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原生生物(學名:Protist)統稱真核生物域中,不屬於植物動物真菌,一般個體微小、多數為單細胞、有細胞核原生質膜包圍的細胞器真核生物。原生生物譜系是一個並系群而非單系群,因為它們並不是一個自然類群,各個大類群之間差異很大且不知道他們的派生關係,過去單純為了研究方便,將這些細胞結構繁殖生活史等方面表現出很大的差異的生物暫時歸為一類。

原生生物主要生活在包含液態水的環境中。藻類等原生生物會進行光合作用,同時他們也是生態系統中的初級生產者,在海洋中這類生物屬於浮游生物。其他的原生生物會導致一系列的較為嚴重的人類疾病,這類生物有比如動質體頂復門動物等,導致的疾病包括部分種類的阿米巴原蟲瘧疾非洲錐蟲病[1]

單細胞原生生物雖沒有細胞分化,為了執行各種生物學功能,結構更為複雜。結構複雜、變異多樣的始祖原生生物發展成為現代原生生物的祖先以及多細胞真核生物——植物真菌動物

演化

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的。大部分的原生生物為單細胞,因此常被認為是最原始、最簡單的一群真核生物,是五界中在形態、解剖、生態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動物界中。有些原生生物的細胞非常複雜,雖然只是單細胞的個體,但必需像植物體或動物體執行所有的新陳代謝。由此可知,真核生物的起源是生物演化史上的重要突破[2]。  

分類

歷史分類

德國生物學家格奧爾格·奧古斯特·戈德弗斯在1830年第一次將原生生物與其它生物區分開來,他使用「protozoa」(原生動物)一詞來指代例如纖毛蟲珊瑚等生物。這一生物分類在1845年被擴展到包含所有單細胞動物,例如有孔蟲門變形蟲等。19世紀60年代英國生物學家約翰·霍格}第一次提出了Protoctista這一正式的生物分類學,他認為原生生物應該包括在他看來原始的單細胞動物和植物。霍格將原生生物定義為「自然界的第四界」,其它三界分別為植物界、動物界和礦物質界。在1866年,德國生物學家恩斯特·海克爾將礦物質界移出了生物分類學,並將原生生物命名為「protists」,使當時的生物分類為植物界、動物界和代表「原始生命界」的原生生物界[3]。那時原生生物依據其與更高一級的界的生物的相似性而被分為多個類別:「類似動物」的原生動物(Protozoa)、「類似植物」的葉狀植物(Thallophyte,主要是指單細胞藻類)、「類似真菌」的黏菌(slime molds)或水霉(water molds)或原生菌類。這種基於共同點,缺乏深度的分類方式被基於系統發生學(演化過程中生物的相關性)的分類方式所取代。但是這類術語至今仍然被用於描述這些生物的形態學生態學特徵。

一個世紀後,美國生物學家赫伯特·克普蘭恢復了霍格的命名方法,他認為「Protoctista」字面意思為「最先建立的生命」,同時他還抱怨稱海克爾的命名「protista 」還包括了如細菌在內的無核微生物,而他自己的「Protoctista」命名不包括這類生物。克普蘭的命名指代了含有細胞核真核生物,例如硅藻綠藻和[[真菌]。基於這一理論美國生物學家羅伯特·惠特克建立了包含了真菌界動物界植物界和原生生物界的四界分類系統。此後為了與原核生物進行區分,原生生物界只代表真核微生物,而原核生物則被分入原核生物界,這形成了五界分類系統。這一分類系統一直被廣為接受,直到20世紀末。那時分子系統發生學開始得到發展,人們開始意識到原核生物和原生生物兩者均不是一類具有相關性生物的集合(他們不是單系群)。

現代分類

目前「protist」這一術語被用來指代一系列的單細胞真核生物,這些生物可能以單獨細胞的形態或者以群落的形式存在,並且沒有分化出特別的組織。而「protozoa」則被用來指代原生生物中不形成絲狀結構的異營生物。這兩個屬於已經不再在現代生物分類學中使用,而僅僅是用來非正式指代其所代表的生物。

生物分類學中對原生生物的分類依舊在發生變化,較新的分類嘗試基於超微結構生物化學基因學層面使其指代單系群的生物。由於原生生物整體來看是並系群,因此如上所述的分類方法會使現有的界分類分裂或者被棄用,而不能將原生生物作為真核生物里的一個單獨的支線。由Adl et al. (2005)最近提出的一個方案既不會干擾生物分類學的正式分類,又可以將生物體編入一個分級編目中,這使得生物分類在相當長的一段時間內可以變得更穩定並易於更新。原生生物分類中有一些被認為是門分類的已經在本文右側的信息框中列出,其中有很多被認為是單系群,但是目前仍缺乏證實。例如古蟲界生物可能不是單系群的,又例如只有當定鞭藻門隱藻門被排除在外時,囊泡藻界生物才能說是單系群的。

特徵

* 原生生物是簡單的真核生物,多為單細胞生物,亦有部分是多細胞的,但不具組織分化。這個界別是真核生物中最低等的。
* 製造養分的方式,有的跟真菌一樣,吸收外間的營養;有的能行光合作用,亦能捕食,例如裸藻
* 所有原生生物都生存於水中。

常見的原生生物包括纖毛蟲(ciliates)、變形蟲瘧原蟲粘菌浮游生物海藻,也有光自營的單細胞遊動微生物,如眼蟲[4]

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纖毛,纖毛較鞭毛短且數目多,他們像船槳一樣有韻律的移動細胞。原核生物的鞭毛是與細胞表面相接觸 (如細菌),而真核生物的鞭毛和纖毛則為細胞質的延伸,由微細管成束組成,外覆細胞膜,他們具有基本構造 (9+2型的微細管排列) 。 

