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纤毛虫

纤毛虫属纤毛门(Ciliophora),大多数纤毛虫在生活史的各个阶段都有纤毛,以纤毛作为运动细胞器。纤毛在虫体表面有节律地顺序摆动,形成波状运动,加之纤毛在排列上稍有倾斜,因而推动虫体以螺旋形旋转的方式向前运动。虫体也可依靠纤毛逆向摆动而改变运动方向,向后移动等。在虫体的近前端有一明显的胞口,下接胞咽,后端有一个较小的胞肛。多数纤毛虫营自生生活,少数可寄生于无脊椎动物和脊椎动物的消化道内。与医学有关的仅有结肠小袋纤毛虫。 [1]

纤毛虫(ciliate)具纤毛的单细胞生物,纤毛为用以行动和摄取食物的短小毛发状小器官。通常指纤毛亚门(Ciliophora)的原生动物,约有8000个现存种,纤毛通常呈行列状,可汇合成波动膜、小膜或棘毛。

绝大多数纤毛虫具有一层柔软的表膜和近体表的伸缩泡。有些有丝泡、毒囊或菌囊等小器官,其功能尚不甚了解。虽然大部分纤毛虫营自由生活和水生生活,但有些种类如致痢疾的肠袋虫属(Balantidium)则是寄生的。还有许多种类是在无脊椎动物的鳃或外皮上营外共栖生活。有性现象包括接合(个体之间核的交换)和自体受精(在一个体内核的重建),无性生殖通常是出芽或横向的二分裂。纤毛虫滋养体为圆形或椭圆形,大小为 (50~200)µm×(20~80)µm,无色透明或呈淡绿灰色,外被表膜覆盖斜纵行的纤毛,包绕整个虫体。滋养体借助纤毛的行规则的摆动或旋转运动,易变形。在滋养体前端有一凹陷的胞口(cytostome),下接胞咽,借助胞口纤毛的摆动,将颗粒状食物如淀粉粒、细胞、细菌、油滴状物等送入胞咽。进入胞内颗粒形成食物泡,消化后残留物经胞肛(cytopyge)排出胞外。纤毛虫具有大核和小核。大核一至几十个,控制代谢和发育功能;小核一至几百个,为接合所必需,但对於生存并不是必需的。这种遗传物质的分离与复杂的细胞质分化有密切关系。纤毛亚门可能是一个高度特化的类群,仅有一纲纤毛纲(Ciliatea),并以纤毛为依据分成四个亚纲全毛亚纲(Holotrichia)、缘毛亚纲、吸管亚纲和旋毛亚纲。 [1]

纤毛虫的体形多样化,有球形、椭圆形、瓶形、杯形、树枝形等。其营养体在成熟期营固着生活,用柄或身体后端固着在各种基质上。全部纤毛均退化,只有自身体表射出1至多个吸管状的触手以捕获和吮吸食物。掠食方式十分有趣,能因口味不合而放过细小的鞭毛虫,如果感到有可口的猎物(如草履虫)靠近,就突然伸长触手刺入捕获物,并立即放出毒素以麻醉它,然后慢慢吸吮其最有营养价值的细胞核部分。在掠食时伸缩泡的活动频率也大大加快。这种吃食用的触手的顶端有一个小的球形结节,叫吮吸触手。另一种触手较细长,顶端是尖的,作为抓食时卷缠捕获物之用,叫抓握触手。只有少数种类同时有这两种类型的触手。触手在全身分布均匀,或聚集成束。柄自身体后部的帚胚处伸出,长短不一,有的种类无柄。一般有一个伸缩泡及大、小核。大核的形状多变,有椭圆、长带、树枝等形状。有的种类还有几丁质的外壳以保护身体。 [1]

纤毛虫具有大核和小核均一到数个,小核司繁殖,大核司营养。以二分裂法增殖或接合生殖。前者采取无丝分裂,后者为有丝分裂。接合生殖时,遗传特征由小核传递,但也有证据表明大核可能含有决定虫体表型特征的因子。 [1]

