身体,纤毛自板片间隙中伸出体外,板片可以全身,也可以部分,胞口位于体前端,体后有三个突起,长40-90m。,(3)草履虫属Paramoecium:,(4)喇叭虫属Stentor:体呈喇叭形,伸缩性强。游动或附着在它物上生活,体形会变化。体前端口缘呈喇叭形,口缘有发达的纤毛形成一片唇带。大核呈念珠状。体大,500-3000m。,(5)游仆虫属Euplotes:体多呈卵圆形,背面多少凸出,腹面扁平,常有纵长隆起的肋条。口缘带非常宽阔而明显。无侧缘纤毛,前纤毛6-7根,腹纤毛2-3根,肛纤毛5根,尾纤毛4根。大核1个,呈长带状,小核1个。伸缩泡后位。淡、海水均产,很常见。,(6)钟虫属Vorticella:体形似倒钟形,无色,黄或淡绿色。口缘常向外扩张而成唇带,左旋。柄不分枝,柄内有肌丝存在,能伸缩。大核带状,伸缩泡1-2个。单独生活。常附着于水中物体上或水生动植物身体上。,(7)单缩虫属Carchesium:体形似钟虫,但群体生活。群体柄有分枝,个体着生在柄的末端。柄内有肌丝,但肌丝在群体柄分枝处各不相连,因此,当受刺激时,只有受到刺激的个体才收缩。个体长80125m,群体大的可达67mm,肉眼可见,看上去似白绒毛。常附着在它物上。常见。,(8)聚缩虫属Zoothamnium:体形与单缩虫相似,但群体柄内的肌丝在分枝处是相连的,因此受到刺激时所有个体都能同时收缩。个体长40-60m。,(9)累枝虫属Epistylis:群体柄分枝而形成很大的树枝状群体。柄内没有肌丝,因此柄不能伸缩。个体形状似钟虫。,(10)泪口虫(长吻虫Laerymaria):体前端有象鹅颈一样的长吻,胞口位于与体分界明显的(头部)的长颈上。,(11)漫游虫(Litonotus):体细长柳叶状,体长为体宽的6倍,体前1/3为颈,胞口为一条纵长裂缝,位于体侧;体表膜有6条左右纵长条纹。,(12)车轮虫属Trichodina,无柄,在反口端具附着器,体圆筒性。具一圈后纤毛,附着器上有辐射排列的齿钩。共生或寄生在鱼雷等水生动物体上,为常见的鱼类寄生虫。也能离开宿主在水中自由生活,体大,3090um.,3.鞭毛纲(Mastigophora),1、植鞭亚纲:自己制造食物。(1)眼虫。(2)盘藻虫(gonium):由4-16个个体排在一个平面上,组成盘状群体,每一个体都有两根鞭毛,都能进行营养和繁殖。(3)团藻虫(volvox)(只有体细胞和生殖细胞之分)是一中空球状群体,由成千上万个体构成,各个体在空球的表面胶质中排列一层,团藻虫个体之间有分化,多数为无繁殖能力的营养个体,少数个体可形成一个卵,或形成多个精子。精卵结合发育新的群体。团藻对分析和了解多细胞动物的起源问题很有意义。(4)夜光虫(noctiluca)、沟腰鞭毛虫(gonyaulax spp.)、裸甲腰鞭毛虫(gymnodinium spp.):引起赤潮。(5)钟罩虫(dinobryon)、合尾滴虫(synura):淡水生。,2、动鞭亚纲(zoomastigina):不能自己制造食物,不少是寄生种类。(1)利什曼原虫(Leishmania):是一种很小的鞭毛虫,寄生于人体的有三种,在我国流行的是杜氏利什曼原虫(L.donovani),危害也最大,引起黑热病,生活史分两个阶段,一是寄生人体或狗,另一是寄生白蛉子体内,主要靠白蛉子传染。被感染的白蛉子,在消化道内有很多活动的利什曼原虫,称为前鞭毛体(promastigote),梭形,长1525um,中央有一个核,核前有一基体,由基体伸出一根鞭毛。当白蛉子叮人时,将原虫注入到人体,主要在人体内脏的巨噬细胞内发育,鞭毛消失呈一种圆形、椭圆形的小体,约23m,称为无鞭毛体(amastigote)。具有细胞膜,内有胞质,胞核,基体。以巨噬细胞为营养,长大,不断地进行繁殖。行二分裂。繁殖一定数量时,巨噬细胞破裂,无鞭毛体出来又侵入其他的巨噬细胞,引起巨噬细胞大量破坏,增生,肝脾肿大,发高烧,贫血,以至死亡。死亡率可达90以上,1959年就已基本控制黑热病。,4.孢子虫纲(Sporozoa)-间日虐原虫,三、生态分布及意义,1分布:广泛分布的原因:(1)食物种类多:(2)能形成休眠包囊:(3)易于传播(4)生活周期短:,2有益方面是水生经济动物直接或间接的天然饵料。某些种类可作指示生物或净化水体。对寻找沉积矿产,发现石油,确定油层和拟定油井位置都有指导作用。是研究生物科学基础理论的好材料。,3有害方面寄生性种类有的直接危害人体、禽畜和鱼类,造成病害(车轮虫、血丝虫、疟原虫、鳃隐鞭虫)。也有少数种类大量繁殖形成赤潮,危害渔业。,