原生生物是一類最簡(jiǎn)單的真核生物,它們?nèi)可钤谒校瑳]有角質(zhì)。原生生物可以分為三大類,包括藻類、原生動(dòng)物類和原生菌類。這些生物的細(xì)胞內(nèi)含有細(xì)胞核和有膜的細(xì)胞器。原生生物是真核生物中較為原始的一類,個(gè)體微小,可以是單細(xì)胞或簡(jiǎn)單多細(xì)胞。盡管原生生物在結(jié)構(gòu)和生態(tài)方面存在差異,但它們都具有相對(duì)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。原生生物主要生活在含有液態(tài)水的環(huán)境中,其中藻類進(jìn)行光合作用,是生態(tài)系統(tǒng)中的初級(jí)生產(chǎn)者。另一方面,一些原生生物會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的人類疾病,如阿米巴蟲、瘧疾和非洲錐蟲病等。盡管原生生物不構(gòu)成一個(gè)自然分類單元,但它們是真核生物的重要組成部分,包括植物、真菌和動(dòng)物。研究原生生物的學(xué)科被稱為原生生物學(xué)。
概述
比原核生物更大、更復(fù)雜。有些原生生物可以利用光合作用制造食物,原生生物界至少包含5萬(wàn)種的生物。
演化
由化石得知,原生生物在15億年前即已存在,它是由原核生物演化來(lái)的。大部分的原生生物為單細(xì)胞,因此常被認(rèn)為是最原始、最簡(jiǎn)單的一群真核生物,是五界中在形態(tài)、解剖、生態(tài)和生活史上變異最大的一界。此界的界限不很明確,有些原生生物的演化分支很顯然的延伸入植物界、菌物界和動(dòng)物界中。有些原生生物的細(xì)胞非常復(fù)雜,雖然只是單細(xì)胞的個(gè)體,但必需像植物體或動(dòng)物體執(zhí)行所有的新陳代謝。由此可知,真核生物的起源是生物演化史上的重要突破。
單鞭毛生物是其真核細(xì)胞中有單一個(gè)鞭毛,或至少其祖先有的一種生物。單鞭毛生物具有一個(gè)三基因的融合,這在雙鞭毛生物中是沒有的。這三個(gè)于單鞭毛生物中,但不于細(xì)菌或雙鞭毛生物中融合在一起的基因可編譯成合成嘧啶核苷酸的酶:氨甲酰磷酸合酶、二氫乳清酸酶和天冬酸碳酸轉(zhuǎn)移酶。現(xiàn)今的研究猜測(cè)單鞭毛生物會(huì)是后鞭毛生物(動(dòng)物、真菌和其他相關(guān)類型)和阿米巴蟲的祖先,而雙鞭毛生物(有兩個(gè)鞭毛的真核細(xì)胞)則是原始色素體生物(植物和其近親)、古蟲界、有孔蟲類下界和囊泡藻類等生物的祖先。
湯瑪斯·卡弗利爾-史密斯曾認(rèn)為單鞭毛生物的共同祖先有單一個(gè)中心粒,然而最近的觀點(diǎn)是單鞭毛生物的共同祖先是有兩個(gè)中心粒但只有一條鞭毛的生物,雙中心粒(如動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)由兩個(gè)中心粒組成的中心體)的來(lái)源和雙鞭毛生物上的不同,為趨同進(jìn)化的一種。
原生生物界
五界系統(tǒng)中,將單細(xì)胞的真核生物歸在原生生物界 (Kingdom Protista)。生物學(xué)家在1970年代和1980年代又?jǐn)U充了原生生物界的界限,而包含了原本在五界中屬于植物界和菌物界的多細(xì)胞生物,此種分類轉(zhuǎn)移是基于細(xì)胞構(gòu)造和生活史的比較而得的。例如有證據(jù)指出,多細(xì)胞的海藻比較接近單細(xì)胞藻類,而比較不接近植物。此種膨脹的分類法中,使原生生物界包含了類似植物的藻類、類似菌類的原生菌類和類似動(dòng)物的原生動(dòng)物類。因?yàn)椤竝rotist」一字意味著單細(xì)胞形式,有些學(xué)者認(rèn)為既然已擴(kuò)張此界的界限,而建議改名為「Kingdom Protoctista」。不管名稱如何,意即將所有不適合歸入植物、菌類或動(dòng)物的真核生物皆放在此界中。