海洋纤毛虫虽然个体微小,生活在海洋大环境中,但是与人类有密切的关系。从以下方面可以看出:1)构成病害或危害:许多栖生或寄生种类造成海洋水产养殖病害;此外,某些海洋纤毛虫是“赤潮”种,大量繁殖时,会爆发形成赤潮;2)作为海水的清洁工:海洋纤毛虫以有机碎屑和细菌为食物,其适量存在对海水的清洁具有重要作用;3)作为生物指示种: 纤毛虫生命周期短,其种类构成与群落结构可对水环境的改变( 如污染发生) 做出相应的反应,因此在海洋环境的生物监测和环境保护的研究中有着广泛的用途;4)在生态学研究方面,作为超微型与小型浮游生物之间的连接环节,纤毛虫在海洋微食物网内的碳循环和加速有机磷的物质循环过程中具有十分重要的地位;5)此外,纤毛虫具有独特的大小型双核型,个体较大,容易培养,繁殖周期短等优点,像海洋游仆虫等许多种类常被用作核-质关系探讨、遗传学及细胞学研究的理想材料。正是由于上述的几个原因,人们对海洋纤毛虫的研究越来越成为海洋生物学研究特别是海洋生态学研究的关注焦点。 [1]

全基因组复制是极其强大的演化力量,而人们非常关注的是,这些事件中复制的基因发生了什么。现在,纤毛虫Parameciumtetraurelia的基因组序列已经测序完成,它的近4万个基因(它是一个基因非常丰富的基因组)表明,至少有三个连续的全基因组复制。由于基因顺序在Paramecium中保持得特别好,所以有可能对在每个事件中所复制的基因进行识别,从而为在复制之后不同时间的基因损失情况提供一个完整的画面。

结肠小袋纤毛虫〔Balantidium coli(Malmsten,1857)Stein,1862〕属小袋科、动基裂纲,是人体最大的寄生原虫。Malmsten于1857年由两名痢疾患者的粪便中发现了一种纤毛虫,定名为Parameciumcoli。Stein于1862年将该种归于小袋属Balantidium,更名为结肠小袋纤毛虫。该虫寄生人体结肠内,可侵犯宿主的肠壁组织引起结肠小袋纤毛虫痢疾。

【形态与生活史】

结肠小袋纤毛虫生活史中有滋养体和包囊两个时期。滋养体呈椭圆形,无色透明或淡灰略带绿色,大小为30~200×25~120μm。全身披有纤毛,活的滋养体可借纤毛的摆动呈迅速旋转式运动。虫体极易变形,前端有一凹陷的胞口,下接漏斗状胞咽,颗粒食物借胞口纤毛的运动进入虫体,形成食物泡经消化后,残渣经胞肛排出体外。属纤毛虫门、少膜纲、腹口亚纲、盾纤目。虫体略成葵花籽形,长50-75чm,宽20-50чm,内质不透明,虫体中、后部各有一伸缩泡(contractilevacuo1e)具有调节渗透压的功能。苏木素染色后可见一个肾形的大核和一个圆形的小核,后者位于前者的凹陷处。包囊圆形或椭圆形,直径为40~60μm,淡黄或淡绿色,囊壁厚而透明,染色后可见胞核。

包囊污染的食物和饮水经口进入宿主体内,在胃肠道脱囊逸出滋养体。滋养体在结肠内定居,以淀粉颗粒、细菌及肠壁脱落的细胞为食,迅速生长,以横二分裂进行繁殖,在分裂早期虫体变长,中部形成横缢并收缩,后面的个体另长出胞口,小核首先分裂,大核延长并在中部收缩形成两个核,然后从横缢处分开。前面的收缩泡进入前面子体,后端的收缩泡则进入另一子体。刚形成的子体较母体小,通过接合生殖逐渐恢复原来大小。在一定的条件下滋养体还可侵犯肠壁。由于肠内理化环境的变化,部分滋养体变圆,并分泌囊壁成为包囊,包囊随粪便排出体外。包囊在外界无囊内增殖。滋养体若随粪便排出,也有可能在外界成囊,人体内的滋养体较少形成包囊。 [1]

