23.2: 原生生物的特征

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培养技能

描述原生生物的细胞结构特征
描述原生生物的代谢多样性
描述原生生物的生命周期多样性

有超过100,000种描述的原生生物活物种，目前尚不清楚可能存在多少未描述的物种。由于许多原生生物以共生体或寄生虫的形式生活在其他生物体中，而且这些关系通常是特定物种的，因此与宿主多样性相匹配的原生生物多样性具有巨大的潜力。作为非动物、植物或真菌的真核生物的包罗万象的术语，所有原生生物共有的特征很少也就不足为奇了。

细胞结构

原生生物的细胞是所有细胞中最精细的细胞之一。大多数原生生物是微观和单细胞的，但存在一些真正的多细胞形式。一些原生生物以菌落的形式生活，它们在某些方面表现为一组自由生活的细胞，而在其他方面则表现为多细胞生物。还有其他原生生物是由巨大的、多核的单细胞组成的，它们看起来像无定形的粘液斑点，或者在其他情况下，像蕨类植物。实际上，许多原生细胞是多核化的；在某些物种中，细胞核的大小不同，在原生细胞功能中起着不同的作用。

单个原生细胞的大小从小于一微米到三米到公顷不等。 Protist 细胞可能被动物样细胞膜或植物样细胞壁所包围。其他的则被包裹在玻璃状的二氧化硅基外壳中，或者用互锁的蛋白质条薄膜包裹。 pellicle 的功能就像一层柔韧的盔甲，在不影响其活动范围的情况下防止抗议者被撕裂或刺穿。

代谢

原生动物表现出多种形式的营养，可能是有氧或厌氧的。通过光合作用储存能量的原生生物属于一组 photoautotrophs，其特征是叶绿体的存在。其他原生生物是异养的，他们消耗有机物质（例如其他生物）来获取营养。变形虫和其他一些异养原生物通过一种称为吞噬作用的过程摄取颗粒，在这种过程中，细胞膜会吞没食物颗粒并将其带入内部，挤出称为食物液泡的细胞内膜囊或囊泡（图\(\PageIndex{1}\)）。然后，含有摄入颗粒吞噬体的囊泡与含有水解酶的溶酶体融合产生吞噬体，食物颗粒被分解成小分子，这些小分子可以扩散到细胞质中并用于细胞新陈代谢。未消化的残留物最终会通过 exocytosis 从细胞中排出。

在这幅插图中，显示了真核细胞消耗食物颗粒。当食物颗粒被消耗时，它会被封装在囊泡中。囊泡与溶酶体融合，溶酶体内的蛋白质消化食物颗粒。当外消化囊泡与质膜融合时，难以消化的废物会从细胞中排出。 — 图\(\PageIndex{1}\)：吞噬作用的阶段包括吞没食物颗粒、使用溶酶体中所含的水解酶消化颗粒，以及将未消化的物质从细胞中排出。

异养生物的亚型被称为 saprobes，它吸收死亡生物或其有机废物的营养。一些原生生物可以充当混合营养物，通过光自养或异养途径获得营养，具体取决于是否有阳光或有机营养素。

能动性

大多数原生生物都是活动性的，但不同类型的原生生物进化出不同的运动模式（图\(\PageIndex{2}\)）。有些原生生物有一根或多根鞭毛，它们会旋转或鞭打。其他人则被成排或一簇的小纤毛覆盖，它们在游泳时会协调打这些纤毛。还有一些人在细胞的任何地方形成称为伪足体的细胞质延伸，将伪足体固定在底物上，然后向前拉。一些原生生物可以朝向或远离刺激物，这种运动被称为出租车。向光的移动，称为光性，是通过将它们的运动策略与光感器官相结合来实现的。

a 部分显示的是鞋形的 Paramecium，上面覆盖着精细的头发状纤毛。 b 部分显示了变形虫，其形状不规则，长长的细胞质从主体伸出。这些扩展名被称为伪足类动物。 c 部分显示的是椭圆形的裸藻，其前端较窄。一根长而像鞭子一样的鞭毛从后端伸出来。 — 图\(\PageIndex{2}\)：原生动物使用各种运输方式。 (a) *Paramecium* 挥动称为纤毛的头发状附属物来推动自身。 (b) *变形虫使用叶*状的伪足虫将自己固定在坚固的表面上，然后向前拉。 (c) *Euglena* 使用一种叫做鞭毛的鞭状尾巴来推动自身。

生命周期

原生生物通过多种机制繁殖。大多数都经过某种形式的无性繁殖，例如二元裂变，以产生两个子细胞。在原生生物中，二元裂变可以分为横向或纵向，具体取决于方向轴；有时 P aramecium 会采用这种方法。一些原生物，例如真正的粘液霉菌，表现出多次裂变，同时分裂成许多子细胞。其他人会产生微小的芽，这些芽会继续分裂并长到亲本抗议者的大小。有性生殖，包括减数分裂和受精，在原生生物中很常见，许多原生生物可以在必要时从无性生殖转为有性生殖。有性生殖通常与养分耗尽或环境发生变化的时期有关。有性生殖可能使原生生物重组基因，产生新的后代变异，这些变异可能更适合在新环境中生存。但是，有性生殖通常与处于保护性休息阶段的耐药性囊肿有关。根据其栖息地的不同，囊肿可能特别耐受极端温度、干燥或低 pH 值。这种策略还允许某些原生生物 “等待” 压力源，直到他们的环境变得更有利于生存，或者直到他们被带到不同的环境（例如通过风、水或通过更大的生物体运输），因为囊肿几乎没有细胞新陈代谢。

Protist 的生命周期从简单到极其复杂不等。某些寄生原生生物具有复杂的生命周期，必须感染处于不同发育阶段的不同宿主物种才能完成其生命周期。有些原生生物是单倍体形式的单细胞，二倍体形式是多细胞的，这是动物采用的策略。其他原生生物具有单倍体和二倍体两种形式的多细胞阶段，这种策略称为代际交替，植物也使用这种策略。

栖息地

几乎所有原生生物都存在于某种类型的水生环境中，包括淡水和海洋环境、潮湿的土壤甚至雪。有几种抗议物种是感染动物或植物的寄生虫。一些抗议物种靠死亡的生物或其废物为生，并促成了它们的腐烂。

摘要

原生生物的生物学和生态特征极为多样化，部分原因是它们是由系统发育不相关的群体组成的人工组合。原生生物表现出高度多样的细胞结构、多种类型的繁殖策略、几乎所有可能的营养类型和不同的栖息地。大多数单细胞原生生物都是活动性的，但这些生物使用不同的结构进行运输。

词汇表

mixotroph: 可以通过自养或异养方式获得营养的生物，通常是兼性的

pellicle: 外层细胞覆盖物由互锁的蛋白质条组成，其功能类似于柔韧的盔甲，在不影响细胞活动范围的情况下防止细胞被撕裂或刺穿

吞噬体: 由含有摄入颗粒的吞噬体与含有水解酶的溶酶体结合而成的细胞体