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動物的祖先——草履蟲
一，原生動物門概覽
原生動物是動物界里最原始、最低等的動物，堪稱動物始祖。其身體微小，體長一般在幾微米到幾十微米之間，由單核細(xì)胞構(gòu)成，故也稱其為單細(xì)胞動物。和多細(xì)胞動物一樣，原生動物可行使運(yùn)動、消化、呼吸、排泄、感應(yīng)、生殖等基本生活機(jī)能，但無器官系統(tǒng)，僅由細(xì)胞分化出不同的部分來完成。在自然界中，原生動物分布廣泛，一般我們在淡水、海水以及潮濕的土壤中均可見其身影。依據(jù)不同的形態(tài)特征，原生動物可下分四綱：鞭毛綱、肉足綱、孢子綱以及纖毛綱。
二，草履蟲（Paramedium caudatum）
草履蟲隸屬于原生動物門，纖毛綱，膜口目，草履蟲科，是原生動物門的代表物種。其生活于淡水中，一般在池沼、小河中均可采集到。
（圖1 草履蟲的形態(tài)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)）
（一）草履蟲的形態(tài)結(jié)構(gòu)
草履蟲體長為80-300微米，其形狀神似草鞋，全身被滿縱行排列的纖毛，因此而得名。體前端開始有一道溝斜伸向身體中部，溝后有口，名曰口溝，口溝后端具一胞口，下連漏斗形胞咽，起攝食作用。蟲體的表面為表膜，在電子顯微鏡下可見表膜由外中內(nèi)三層結(jié)構(gòu)組成（如圖2）。其中最外層一層膜在體表及纖毛纖毛上連續(xù)，中層和內(nèi)層膜形成表膜泡的鑲嵌系統(tǒng)，以此增加表膜的韌性和硬度，保護(hù)細(xì)胞質(zhì)。
（圖2，箭頭所指即為表膜結(jié)構(gòu)）
表膜內(nèi)為草履蟲的細(xì)胞質(zhì)，可分為外質(zhì)和內(nèi)質(zhì)。外質(zhì)一般指表膜之下的一些小桿狀結(jié)構(gòu)，其排列整齊，與表膜相垂直，此為刺絲泡。當(dāng)草履蟲受到刺激時(shí)，刺絲泡可射出其內(nèi)容物，遇水成細(xì)絲，保護(hù)蟲體。外質(zhì)之下即為內(nèi)質(zhì)，內(nèi)質(zhì)多顆粒，能流動，其內(nèi)有細(xì)胞核、食物泡、伸縮泡等結(jié)構(gòu)。草履蟲的細(xì)胞核有大小兩核，大核呈透明腎形，營營養(yǎng)代謝；小核位于大核凹處，營繁殖和遺傳。食物泡為草履蟲胞咽下端的圓形小泡，內(nèi)含豐富營養(yǎng)物質(zhì)，可維持生存。伸縮泡存在于蟲體前部和后部，每個(gè)伸縮泡向周圍的細(xì)胞質(zhì)伸出放射排列的收集管，端部與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的小管相通連（如圖3），可調(diào)節(jié)水分平衡。
（圖3 草履蟲伸縮泡的微細(xì)結(jié)構(gòu)）
（二）生理機(jī)能
（1）運(yùn)動。
草履蟲的表膜下有一套與纖毛結(jié)合且復(fù)雜的小纖維系統(tǒng)，各種小纖維聯(lián)結(jié)成網(wǎng)狀，可傳導(dǎo)沖動并協(xié)調(diào)纖毛的活動，因?yàn)椴萋南x的運(yùn)動主要依靠纖毛來完成。游泳時(shí)，全身的纖毛有節(jié)奏地?cái)[動，且由于口溝附近的纖毛較長，擺動有力，故蟲體一般旋轉(zhuǎn)前進(jìn)。
(視頻：【顯微鏡下的草履蟲（活體，正在運(yùn)動）-嗶哩嗶哩】 https://b23.tv/yxIGWb7）
（2）攝食與消化。
草履蟲的攝食主要依靠胞咽來完成，胞咽內(nèi)有特殊的纖毛組不斷擺動，可使水流進(jìn)入胞口，攜帶的食物在胞咽下端形成小泡。隨著小泡逐漸脹大，它會脫離胞咽落入細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，形成食物泡，完成攝食。食物泡會依照固定的路線在蟲體內(nèi)游動，在該過程中，溶酶體將融合于食物泡，在食物泡內(nèi)進(jìn)行消化，最后由身體后部的胞肛排出未消化的殘?jiān)?/p>
（視頻：【草履蟲的秘密-嗶哩嗶哩】 https://b23.tv/HIY0HPe）
（3）水分調(diào)節(jié)。
草履蟲水分的調(diào)節(jié)與其伸縮泡有關(guān)。伸縮泡的主泡及收集管上存在收縮絲，一般認(rèn)為由微管組成。收縮絲可通過收縮使內(nèi)質(zhì)網(wǎng)收集的水分和代謝廢物排入收集管，注入伸縮泡主泡，通過表膜上的小孔排出體外。通過該途徑，草履蟲可以不斷排出體內(nèi)過多的水分，調(diào)節(jié)平衡。
（4）生殖。
草履蟲的生殖方式可分為無性生殖和有性生殖。
（三）研究的意義
草履蟲因其個(gè)體較大，結(jié)構(gòu)典型，繁殖快，觀察方便，容易采集培養(yǎng)，因此一般作為生物學(xué)研究的代表動物。近年來通過對纖毛蟲分子生物學(xué)的研究，已知其在諸多方面都顯示了分子的獨(dú)特性。例如，如草履蟲大、小核同時(shí)存在又不相同，引起了人們對基因組組成和基因結(jié)構(gòu)等有關(guān)領(lǐng)域的研究興趣。大核中有成千上萬獨(dú)立的線性DNA，使之成為研究端粒結(jié)構(gòu)與形成的最佳材料。此外，大核基因組的獨(dú)特結(jié)構(gòu)也是研究基因表達(dá)的理想選擇，在遺傳密碼的使用上，亦具有獨(dú)特性。由此可見，草履蟲對于分子生物學(xué)的發(fā)展，未來將作出更大貢獻(xiàn)。
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