
“变形虫”是一个术语,描述了一种简单的真核生物,它以一种典型的爬行方式移动。但是,比较遗传各种变形虫的含量表明,这些生物不一定彼此密切相关。
变形虫是什么样的?
所有活生物体都可以大致分为两组 - 原核生物和真核生物- 通过其细胞的相对复杂性来区分。真核生物是高度组织的单细胞或多细胞生物,例如动物和植物。另一方面,原核生物是基本的单细胞生物,例如细菌和古细菌。
大肌是真核生物。它们的单个细胞(例如其他真核生物的细胞)具有某些特征特征:它们的细胞含量被封闭在细胞膜中,它们的细胞含量是脱氧核糖核酸根据杂志上发表的2014年报告BMC生物学。此外,它们包含称为细胞器的专业结构,它们执行一系列蜂窝功能,包括能量产生和蛋白质运输。
这些细胞器中的大多数对于所有真核细胞都是常见的,但是有一些例外。例如,寄生虫Entamoeba Hissolytica,在人类中引起大敏痢疾,没有高尔基体设备,细胞器根据2005年发表的一项研究,负责修改和运输蛋白质生物化学杂志。研究人员发现E. histolytica而是包含类似高尔基体的隔室或囊泡(小液体填充的小袋),它们执行相似的功能。
也有没有变形虫线粒体,负责产生蜂窝能量的细胞器,因为它们生活在缺乏的环境中氧爱丁堡大学生物医学科学系的读者Sutherland Maciver告诉Live Science。
根据2014年发表的评论生物化学,这些没有线粒体的生物可以包含称为氢化体的细胞器,它们与线粒体有关,但被认为是细胞器的高度变化版本。就是这样E. histolytica和自由生活的变形虫Mastigamoeba balalalamuthi,这不取决于其他生物的生存。
变形虫如何移动?
在结构上,变形虫与较高生物体的细胞非常相似。 Maciver说:“它们就像我们的细胞一样,实际上,当它们移动时,它们看起来就像我们的白细胞一样。” (白细胞是免疫有助于捍卫人体免受疾病的细胞。)
像我们的白色血细胞一样,变形虫使用伪虫动物移动,这在拉丁语中转化为“假脚”。这些细胞质的短暂,外向的投射(细胞膜内的半流体材料)有助于变形虫握住表面并向前推动自己。 Maciver说,随着假昆虫沿着一个方向沿着表面移动,变形虫合同的后端。
他说:“在收缩时,它做了两件事。” “收缩将细胞质向前推动以填充膨胀的伪足,但收缩也拉起了细胞后端的粘附。” Maciver描述了变形虫和其作为物理分子粘附的表面之间的这些粘附,它们在前端不断形成并在背面断裂。这种运动使用伪虫,是一种将各种变形虫团结起来并将其与其他区分开的特征原生物- 简单的真核生物,如变形虫,不是植物,动物或真菌。
根据氧化肌的伪足,有四种不同类型的假性虫:丝状,小叶植物,根瘤菌和Axopodia。人类寄生虫学(学术出版社/Elsevier,2019年)。寄生虫的最常见形式具有叶状球菌,是宽阔的,钝的细胞质投影,而丝状卵形是薄的,类似线状的投影。
根瘤菌(也称为网状虫)是类似细丝的凸起的薄丝样突,刚被融合在一起,轴道菌是刚性的,并通过称为轴突的一系列微管结构来增强。北美淡水无脊椎动物的生态和分类(学术出版社,2001年)。其他假脚架由称为微管的结构管形元件支持,这些元件负责执行细胞运动。
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变形虫也可以使用其伪虫来喂养。 1995年的报告,发表在《期刊》上应用和环境微生物学,给出居住土壤的变形虫的例子Acanthamoeba Castellanii,它使用其假足摄入固体和液体。摄入固体材料的过程称为吞噬作用,吞噬液体的滴水过程称为生物细胞增多症,也称为细胞饮用。剂型设计注意事项(学术出版社/Elsevier,2018年)。
Maciver告诉Live Science:“大多数已知的变形虫都会吃细菌。”他解释说,大变形虫在其细胞表面具有与细菌结合的受体,然后通常在细胞的后部将其通过吞噬作用将其吸收到变形虫中。
以巨型变形虫为例变形虫Maciver称,吞噬作用的过程略有不同。巨型变形虫吞噬了他们的猎物,“被细菌周围的伪足的聚集。”在这两种情况下,随着细菌的吸收,周围的细胞膜都会捏合以形成一个称为液泡的细胞内室。
变形虫如何分类?