纤毛虫病流行特点,该病由聚缩虫、累枝虫、钟形虫等纤毛虫寄生引起。南方全年都发生,7-11月为发病高峰期。所有水产养殖品种都会被纤毛虫寄生。特别是河蟹和虾,各个生长阶段都有发生。卵被寄生,不能正常发育。虾被寄生,幼虾会大量死亡,成虾不能食用。1-5期幼蟹被寄生后,会爬上岸,不下水,死亡率高达70%-95%;成蟹被寄生,因不能正常脱壳而死亡。

发病症状,纤毛虫能在河蟹、虾全身寄生、污泥等又附着在纤毛虫上,手摸像一层滑滑的油状物。严重寄生时,虾、蟹全身长满纤毛虫、口器不能张口,眼睛不能伸缩转动,最后被饿死或累死。

药物防治,每公斤饲料添加土霉素5-8克、菌毒散10克或灭虫净10克。外用药选择纤虫必克(0.15-0.3毫克/升)、鱼用鳋鲺净(0.01-0.015毫克/升)。

1.甲醛溶液浸泡用布缝制成网箱状的网套,深11.5米,准确计算水体,用200x106-300x106甲醛+10克/米3呋喃唑酮浸浴30分钟,浸浴时药物先溶解稀释后均匀泼洒,并在浸浴过程中要注意观察病鱼的活动情况,发现异常放掉布网套即可。

2.硫酸铜溶液浸泡将病鱼集中在布网套中,使水体药物浓度达2克/米3,同时加10~20克/米3氯霉素进行浸浴。使用硫酸铜与硫酸亚铁合剂泼洒浸泡效果更佳。

3.病轻或未发病的网箱,采用杀虫1号(硫酸铜制剂)片剂挂袋防治,具体操作为网箱内对角各挂1片。药袋深为0.51米。

大熊猫消化竹子靠“纤毛虫”帮忙

国宝大熊猫属食肉目动物,但它90%以上的营养来源于竹子。大熊猫如何能够消化高纤维的竹子呢?这一直是一个谜。成都大熊猫繁育研究基地传出消息:科技人员经过5年努力,首次在大熊猫胃内发现纤毛虫,这一发现将对大熊猫消化生理学研究产生深刻影响。食肉目动物大熊猫具有典型食肉动物的消化道:肠道短,没有复胃,缺发达的盲肠。因此,大熊猫如何消化竹子,是无数人想解开的谜团。5年前,在四川省学术和技术带头人培养基金、成都市城市建设管理委员会、成都大熊猫繁育研究基金会的资助下,成都动物园费立松研究员领导的科研小组就此展开了专题研究。

5年中,费立松研究员和四川农业大学的杨光友教授密切合作,终于在大熊猫的胃内发现了大量纤毛虫的存在。除此以外,科学家们还有3项重大发现:检测到大熊猫消化道内含有很高的淀粉酶;大熊猫消化道缺乏乳糖酶;在大熊猫粪便中培养、富集到纤维素分解菌和产甲烷菌。

据介绍,一般在食草动物消化道内才有纤毛虫,它的生物总量占整个消化道微生物总量的50%左右,在植物性食物的消化与利用方面发挥着重要作用。研究人员在5只大熊猫胃内发现的纤毛虫密度低于牛羊等复胃食草动物。

费立松研究员告诉记者,在食肉目单胃动物大熊猫的胃内发现纤毛虫,在世界上尚属首次。这为探索大熊猫对竹类植物性食物的消化与利用机理打下了基础。 国宝大熊猫属食肉目动物,但它90%以上的营养来源于竹子。大熊猫如何能够消化高纤维的竹子呢?这一直是一个谜。近日,成都大熊猫繁育研究基地传出消息:科技人员经过5年努力,首次在大熊猫胃内发现纤毛虫,这一发现将对大熊猫消化生理学研究产生深刻影响。

除了在大熊猫的胃内发现了大量纤毛虫外,科学家们还有3项重大发现:检测到大熊猫消化道内含有很高的淀粉酶;大熊猫消化道缺乏乳糖酶;在大熊猫粪便中培养、富集到纤维素分解菌和产甲烷菌。

费立松研究员告诉记者,在食肉目单胃动物大熊猫的胃内发现纤毛虫,在世界上尚属首次。这为探索大熊猫对竹类植物性食物的消化与利用机理打下了基础。食肉的大熊猫在其长期的进化过程中,食性出现变化,主要是为了适应生活环境。


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