无脊椎动物常用于研究神经系统。由于一些无脊椎动物(如果蝇、海兔、线虫等)具有相对简单的神经系统,并且容易进行基因操作和实验处理,研究人员常常选择这些生物作为模型生物来研究神经系统的功能和机制。例如,线虫(Caenorhabditis elegans)因其神经系统由302个神经元组成,已被广泛用于研究神经元连接图谱、神经信号传递以及神经发育过程。
今日和大家分享原生动物有关知识,请查收:)
生存环境
淡水、海洋、土壤中的微水环境
运动
原生动物的运动是由运动细胞器进行,运动细胞器有两种类型,一种是鞭毛(flagellum)及纤毛(cilium);一种是伪足(pseudopodium)。
原生动物的运动依赖于细胞骨架的运动:微管的相对滑动。
其中,鞭毛与纤毛除了运动功能之外,它们的摆动,还可以引起水流、利于取食、推动物质在体内的流动,甚至起到过滤食物的作用。
营养
原生动物包含了生物界的全部营养类型,如:
植物性营养(holophytic nutrition)
腐生性营养(saprophytic nutrition)
绝大多数的原生动物通过取食活动获取营养
变形虫类通过伪足的包裹作用(engulment)吞噬食物
动物性营养(holozoic nutrition):食物->食物泡
呼吸
绝大多数原生动物时通过气体的扩散作用,从周围的水中获得氧气。
水分调节及排泄
在细胞代谢过程中,会产生含氮废物。
那大家可以想想这个废物是溶于水的还是不溶于水的?
答案是溶于水的。因为上文讲到,原生动物是生存在含水环境中的,那废物是溶于水的,更容易排出体外,而如果是不溶于水的,那原生动物排出废物时需要额外花费能量,这显然不是明智之举。
那我们上面一直都在说,水对于原生动物的益处(运动、取食、呼吸、排泄等),但“水能载舟,亦能覆舟”,所以水对于原生动物肯定也存在弊端,那原生动物又是如何解决的呢?
淡水生活的原生动物随着取食(吃饭的时候水也会进去噢)及细胞膜的渗透作用(这里也很简单,原生动物体内的浓度肯定是要比淡水浓度高的,所以水肯定是往体内流的哇),相当多的水分也随之不断地进入体内,所以需要不断地将过多的水分排出体外,不然原生动物就胀死咯
图源:Patterson, D. J. (1980). Contractile vacuoles and associated structures: their organization and function. Biological Reviews, 55(1), 1-46.
那原生动物中的伸缩泡(contractile vacuole)就用于解决这个问题
其中,A、B指的是纤毛虫伸缩泡具海绵管;而C、D指的是变形虫类伸缩泡具海绵泡
细胞质中过多的水分会形成小管(A、B)或小泡(C、D),由小变大,最后进入一个被膜包围的伸缩泡,当其中充满水分后,就自行收缩将水分通过临时或固定的孔排出体外。
但目前针对伸缩泡,仍存在许多未解之谜:
伸缩的原因:是主动还是被动?
伸缩泡膜的组成
伸缩泡的内容物以及伸缩泡和细胞质之间离子交换的机制尚不完全清楚
生殖
讲到生殖,我们先说说在生态学中用于描述生物在繁殖策略上不同适应模式——K对策与R对策。
K对策(K-strategy):
概念: K对策的生物倾向于在接近环境承载力(K值)的条件下生存和繁殖。这类生物通常生活在资源相对稳定且竞争激烈的环境中。
特征:
繁殖数量较少,但每个后代的生存机会较高。
投入大量资源用于抚养和保护后代,确保它们能长到成年。
生长速度较慢,寿命较长。
典型的K对策生物包括大型哺乳动物(如大象、鲸鱼)和一些鸟类(如秃鹫)。
环境适应性: K对策生物适应于稳定且竞争激烈的环境,在这种环境中,个体数量接近于环境的承载力,因此需要更多的资源投入到少数后代的成功上。
R对策(R-strategy):
概念: R对策的生物倾向于在远低于环境承载力的条件下繁殖,通常生活在资源丰富但不稳定的环境中。
特征:
繁殖数量众多,但每个后代的生存机会较低。
对后代的抚养和保护投入较少,更多依赖于数量上的优势来确保种群延续。
生长速度较快,寿命较短。
典型的R对策生物包括小型无脊椎动物(如昆虫)、鱼类和一些植物。
环境适应性: R对策生物适应于环境变化快且资源丰沛的条件下,通过快速繁殖来占领新资源或利用短暂的有利条件。
其中,R对策的一大特征在于生殖方式很复杂,在原生动物的生殖方式中可见一斑。
无性生殖(环境好时):二分裂;出芽生殖;多分裂;质裂;包囊生殖;孢子生殖
有性生殖(环境不好时):配子生殖、接合生殖(只存在于纤毛虫纲)
草履虫的接合生殖
图源:https://en.wikipedia.org/wiki/Paramecium
接合生殖很有意思,也有点复杂,其中大核被称为营养核,小核被称为生殖核,大家可以思考一下为什么要这样说呢?
先说小核叭,小核参与了遗传物质的交换与重组,所以这个称号不奇怪;
那大核为多倍体,其中包含大量的DNA,而通过中心法则与代谢可以简单但不严谨的这么说:越多的DNA,就能提供越多的能量啦。
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