几个世纪以来,包括变形虫在内的各种分类生物的系统都基于可观察到的特征和形态的相似性。 Maciver说:“实际上,没有一组连贯的生物被称为变形虫。” “相反,变形虫是通过爬行移动的任何原生动物细胞。” (“原生动物”一词是指生物的一部分,这再次是简单的真核生物,不是植物,动物或真菌,现场科学先前报道)
从历史上看,变形虫被分类为一个名为Sarcodina的单个分类群体,其使用伪足。然后根据其使用的特定类型的伪足类型对Sarcodina变形虫进行细分。生物学。但是,这种分类系统并没有捕获各种变形虫之间的进化关系 - 可以这么说,这不是家谱。
分子系统发育学改变了真核生物的分类分类过程。根据《杂志》中的2020年评论,通过比较生物体中特定DNA序列的相似性和差异,科学家能够分辨出它们的关系。生态与进化的趋势。
早期分析比较了编码部分核糖体的DNA序列,核糖体是细胞中蛋白质合成的位点。具体而言,科学家们研究了所谓的18S核糖体亚基或“ SSU rDNA”的基因。根据2008年的原始学文章,基于SSU rDNA和其他DNA序列的分析,真核生物现在以更好地代表其进化关系的方式进行了真核生物 - 系统发育树。
系统发育树中的每个谱系用分支结构描述。在此系统中,第一个级别称为“超级组”。 Fabien Burki,《 2014年评论》文章的作者冷春港生物学观点,将这些超组描述为树的“构建块”。
Burki列出了五个用于真核生物的超级组:Ophiskontha,Amoebozoa,Excavata,Archaeplastida和SAR,其中包括三个名为Stramenopiles,Alveolata和Rhizaria的亚组。动物和真菌在Ophiskontha组中。缺乏线粒体的变形虫生物和一些寄生谱系是变形虫的一部分。根据《生态与进化》杂志的评论,Ophiskontha和Amoebozoa形成了一个更大的名为Amorphea的更大的超级组。
根据excavata的一部分,异营养的生物 - 从其他生物中吸收营养的生物,而植物和大多数其他光合生物是古细胞植物的一部分。进化生物学百科全书(学术出版社/Elsevier,2016年)。
Maciver说:“如果您看待生物的多样性,您会发现几乎所有的群体中都有变形虫。” “棕色藻类[迷宫]中甚至有一个变性生物。” Maciver说,大多数变形虫都存在于Amoebozoa组中。此外,他指出,变形虫也存在于Rhizaria和Excavata中。例如,一组具有丝状的变形虫的核生物属于Opisthokonta超级组,而迷宫则适合于斯特拉米诺培养物。
为什么变形虫很重要?
