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在动物与植物之间“兼职”的原生生物

媒体:自然阅览室  作者:涧歌
专业号:孙莹 2025/7/13 19:36:58

在自然界有一些特殊的生物,你说是植物吧,它又有动物的特征;你说是动物吧,它又有植物的特征。一时还不好分辨。

在生物分类中,这些介于动物与植物之间的生物一般是较低等的单细胞生物,有些虽然是多细胞的,但是并没有分化出组织,但还是属于细胞形态阶段,这些好像“打了两份工”、兼具动植物两者某些特征的特殊生物就是原生生物。

我们来看看这都是一些什么样的生物。

一、常见的原生生物

(一)眼虫

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有叶绿体,可通过光合作用制造养分(类似植物),同时具鞭毛能自由移动,无细胞壁(类似动物)。常见于淡水,如池塘、水沟。

(二)衣藻

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单细胞藻类,含叶绿体可光合作用,具两根鞭毛能游动,细胞壁主要成分为纤维素(部分植物特征),但运动能力类似低等动物。多分布在潮湿土壤、淡水水域。

(三)夜光虫

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属鞭毛虫类,无叶绿体时可捕食细菌(动物特性),但部分种类含共生藻类能进行光合作用(植物特性),夜间受刺激会发光。海水中常见,有时会引发赤潮。

(四)甲藻

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具有叶绿体(如沟鞭藻),能光合作用,同时有两根鞭毛可运动,部分种类无色素时靠吞噬获取营养,细胞壁含纤维素板片。是海洋浮游生物的重要组成部分,部分种类为发光生物。

(五)变形虫

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部分变形虫(如多核变形虫)会吞噬藻类,但不消化,而是保留藻类的叶绿体为自身提供养分,这种共生状态体现了动物与植物功能的结合。

(六)草履虫

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因为其外形像倒置的草鞋而得名,全身密布纤毛,靠纤毛摆动在水中游动,肉眼几乎不可见。体内有细胞核(大核和小核)、食物泡(消化食物)、伸缩泡(排出多余水分)等结构。依靠体表纤毛的协调摆动,在水中做螺旋式运动。属于异养生物,通过口沟摄取细菌、藻类等微小生物,形成食物泡消化吸收。主要通过二分裂(无性繁殖),环境恶劣时也能进行有性生殖(接合生殖)。

草履虫是生物学研究的模式生物之一,常用于观察单细胞生物的生命活动(如运动、摄食、繁殖等),也可作为水质监测的指示生物——当水体污染时,其数量可能减少。

以上这些单细胞生物的特征,体现了生物进化中动植物分化前的过渡形态,也反映了原生生物界的多样性和复杂性。

二、原生生物的定义

原生生物是一类真核生物,一字之差,千万不要和原核生物搞混。其定义可从以下关键方面理解:

(一)定义的核心

细胞结构:单细胞或简单多细胞(没有分化为组织)生物,具有真正的细胞核(真核生物),区别于原核生物(如细菌)。

进化位置:多数为独立于动物、植物、真菌之外的单细胞生物,部分多细胞种类(如海藻)也归为此类,但无组织分化。

代谢与习性:形态和功能多样,有的能光合作用(类似植物),有的可运动捕食(类似动物),有的营腐生生活(类似真菌)。

(二)关键特征

多样性:包括藻类(如衣藻、硅藻)、原生动物(如变形虫、草履虫)、黏菌等,彼此间亲缘关系较远。

过渡性:许多种类兼具动植物特征(如眼虫有叶绿体和运动能力),体现了早期生物进化的中间状态。

生态地位:是水体和土壤中的重要分解者或生产者,部分为寄生生物(如疟原虫)。

原生生物界是一个“杂类”集合,随着分类学发展,部分种类已被重新归类,但目前仍广泛用于概括这类兼具多种生物特性的真核单细胞(或简单多细胞)生物。

三、营养方式

原生生物的营养方式多样,根据获取能量和有机物的途径,主要可分为以下几类:

(一)光合自养型

这种类型的原生生物特点是含叶绿体或叶绿素,通过光合作用将光能转化为化学能,合成有机物。

如:衣藻、眼虫、甲藻、硅藻等藻类,能利用二氧化碳和水制造养分。形态多样,广泛分布于淡水和海洋,是重要的初级生产者。

还有一类裸藻(Euglenophyta)也具叶绿体,部分种类在无光时可通过体表吸收有机物质。

(二)异养型(吞噬或腐生)

