原生生物

从进化支的角度来说,原生生物的定义令人非常不满意,因为它从结构出发,囊括了太多没有关联的形态。目前的分类学十分不固定,毫无疑问,当更多生物的基因关联被逐渐阐明时,它将变得极其复杂。但是目前,除了最为专业的研究,保留这个分类仍是很合理的。

尽管它们体积很小,但是原生生物可以呈现出一些美轮美奂的形态。放射虫是一种海洋浮游原生生物,它有一副透明的乳白色骨架,并呈现出惊人的对称感。它的骨架可以呈现很多形状,不过多数是球形、圆锥形或是火箭形的。它们的尺寸通常在20 ~ 400 微米之间(1微米等于百万分之一米)。这个生物群从5 亿4 千万年前的寒武纪开始到现在就几乎没什么变化。

多数放射虫作为独立的个体生存,但是有些物种可以形成由完全相同的细胞组成的群落,长度可达一米。它们的种类在赤道周围尤其丰富多样,特别是在上升流区域。

相比之下不那么漂亮,但是对于人类来说更为重要的是眼虫门,它根据眼虫藻命名,是一种没有细胞壁,可以在它生活的池塘中用单个鞭子状的“鞭毛”自由移动的单细胞原生生物。因为有一些眼虫藻拥有叶绿体,所以它们起初被划分成植物,但是最新的DNA 分析表明眼虫藻既不是植物,也不是动物,而是介于两者之间的某种生物——最早期的真核生物现存的直系后代。

这个种群里面的布氏锥虫,正是骇人的非洲昏睡病的起因。还有其他几种人类疾病也是由原生生物造成的,包括由疟蚊传播的疟原虫导致的疟疾,而疟疾差不多是造成最高死亡人数的传染性疾病,即使在今天,它仍然使撒哈拉以南非洲每年大约一百万人丧生。

原生生物还可以造成严重的经济影响,特别是在渔业和农业方面。海洋中的鞭毛藻类有时会以指数型速度繁殖,从而引发赤潮杀死大批鱼群并污染海洋食品。1845 年的爱尔兰马铃薯饥荒,饿死了将近四分之一的人口,而这一切的始作俑者就是原生生物致病疫霉,它能产生马铃薯晚疫病并彻底摧毁了爱尔兰农民赖以生存的农作物。

但是,在进化的过程中,这些简单的单细胞生物是如何变成主宰地球的后生动物这种大型复杂的多细胞动物(包括我们人类)的呢?它们肯定是以某种方式聚到一起,集合成简单的种群,从而向更复杂的形态进化。

我们可以把这视为当今物种进化的铺垫。团藻是镶嵌在粘液鞘里的球状细胞群(从500 到上千规模不一)。每个细胞有两个从粘液中突出的鞭子状的“鞭毛”,所以它们推动着整个细胞群。

大一点的细胞群中,有子细胞在母细胞里打转,像嵌套在大世界中的小世界一样。团藻在球体前端的“眼状斑点”展示出细胞功能分类的迹象,“眼状斑点”的作用是指引生物(或细胞群)到更光亮的地方去。与此相对,球体后端的作用是生成子细胞。

团藻似乎在不改变其形状的情况下,达到了一群细胞组成的球体的最高水平。虽然它已经以这种形式存在了数千年,但这种生物进化到此也就到头了。

真正通向多细胞动物之路的似乎是另一群简单的原生生物。领鞭虫目包含有150 个相似的物种,在海洋和淡水环境中都有它们的身影。它们是单细胞原生生物,得名于一圈围绕着一根鞭毛的微绒毛,就像领子一样。这根鞭毛有移动和获取给养的双重作用,它产生的水流可以促使食物微粒吸附在微绒毛上。

我们可以看到,单个的领鞭虫和最原始的后生动物的细胞有着惊人的相似点,那就是海绵状物。事实上,这个群落里的一些成员,比如原绵虫,在一部分生命周期中是群居的。这些半群居的领鞭虫类可能在外表上和所有后生动物的祖先非常相似。对于地球上的许多生命来说,领鞭虫类是它们的起点。

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Cyanobacteria
叠层石
这些西澳大利亚州鲨鱼湾的一层层的“岩石”,是上千年来蓝藻细菌捕捉到的沉积物微粒。

Volvox globator
团藻属
这个物种形成带有“子细胞”的球形群体。母细胞分解后,释放了它的“后代”。
Amoeba proteus
变形虫
它们生活在池塘泥沼中,这些单细胞生物在休眠时很容易被误认成有机体残骸。
Amoeba proteus
活动中的变形虫
当活动时,变形虫可以利用伪足(细胞质的“手臂”)较快地移动,伪足也可以用来诱捕猎物。
Euglena gracilis
鞭驱动原生生物
在电子显微照片中的两个绿色菱状物就是眼虫藻。鞭状纤毛在前面的纤毛虫中更为明显。
Protista
各种原生生物
每一滴池水或海水中都有一系列令人惊异的矽藻、鞭毛藻和放射虫。
Phytophthora infestans
马铃薯晚疫病
这个原生生物感染马铃薯的叶、茎和块茎,并使这种毁灭性的作用飞速传播。
Euplotes patella
膝盖骨原生虫
这种淡水纤毛虫经常被用在检测水质量的化学毒性试验中。
Stentor polymorphus
喇叭原生虫
这个漏斗状的原生生物在前端有一圈纤毛,用来把食物扫进食道。

Campanalla umbellaria
静态捕食者
这些原生生物通过肉茎可以吸附在其他物体的表面。它们碟状前端周围的纤毛产生漩涡以吸入食物。

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