已知变形虫会引起一系列人类疾病。 Amebiasis或Amoebic痢疾是由E. histolytica,人类肠道寄生虫疾病控制与预防中心(CDC)。根据医疗数据库Statpearls,,,,E. histolytica可以入侵结肠壁并引起结肠炎,在结肠内衬里发炎,寄生虫会引起严重腹泻和痢疾。
尽管E. histolytica感染可能发生在世界任何地方,它在具有不合标准的卫生系统和拥挤状况的热带地区最常见。
隐形眼镜佩戴者可能有罕见的角膜感染的风险acanthamoeba角膜炎。根据CDC,阿斯塔米巴属中的物种是自由生活的,通常在土壤,空气和水中发现。疾病预防控制中心说,较差的隐形眼镜卫生实践(例如储存,处理和消毒或使用镜片游泳)是该疾病的一些危险因素。隐形眼镜使用者可以通过佩戴和清洁其眼保健提供者处方的镜头来降低感染风险,并在任何涉及与水接触的活动(包括淋浴,使用热水浴缸或游泳)之前删除镜头。
疾病预防控制中心称,虽然最初的症状包括发红,发痒和视力模糊,但如果未经治疗,感染可能会导致严重的疼痛并导致视力丧失。
变形虫也会引起大脑的不同感染。Naegleria Fowleri被称为“脑食大动物”的,引起原发性脑膜脑膜炎(PAM)。尽管这种疾病很少见,但几乎总是致命的。CDC。早期症状包括发烧和呕吐,该疾病最终发展为更严重的症状,例如幻觉和昏迷。N. Fowleri存在于温暖的淡水体中,例如温泉,湖泊和河流,或氯化不良的游泳池或受污染的热自来水。这些变形虫从鼻子进入并进入大脑。但是,据疾病预防控制中心(CDC)称,感染不能因吞咽水而收缩。
另一个变形虫Balamuthia Mandrillaris,可能引起称为肉芽肿性脑炎脑炎(GAE)的脑感染。 Balamuthia感染很少见,但通常是致命的。目前的估计表明,感染的死亡率为90%,疾病预防控制中心。
早期症状包括头痛,恶心和低级发烧,部分麻痹,癫痫发作和言语困难。B. Mandrillaris据疾病预防控制中心(CDC)说,在土壤中发现,可以通过开放的伤口或人们呼吸被污染的灰尘进入身体。自从1980年代发现了变形虫以来,全世界已经报告了大约200例感染病例。这包括美国的100多个已确认案件
变形虫还可以对人类致病性的细菌进行宿主,并帮助这些细菌扩散。根据《 2018年》杂志上的一份报告,细菌病原体,例如可能引起肺炎和流感疾病的军团菌,在被变形虫消耗时可以抵抗消化。前细胞感染微生物学。取而代之的是,细菌完全从液泡释放到变形虫的细胞质中,在那里它们在细胞内部增殖。在这种情况下,细菌可以对旨在控制其数量的治疗具有抵抗力,包括对水的氯处理。
Maciver引用了冷却塔的例子,作为一个变形虫和这些细菌都可以生长的地方。冷却塔往往会驱除路人可以呼吸的水滴。“在许多情况下发生的已知发生的事情是,我们在一滴水中呼吸,其中含有这些病原体[Legionella],”他说。如果细菌以这样的方式进入免疫力低下的个体的身体,它们最终可以感染巨噬细胞,这是免疫系统的许多防御细胞之一。
麦克弗说:“巨噬细胞不仅看起来像变形虫,而且其生化途径和细胞生物学非常相似。” “因此,相同的编程事件使细菌逃脱了变形虫,现在可以使军团e逃巨噬细胞逃脱。”
除了它们在人类疾病中的作用外,变形虫也是土壤生态系统的重要组成部分。根据杂志的2021年评论应用和环境微生物学。
变形虫对于在土壤中回收养分也很重要。根据Maciver的说法,当营养可用时,它们会被细菌吸收,这些细菌“有效地锁定了细菌质量中的所有营养”。当消耗细菌时,养分会释放回土壤。麦克弗说:“如果您有一个循环,使变形虫食用细菌,总体效果是增加植物的养分利用率。”
其他资源和读数
- 房间中的变形虫:微生物的生活探索微生物世界的令人难以置信的多样性。
- 了解更多有关不同种类的原生物的信息生物:藻类,变形虫,浮游生物和其他生物(他们自己的一类)。
- 阅读有关Ed Yong体内生活的许多微生物我包含众多:我们内心的微生物和更宏伟的生活。。
参考书目
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编者注:本文最后一次更新了2022年1月28日,现场科学人员尼科莱塔·拉尼斯(Nicoletta Lanese)。
最初发表在现场科学上。