吞噬作用(动物性营养):通过伪足(如变形虫)或胞口(如草履虫)吞噬细菌、藻类或有机碎屑,形成食物泡消化吸收。

腐生生活:分泌酶分解环境中的有机物(如死亡生物残骸),吸收营养,如部分黏菌。

草履虫(Paramecium):具纤毛的单细胞生物,通过口沟吞噬细菌和藻类,食物泡消化后吸收营养。

黏菌(Slime mold):如多头绒泡菌,营腐生生活时会形成原生质团,分解腐烂植物获取养分,繁殖时形成孢子。

(三)混合营养型

同时具备自养和异养能力:如夜光虫,有共生藻类时可光合作用,无光时则捕食细菌;部分甲藻在光照下进行光合作用,也能摄取有机颗粒。

沟鞭藻(Gonyaulax):甲藻的一种,含叶绿体可光合作用,也能通过吞噬其他微生物补充营养,部分种类是赤潮的主要成因。

放射虫(Radiolarian):海生单细胞生物,中央囊外有伪足,可捕捉浮游生物,同时体内常有共生藻类进行光合作用。

(四)寄生型

从宿主细胞或体内获取营养,多数为病原体:如疟原虫(寄生在人体红细胞中)、锥虫(引发昏睡病),依赖宿主生存并繁殖。

贾第虫(Giardia):寄生在人体肠道内,引起腹泻等症状,通过吸附在肠壁获取营养,是常见的水源性寄生虫。

利什曼原虫(Leishmania):通过白蛉传播,寄生在人体巨噬细胞中,引发利什曼病(如黑热病)。

这些例子进一步体现了原生生物营养方式的多样性,从自养到异养、寄生及混合模式,覆盖了几乎所有可能的生存策略,也使其在生态系统中占据了多样化的生态位。

这些营养方式的多样性,体现了原生生物对不同环境的适应能力,也反映了其在生态系统中作为生产者、消费者或分解者的多重角色。

四、繁殖方式

原生生物的繁殖方式多样,根据种类和环境条件,主要分为无性繁殖和有性繁殖两大类,部分种类还能在不同环境下切换繁殖模式,具体如下:

(一)无性繁殖

二分裂(Binary fission):单细胞生物细胞核先分裂,随后细胞质等分,形成两个子细胞。如草履虫、变形虫、多数细菌型原生生物。

出芽生殖(Budding):母体长出芽体,逐渐分化为新个体,如某些酵母菌(部分原生生物归类)。

孢子生殖(Sporulation):产生无性孢子(如游动孢子),在适宜环境中发育为新个体,常见于黏菌、部分藻类(如绿藻)。

裂殖(Schizogony):细胞核多次分裂后,细胞质包绕每个核形成多个子细胞,如疟原虫在红细胞内的繁殖。

(二)有性繁殖

配子结合(Gamete fusion):产生雌、雄配子(或同型配子),通过受精形成合子,如衣藻在不良环境下会进行有性生殖。

接合生殖(Conjugation):两个细胞临时连接,交换遗传物质后分离,如草履虫的接合生殖,通过交换核物质增加基因多样性。

(三)环境适应与繁殖策略

当条件优越时,多以无性繁殖快速增殖(如眼虫、硅藻)。

如果处于营养缺乏、极端温度的环境压力下,则转向有性繁殖,通过基因重组增强后代适应力,或形成休眠体(如包囊)度过不良环境(如变形虫形成包囊)。

(四)特殊繁殖方式

世代交替(Alternation of generations):部分多细胞原生生物(如海藻)存在二倍体孢子体和单倍体配子体的交替,类似植物的繁殖模式。

原生生物的繁殖方式与其单细胞特性和环境适应性紧密相关,无性繁殖保证快速繁衍,有性繁殖则通过基因重组提升生存竞争力,这种灵活性使其能在多样生态环境中存续。

原生生物虽个体微小,却在生命演化长河中占据着不可替代的关键地位。从单细胞的草履虫、变形虫,到多细胞(非组织细胞)的水绵,它们以丰富多样的形态和生命活动,展现出生物界最原始、最灵动的生命力。它们不仅是生态系统中物质循环与能量流动的重要参与者,更是生物学研究的基础,为人类理解生命本质提供了窗口。原生生物的存在时刻提醒我们:生命的伟大,往往始于微观世界的精妙与坚韧,每个微小个体都承载着地球生命演化的奥秘与奇迹。

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