生物特征
特征
o 原生生物包括簡(jiǎn)單的真核生物(即具有真正的細(xì)胞核,以核膜為界限的細(xì)胞核),多為單細(xì)胞動(dòng)物,亦有部分是多細(xì)胞的,但不具組織分化。這個(gè)界別是真核生物中最低等的。
o單細(xì)胞的原生生物集多細(xì)胞生物功能于一個(gè)細(xì)胞,包括水份調(diào)節(jié),營(yíng)養(yǎng),生殖等。
o 眼蟲。
o 所有原生生物都生存于水中。
分布
凡是有水的地方就有原生生物,他們都很微小,需用顯微鏡觀察,是重要的浮游生物 (plankton),在湖泊或池塘邊緣的靜止水面含量特別豐富,也有些底棲在海洋或淡水域。這些能行光合作用的浮游原生生物成為其他原生生物的食物來(lái)源。在潮濕的土壤、葉片上或陸地上也有他們的蹤跡,也有一些是共生的,也有一些是會(huì)引起致命疾病的寄生原生生物。
鞭毛
大部分的原生生物在其生活史中某一階段具有鞭毛或纖毛,纖毛較鞭毛短且數(shù)目多,他們像船槳一樣有韻律的移動(dòng)細(xì)胞。原核生物的鞭毛是與細(xì)胞表面相接觸 (如細(xì)菌),而真核生物的鞭毛和纖毛則為細(xì)胞質(zhì)的延伸,由微細(xì)管成束組成,外覆細(xì)胞膜,他們具有基本構(gòu)造 (9+2型的微細(xì)管排列)。
營(yíng)養(yǎng)方式
簡(jiǎn)介
幾乎所有的原生生物都進(jìn)行有氧呼吸。他們的營(yíng)養(yǎng)方式也是真核生物中變異最大的,有些為自養(yǎng) (autotrophs) ,有些為異養(yǎng) (heterotrophs) ,還有些為混合營(yíng)養(yǎng) (mixotrophs) 的,可行光合作用和異養(yǎng) (如眼蟲)。因此可用營(yíng)養(yǎng)方式將原生生物分為三群 :
類似植物
類似植物的藻類 (Photosynthetic (plant-like) protists : algae) 一含有葉綠體,能進(jìn)行光合作用的自營(yíng)營(yíng)養(yǎng)方式。
類似菌類
類似菌類的原生菌類 (absorptive(fungus-like)protists,無(wú)特別名稱)一吞噬有機(jī)化合物或分泌酵素,分解并吸收有機(jī)分子的異營(yíng)營(yíng)養(yǎng)方式。
類似動(dòng)物
類似動(dòng)物的原生動(dòng)物類 (ingestive (動(dòng)物界 like) protists : 原生動(dòng)物界)一吞噬大食物而為異營(yíng)的營(yíng)養(yǎng)方式。
原生菌類
綜述
原生菌類如黏菌(slime molds) 和水霉 (H?O molds),他們的外表特征與菌物界的成員相似,且皆為異養(yǎng),儲(chǔ)藏肝,細(xì)胞壁含纖維素與甲殼質(zhì) (chitin),因此有些分類學(xué)家仍將黏菌與水霉歸在菌物界。但他們與菌物界的成員的關(guān)系并不密切,如他們有游走細(xì)胞(swiwming cells),具鞭毛 ; 或行阿米巴蟲運(yùn)動(dòng),而與菌類不同 ; 黏菌有吞噬作用,吞入固體食物,而菌類則分泌酵素,將食物分解而行吸收。此外,有些卵菌門會(huì)儲(chǔ)藏一種糖類——海帶多糖(mycolaminarin),此物質(zhì)很像褐藻中的儲(chǔ)藏物質(zhì),但與菌類、植物、動(dòng)物都不同。黏菌和水霉傳統(tǒng)上被視為菌類,但經(jīng)由以上特征,他們較適合歸在原生生物界。
分類