差異性

單細胞原生生物雖沒有細胞分化,為了執行各種生物學功能,結構更為複雜。結構複雜、變異多樣的始祖原生差異巨大,逐漸發展為現今的植物真菌動物

表面

*只有原生質膜變形蟲
*原生質膜外有胞外物質
*有堅硬的細胞壁硅藻放射蟲

運動方式

*鞭毛偽足
*纖毛運動

營養類型

幾乎所有的原生生物都進行有氧呼吸。他們的營養方式也是真核生物中變異最大的,有些為自營,有些為異營,還有些為混合營養的,可行光合作用和異養。

*光能自養型
*光能異養型鞭毛蟲
*化能異養型
*混合營養型

也可以根據類似的分類進行分類:

*類似植物:藻類,一含有葉綠體, 能進行光合作用的自營營養方式。
*類似菌類:原生菌類,一吞噬有機物或分泌酵素,分解並吸收有機分子的異營營養方式。
*類似動物:原生動物類,一吞噬大食物而為異營的營養方式。

攝食方式

*胞口攝食
*偽足吞噬
*胞飲

排泄

*伸縮泡的伸縮活動

細胞骨架

*如藻類細胞壁
*內骨骼放射蟲
*外殼有孔蟲

危害

藻類亦給人類帶來困擾,當水域中某種營養鹽過高時,容易造成某種藻類過度繁殖,而產生藻華 (bloom) 或紅潮 (red tide)現象。在這種優養(eutrophication) 的狀況下,當藻類死亡時,細菌分解藻類後,水中會缺氧而最後使魚、蝦死亡。  

生態習性

藻類的形狀和大小,差異甚大 : 小者如單細胞的單胞藻 (Chlamydomonassp.),長度僅5-25m左右 ; 而大者如昆布 (Laminaria),長可達數尺。另有些為群體、管狀、絲狀或薄膜狀。

藻類可以斷裂 (fragmentation),或動孢子 (planospore) 或不可動孢子(aplanospore) 行無性生殖。當環境惡劣時,可以同形配子 (isogamy)、不同形配子 (anisogamy) 或精卵結合 (oogamy) 進行有性生殖。  

原生生物

原生動物

原生動物大都為可運動的掠食者或寄生者,可分為下列幾類 :

具鞭毛的原生動物 (flagellated Protozoans) 一如引起非洲昏睡病的 錐體蟲類(trypanosomes) 、 感染人類生殖道的滴蟲類(trichomonads)。

似阿米巴的原生動物 (amoeboid Protozoans) 一藉偽足移動,如有殼 或無殼的變形蟲 (amoebas)、有孔蟲類 (foraminiferans)、太陽蟲類 (heliozoans) 和放射蟲類 (radiolarians)。

孢子蟲類 (sporozoans) 一能滑行或不能運動,如瘧原蟲屬 (Plasmodium)會引起瘧疾。

纖毛蟲類 (ciliates) 一利用眾多的纖毛來運動和覓食,如草履蟲。 真核生物除動物植物真菌三界之外統稱原生生物,爲並系群[5]

部分原生生物

* 等輻骨蟲綱(Acantharea),如等棘蟲
* 放射蟲綱(Polycystinea)
* 雙滴蟲類(Diplomonadida),如曲滴蟲賈第蟲
* 副基門(Parabasalidea)
** 毛滴蟲綱(Trichomonada)
** 超鞭毛綱(Hypermastigia)
* 透色門(Percolozoa)或葉足門(Heterolobosea),如集胞菌
* 眼蟲門(Euglenozoa)
** 動質體目(Kinetoplastida)
** 眼蟲綱(Euglenida)
* 隱藻綱(Cryptophyta)
* 定鞭藻綱(Haptophyceae),如球石藻等鞭金藻棕囊藻
* 不等鞭毛類(Heterokonta),除下列分類還包括輻球蟲蛙片蟲等。
** 金藻綱(Chrysophyceae)
** 硅鞭藻綱(Dictyochophyceae)
** 針胞藻綱(Raphidophyceae)
** 前毛壺菌綱(Hyphochytriomycetes)
** 卵菌綱(Oomycetes)
** 褐藻門(Phaeophyceae),如海帶巨藻馬尾藻墨角藻
** 硅藻門(Bacillariophyta)
** 黃藻門(Xanthophyceae)
* 囊泡蟲類(Alveolata)
** 頂復門(Apicomplexa),如瘧原蟲
** 纖毛蟲類(Ciliophora),如喇叭蟲中縊蟲榴彈蟲草履蟲四膜蟲
** 雙鞭毛蟲門(Dinophyceae)
* 單孢子蟲門(Haplosporidia)
* 絲足蟲類(Cercozoa)
* 根腫菌(Plasmodiophorida)
* 粒網足蟲類(Granuloreticulosea),如有孔蟲
* 葉足綱(Lobosea),如變形蟲(阿米巴)。
* 黏菌門(Mycetozoa)
* 原始色素體生物(Archaeplastida)
** 灰胞藻門(Glaucophyte)
*** 灰胞藻綱(Glaucocystophyceae)
** 紅藻門(Rhodophyta),如石花菜紫菜
*** 紅藻綱(Rhodophyceae)

視頻

原生生物相關視頻

學易精品課第二講:病毒、原核生物、真核生物辨析
中學生物--細胞分化
細胞骨架

參考文獻

  1. 什麼是原生生物,中國科學院微生物研究所
  2. 原生生物,網絡詞彙大全
  3. 第11節第5章 生命多樣性 第六章 生物的分類分析,原創力文檔
  4. 原生生物界,百度文庫
  5. 原生動物的分類 ,2011-05-08 14:36 醫學教育網