簡介
纖毛蟲(ciliate)具纖毛的單細胞生物,纖毛為用以行動和攝取食物的短小毛髮狀小器官。通常指纖毛亞門(Ciliophora)的原生動物,約有8000個現存種,纖毛通常呈行列狀,可匯合成波動膜、小膜或棘毛。絕大多數纖毛蟲具有一層柔軟的表膜和近體表的伸縮泡。有些有絲泡、毒囊或菌囊等小器官,其功能尚不甚了解。雖然大部分纖毛蟲營自由生活和水生生活,但有些種類如致痢疾的腸袋蟲屬(Balantidium)則是寄生的。還有許多種類是在無脊椎動物的鰓或外皮上營外共棲生活。有性現象包括接合(個體之間核的交換)和自體受精(在一個體核心的重建),無性生殖通常是出芽或橫向的二分裂。纖毛蟲滋養體為圓形或橢圓形,大小為(50~200)µm×(20~80)µm,無色透明或呈淡綠灰色,外被表膜覆蓋斜縱行的纖毛,包繞整個蟲體。滋養體藉助纖毛的行規則的擺動或旋轉運動,易變形。在滋養體前端有一凹陷的胞口(cytostome),下接胞咽,藉助胞口纖毛的擺動,將顆粒狀食物如澱粉粒、細胞、細菌、油滴狀物等送入胞咽。進入胞內顆粒形成食物泡,消化後殘留物經胞肛(cytopyge)排出胞外。纖毛蟲具有大核和小核。大核一至幾十個,控制代謝和發育功能;小核一至幾百個,為接合所必需,但對於生存並不是必需的。這種遺傳物質的分離與複雜的細胞質分化有密切關係。纖毛亞門可能是一個高度特化的類群,僅有一綱——纖毛綱(Ciliatea),並以纖毛為依據分成四個亞綱︰全毛亞綱(Holotrichia)、緣毛亞綱、吸管亞綱和旋毛亞綱。
結腸小袋纖毛蟲
結腸小袋纖毛蟲〔Balantidiumcoli(Malmsten,1857)Stein,1862〕屬小袋科、動基裂綱,是人體最大的寄生原蟲。Malmsten於1857年由兩名痢疾患者的糞便中發現了一種纖毛蟲,定名為Parameciumcoli。Stein於1862年將該種歸於小袋屬Balantidium,更名為結腸小袋纖毛蟲。該蟲寄生人體結腸內,可侵犯宿主的腸壁組織引起結腸小袋纖毛蟲痢疾(balantidialdysentery)。
形態與生活史
結腸小袋纖毛蟲生活史中有滋養體和包囊兩個時期。滋養體呈橢圓形,無色透明或淡灰略帶綠色,大小為30~200×25~120μm。全身披有纖毛,活的滋養體可借纖毛的擺動呈迅速旋轉式運動。蟲體極易變形,前端有一凹陷的胞口,下接漏斗狀胞咽,顆粒食物借胞口纖毛的運動進入蟲體,形成食物泡經消化後,殘渣經胞肛排出體外。屬纖毛蟲門、少膜綱、腹口亞綱、盾纖目。蟲體略成葵花籽形,長50-75чm,寬20-50чm,內質不透明,蟲體中、後部各有一伸縮泡(contractilevacuo1e)具有調節滲透壓的功能。蘇木素染色後可見一個腎形的大核和一個圓形的小核,後者位於前者的凹陷處。包囊圓形或橢圓形,直徑為40~60μm,淡黃或淡綠色,囊壁厚而透明,染色後可見胞核。
包囊污染的食物和飲水經口進入宿主體內,在胃腸道脫囊逸出滋養體。滋養體在結腸內定居,以澱粉顆粒、細菌及腸壁脫落的細胞為食,迅速生長,以橫二分裂進行繁殖,在分裂早期蟲體變長,中部形成橫縊並收縮,後面的個體另長出胞口,小核首先分裂,大核延長並在中部收縮形成兩個核,然後從橫縊處分開。前面的收縮泡進入前面子體,後端的收縮泡則進入另一子體。剛形成的子體較母體小,通過接合生殖逐漸恢復原來大小。在一定的條件下滋養體還可侵犯腸壁。由於腸內理化環境的變化,部分滋養體變圓,並分泌囊壁成為包囊,包囊隨糞便排出體外。包囊在外界無囊內增殖。滋養體若隨糞便排出,也有可能在外界成囊,人體內的滋養體較少形成包囊。
形態習性
纖毛蟲的體形多樣化,有球形、橢圓形、瓶形、杯形、樹枝形等。其營養體在成熟期營固著生活,用柄或身體後端固著在各種基質上。
全部纖毛均退化,只有自身體表射出1至多個吸管狀的觸手以捕獲和吮吸食物。掠食方式十分有趣,能因口味不合而放過細小的鞭毛蟲,如果感到有可口的獵物(如草履蟲)靠近,就突然伸長觸手刺入捕獲物,並立即放出毒素以麻醉它,然後慢慢吸吮其最有營養價值的細胞核部分。在掠食時伸縮泡的活動頻率也大大加快。這種吃食用的觸手的頂端有一個小的球形結節,叫吮吸觸手。另一種觸手較細長,頂端是尖的,作為抓食時卷纏捕獲物之用,叫抓握觸手。只有少數種類同時有這兩種類型的觸手。觸手在全身分布均勻,或聚集成束。柄自身體後部的帚胚處伸出,長短不一,有的種類無柄。一般有一個伸縮泡及大、小核。大核的形狀多變,有橢圓、長帶、樹枝等形狀。有的種類還有幾丁質的外殼以保護身體。
繁殖