黏菌又分為原生質(zhì)體黏菌 (plasmodial slime molds) 和細(xì)胞性黏菌(cellular slime molds)。水霉又分為單鞭毛可動(dòng)細(xì)胞 (uniflagellate motile cells)和雙鞭毛可動(dòng)細(xì)胞 (biflagellate motile cells)。
原生動(dòng)物
分類
原生動(dòng)物大都為可運(yùn)動(dòng)的掠食者或寄生者,可分為下列幾類 :
錐體蟲類
具鞭毛的原生動(dòng)物 (flagellated Protozoans) 一如引起非洲昏睡病的 錐體蟲類(trypanosomes) (感染人的消化道)、感染人類生殖道的滴蟲類(trichomonads)。
似阿米巴蟲的原生動(dòng)物 (amoeboid Protozoans) 一藉偽足移動(dòng),如有殼 或無(wú)殼的變形蟲 (amoebas)、有孔蟲類 (foraminiferans)、太陽(yáng)蟲類 (heliozoans) 和放射蟲類 (radiolarians)。
孢子蟲類(sporozoans)
一能滑行或不能運(yùn)動(dòng),如瘧原蟲屬 (Plasmodium)會(huì)引起瘧疾。
纖毛蟲類 (ciliates) 一利用眾多的纖毛來(lái)運(yùn)動(dòng)和覓食,如草履蟲。
原生生物(protist / protoctists)是單細(xì)胞(亦有部份是多細(xì)胞)生物,它們的細(xì)胞內(nèi)具有細(xì)胞核和有膜的細(xì)胞器。原生生物比原核生物更大、更復(fù)雜。有些原生生物可以借助光合作用制造食物,原生生物界至少包含5萬(wàn)種的生物。
特征
原生生物的特征:
原生生物包括簡(jiǎn)單的真核生物(即具有真正的細(xì)胞核),多為單細(xì)胞動(dòng)物,亦有部份是多細(xì)胞的,但不具組織分化。這個(gè)界別是真核生物中最低等的。
所有原生生物都生存于水中。
所有既不是動(dòng)物、植物或真菌的真核生物就是原生生物,包括纖毛門(ciliates),阿米巴蟲(amoebae),瘧原蟲(malarial parasites),粘菌,浮游生物(plankton),海藻(sea weed)和營(yíng)光合作用的單細(xì)胞游動(dòng)微生物,如眼蟲等。按老的定義,原生生物包括真核生物和單細(xì)胞物種。
藻類生物
綜述
藻類包括好幾個(gè)相當(dāng)不同的生物群,他們共同特點(diǎn)是具有光合作用的能力,而且保有在水中生長(zhǎng)的原始習(xí)性,藻類異于植物之處,在于(1)單細(xì)胞藻類(unicellular algae),其本身即可作為配子(gamete),(2)一些多細(xì)胞藻類(multicellular algae),其配子囊 (gametangium,產(chǎn)生配子的構(gòu)造) 和孢子囊(sporangiun,產(chǎn)生孢子的構(gòu)造) 為單細(xì)胞構(gòu)造,(3)其余的多細(xì)胞藻類,其配子囊為多細(xì)胞構(gòu)造,但每個(gè)細(xì)胞都具有生殖能力,各產(chǎn)生一個(gè)配子。藻類主要生長(zhǎng)在淡水、咸水或半咸水的水域中,或泥土中,下雨過(guò)后的水洼、花盆外側(cè)、墻上,或與菌類 (如地衣)、植物 (如滿江紅葉部空腔內(nèi)的念珠藻)、動(dòng)物共生。
分類依據(jù)
目前已知的藻類種數(shù)約為23,000種,其分類主要依據(jù) :
1光合作用色素的種類,
2貯藏物的性質(zhì),
3細(xì)胞壁的成分,
4鞭毛的數(shù)目和位置,
5細(xì)胞內(nèi)的細(xì)微構(gòu)造。
依此可將原生生物界的藻類分為6門。
分類作用