纖毛蟲具有大核和小核各一,偶爾也可見到幾個小核,以二分裂法增殖或接合生殖。前者採取無絲分裂,後者為有絲分裂。接合生殖時,遺傳特徵由小核傳遞,但也有證據表明大核可能含有決定蟲體表型特徵的因子。小核又稱生殖核(泡狀核):內含遺傳物質,生殖作用。大核又稱營養核(緻密核):控制營養物質的進出。
基因組
全基因組複製是極其強大的演化力量,而人們非常關注的是,這些事件中複製的基因發生了什麼。現在,纖毛蟲Parameciumtetraurelia的基因組序列已經測序完成,它的近4萬個基因(它是一個基因非常豐富的基因組)表明,至少有三個連續的全基因組複製。由於基因順序在Paramecium中保持得特別好,所以有可能對在每個事件中所複製的基因進行識別,從而為在複製之後不同時間的基因損失情況提供一個完整的畫面。
危害
纖毛蟲病流行特點,該病由聚縮蟲、累枝蟲、鐘形蟲等纖毛蟲寄生引起。南方全年都發生,7-11月為發病高峰期。所有水產養殖品種都會被纖毛蟲寄生。特別是河蟹和蝦,各個生長階段都有發生。卵被寄生,不能正常發育。蝦被寄生,幼蝦會大量死亡,成蝦不能食用。1-5期幼蟹被寄生後,會爬上岸,不下水,死亡率高達70%-95%;成蟹被寄生,因不能正常脫殼而死亡。
發病症狀,纖毛蟲能在河蟹、蝦全身寄生、污泥等又附著在纖毛蟲上,手摸像一層滑滑的油狀物。嚴重寄生時,蝦、蟹全身長滿纖毛蟲、口器不能張口,眼睛不能伸縮轉動,最後被餓死或累死。
藥物防治,每公斤飼料添加土黴素5-8克、菌毒散10克或滅蟲淨10克。外用藥選擇纖蟲必克(0.15-0.3毫克/升)、魚用鰠鯴淨(0.01-0.015毫克/升)。
防治方法
1.甲醛溶液浸泡用布縫製成網箱狀的網套,深1—1.5米,準確計算水體,用200x10—6-300x10—6甲醛+10克/米3呋喃唑酮浸浴30分鐘,浸浴時藥物先溶解稀釋後均勻潑灑,並在浸浴過程中要注意觀察病魚的活動情況,發現異常放掉布網套即可。
2.硫酸銅溶液浸泡將病魚集中在布網套中,使水體藥物濃度達2克/米3,同時加10~20克/米3氯黴素進行浸浴。使用硫酸銅與硫酸亞鐵合劑潑灑浸泡效果更佳。
3.病輕或未發病的網箱,採用殺蟲1號(硫酸銅製劑)片劑掛袋防治,具體操作為網箱內對角各掛1片。藥袋深為0.5—1米。
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大熊貓消化竹子靠“纖毛蟲”幫忙
國寶大熊貓屬食肉目動物,但它90%以上的營養來源於竹子。大熊貓如何能夠消化高纖維的竹子呢?這一直是一個謎。成都大熊貓繁育研究基地傳出訊息:科技人員經過5年努力,首次在大熊貓胃內發現纖毛蟲,這一發現將對大熊貓消化生理學研究產生深刻影響。
食肉目動物大熊貓具有典型食肉動物的消化道:腸道短,沒有復胃,缺發達的盲腸。因此,大熊貓如何消化竹子,是無數人想解開的謎團。5年前,在四川省學術和技術帶頭人培養基金、成都市城市建設管理委員會、成都大熊貓繁育研究基金會的資助下,成都動物園費立松研究員領導的科研小組就此展開了專題研究。
5年中,費立松研究員和四川農業大學的楊光友教授密切合作,終於在大熊貓的胃內發現了大量纖毛蟲的存在。除此以外,科學家們還有3項重大發現:檢測到大熊貓消化道內含有很高的澱粉酶;大熊貓消化道缺乏乳糖酶;在大熊貓糞便中培養、富集到纖維素分解菌和產甲烷菌。
據介紹,一般在食草動物消化道內才有纖毛蟲,它的生物總量占整個消化道微生物總量的50%左右,在植物性食物的消化與利用方面發揮著重要作用。研究人員在5隻大熊貓胃內發現的纖毛蟲密度低於牛羊等復胃食草動物。
費立松研究員告訴記者,在食肉目單胃動物大熊貓的胃內發現纖毛蟲,在世界上尚屬首次。這為探索大熊貓對竹類植物性食物的消化與利用機理打下了基礎。國寶大熊貓屬食肉目動物,但它90%以上的營養來源於竹子。大熊貓如何能夠消化高纖維的竹子呢?這一直是一個謎。近日,成都大熊貓繁育研究基地傳出訊息:科技人員經過5年努力,首次在大熊貓胃內發現纖毛蟲,這一發現將對大熊貓消化生理學研究產生深刻影響。
除了在大熊貓的胃內發現了大量纖毛蟲外,科學家們還有3項重大發現:檢測到大熊貓消化道內含有很高的澱粉酶;大熊貓消化道缺乏乳糖酶;在大熊貓糞便中培養、富集到纖維素分解菌和產甲烷菌。
費立松研究員告訴記者,在食肉目單胃動物大熊貓的胃內發現纖毛蟲,在世界上尚屬首次。這為探索大熊貓對竹類植物性食物的消化與利用機理打下了基礎。食肉的大熊貓在其長期的進化過程中,食性出現變化,主要是為了適應生活環境。