藻類 (本段文包括原核生物界的藍(lán)菌門) 和人類有密切的關(guān)系,大氣中50%的氧是由藻類行光合作用放出的。而且藻類也和維管植物一樣,在生態(tài)系中扮演初級(jí)生產(chǎn)者 (primary producer) 的角色,尤其在水生生態(tài)系(aquatic ecosystem) 中,藻類為其他初級(jí)消費(fèi)者 (primary consumers) 如魚、蝦等的主要食物來(lái)源。有些藻類可以食用 (如藍(lán)綠藻的發(fā)菜(Nostoc),褐藻綱的昆布(Laminaria) 和群帶菜,紅藻門的頭發(fā)菜 (Bangia)、紫菜(Porphora)、龍須菜(Gracilaria) 和菩提藻 (Grateloupia) ,有些大型海藻可以當(dāng)飼料,有些褐藻可以當(dāng)肥料。有些紅藻的細(xì)胞壁含有石灰質(zhì),會(huì)堆積為暗礁;硅藻的遺體也會(huì)堆積成為矽藻土。此外紅藻的細(xì)胞壁含有多醣類,可萃取而制成瓊脂(agar) ; 褐藻綱的細(xì)胞壁含有藻素(algin),可制成凝膠 (gel) 或安定劑。尚有些紅藻可用來(lái)配藥,有些褐藻還可用來(lái)提煉工業(yè)用的石油。近年來(lái)更有許多藻類被經(jīng)由人工大量培養(yǎng)而成為健康食品,如綠藻門的綠胞藻 (Chlorella) 和連營(yíng)藻 (Scenedesmus),藍(lán)菌門的螺旋藻 (Spirulina) 等。
危害
藻類亦給人類帶來(lái)困擾,當(dāng)水域中某種營(yíng)養(yǎng)鹽過(guò)高時(shí),容易造成某種藻類過(guò)度繁殖,而產(chǎn)生藻華 (bloom) 或赤潮 (紅色 tide)現(xiàn)象。在這種優(yōu)養(yǎng)(富營(yíng)養(yǎng)化) 的狀況下,當(dāng)藻類死亡時(shí),細(xì)菌分解藻類后,水中會(huì)缺氧而最后使魚、蝦死亡。
生態(tài)習(xí)性
藻類的形狀和大小,差異甚大 : 小者如單細(xì)胞的單細(xì)胞藻類(Chlamydomonas火龍?jiān)?/a>),長(zhǎng)度僅5-25m左右 ; 而大者如昆布 (Laminaria),長(zhǎng)可達(dá)數(shù)尺。另有些為群體、管狀、絲狀或薄膜狀。
藻類可以斷裂 (fragmentation),或動(dòng)孢子 (planospore) 或不可動(dòng)孢子(aplanospore) 行無(wú)性生殖。當(dāng)環(huán)境惡劣時(shí),可以同形配子 (同配生殖)、不同形配子 (anisogamy) 或精卵結(jié)合 (oogamy) 進(jìn)行有性生殖。
生活史
藻類的生活史有三型:
合子生活史 (zygotic life cycle) 一生活史中的個(gè)體以配子體 (單套) 世代占優(yōu)勢(shì),只在合子短暫的時(shí)期具有雙套,并進(jìn)行合子減數(shù)分裂(zygotic meiosis),原始的藻類多行此種生活史,如單細(xì)胞藻類。
配子生活史 (gametic life cycle) 一生活史中的個(gè)體以孢子體 (雙套)世代占優(yōu)勢(shì),只在配子短暫的時(shí)期具有單套,產(chǎn)生配子之前行減數(shù)分裂(gameticn meiosis),此種生活史似動(dòng)物,如硅藻。
孢子生活史 (sporic life cycle) 一生活史中孢子體和配子體交替出現(xiàn),具明顯的世代交替,產(chǎn)生孢子時(shí)進(jìn)行減數(shù)分裂 (sporic meiosis),藻類和植物多行此種生活史 ; 其中有些藻類的孢子體和配子體同型(isomerphic alternation of generation),如石,有些則不同型(heteromorphic alternation Of generation) ,如石莼屬。
參考資料 >