海洋药用生物资源——原生动物

海洋药用生物资源——原生动物一、原生动物门Protozoa1、原生动物的特点动物界最原始、最低等的动物，由单个细胞组成。真核细胞和原核细胞比较原核细胞真核细胞细胞大小较小较大细胞核无成形的细胞核，核物质集中在核区。无核膜，无核仁。DNA不与蛋白质结合。有成形的真正的细胞核。有核膜，有核仁。DNA与蛋白质形成染色体。细胞质除核糖体外，无其它的细胞器。有各种细胞器。细胞壁有。主要是肽聚糖。植物细胞、真菌有，动物细胞无。代表生物放线菌、细菌、蓝藻、衣原体真菌、植物、动物2、原生动物的细胞特征2.1具有细胞的基本结构（如：细胞质、细胞壁和细胞核等）2.2具有运动、消化、呼吸、排泄、感应及生殖等多种生理机能这些机能由细胞分化出的不同部分完成，如：纤毛和鞭毛具有运动的功能，胞口和胞咽具有消化的功能等，这些分化的结构被称为细胞器(organelle)。2.3有的原生动物可由几个以上的个体聚合而成群体，一般仅有体细胞和生殖细胞的分化，群体内的各个细胞（个体）具有相对的独立性2.4营养方式1、植物性营养（holophyticnutrition）：在植鞭毛虫类，内质中含有色素体，色素体中含有叶绿素（chlorophyll）、叶黄素（xanthophyll）等，像植物的色素体一样，利用光能将二氧化碳和水合成碳水化合物，即进行光合作用，自己制造食物。2、腐生性营养（saprophyticnutrition）：孢子虫类及其他一些寄生或自由生活的种类，能通过体表的渗透作用从周围环境中摄取溶于水中的有机物质而获得营养。3、动物性营养（holozoicnutrition）：绝大多数的原生动物还是通过取食活动而获得营养。例如，变形虫类通过伪足的包裹作用（engulment）吞噬食物；纤毛虫类通过胞口、胞咽等细胞器摄取食物，2.5呼吸作用2.6生殖（reproduction））原生动物的生殖有无性生殖（asexualreproduction）及有性生殖（sexualreproduction）两种方式。3、原生动物的种类与分布3.1原生动物的种类一般认为，原生动物有44000余种，其中化石种类20000余种，营自由生活的17000余种，寄生的有6800种。一般分为鞭毛纲（Mastigophora），肉足纲（Sarcodina），孢子纲（Sporozoa），纤毛纲（Ciliata）3.2原生动物的分布原生动物体形微小，广泛分布于淡水、海水以及潮湿的土壤中，或寄生于其他动物的体内。二、原生动物的重要类群1、鞭毛纲Mastigophora1.1鞭毛纲的主要特征1.1.1具有鞭毛1~4条或更多；1.1.2多种营养方式，包括：1）光营养（植物性营养）：体内的色素体可进行光合作用，合成有机质；2）渗透营养（腐生性营养）：通过体表渗透吸收周围溶解状态下的成分；3）吞噬营养（动物性营养）：可吞噬固体食物颗粒。1.1.3原生动物的繁殖方式无性繁殖：纵二分裂；有性繁殖：配子结合或整个个体结合；包囊：在不良环境下形成。1.2鞭毛纲的分类鞭毛虫纲的生物根据营养方式的不同可分为植鞭亚纲和动鞭亚纲两大类。1.2.1植鞭亚纲Phytomastigina特征：具色素体，可营光合作用，主要为单细胞，少数可由单细胞组成群体（如：盘藻Gonium和团藻Volvox等），分布于淡水和海水中。海水中的代表种——夜光虫Noctiluca夜光虫的身体为圆球形，直径为1毫米左右，颜色发红，细胞质密集于球体的一部分，其内有核，其他部分由细胞质放散成粗网状，在网眼间充满液体。有两根鞭毛，一根较大，称为触手，另一根较小。例如闪光夜光虫身体的直径为0．5～2毫米，肉眼看到的是一个个晶亮的小球，有透明的细胞膜、网状分散的细胞质、浓密的细胞核、一根细小的鞭毛以及原生质突起形成的粗大可动的触手。因其体内含有许多拟脂颗粒，故受到机械刺激时能发光。繁殖过快可使海水变色，成为“赤潮”，危害渔业。2000年渤海第一次赤潮期间卫星图片沟腰鞭虫属Gonyaulax1）小丽腰鞭虫Gonyaulaxcalenella可产生神经毒素Saxitoxin，经食物链传递到动物和人体后引发中毒反应。1996年，Anderson等从南中国海的一种单细胞藻中分离鉴定了沟腰鞭虫毒素（gonyantoxins2&3,C1-C4）；Chang等1997年的研究则表明石房蛤毒素Saxitoxin和Gonyantoxins（GTX1-4）只是Plenty海域中的单细胞藻中的一种次要成分，而GTX4则是日本Hiroshima海域中该单细胞藻中的主要成分。2）GonyaulaxpolyedraFreitas等报道了Gonyaulaxpolyedra的甲醇提取物中含有溶血和神经毒物质Perovic等（2000）的研究显示，Gonyanlax的培养上清对小鼠原代神经细胞PC12并没有毒性。沟腰鞭虫属亮氨酰氨基肽酶（LAP，EC3.4.11.1）的研究亮氨酰氨基肽酶可催化蛋白质或多肽N-端氨基酸的裂解，从而对蛋白质或多肽的N-端进行加工，具有泛醌系统的特征。沟腰鞭虫属中的生物发光（Bioluminescene，BL）以及硝酸还原酶（NR）、SOD活性以及光合成均有一定的昼夜节律，这些昼夜节律与与荧光素酶和荧光素结合蛋白（LBP）的调节有关，而荧光素酶活性与LAP活性有关。利用Phenylsepharose、DEAE-cellulose以及Mono-QHR5/5离子交换层析方法，Okamota等（1999）从Gonyaulaxpolyedra中分离到亮氨酰氨基肽酶，证明该酶是由两个55kD的亚基组成的二聚体，与其它物种中报道的LAPs具有很高的同源性。他们的实验还证明，尽管Gonyaulaxpolyedra该可以蓄积一些重金属离子，但是，它发光的昼夜节律则不受这些重金属离子的影响，Zn2+和Cu2+则明显抑制LAP的活性。植鞭亚纲的利用1）植鞭亚纲的大多数种是浮游生物的重要组成部分，是鱼类的天然饵料；2）植鞭亚纲的群体可作为多细胞动物起源研究的材料。1.2.2动鞭亚纲Zoomastigina1）特征：无色素体，营异养生活，其中的不少种属于寄生种类；2）分布和代表种：本亚纲在淡水和海水中均有分布，淡水中的如寄生在鱼腮内的腮隐鞭虫Cryptobiabranchialis（具2根鞭毛，可分泌毒素，引发鱼害），海水中的有领鞭毛虫Choanoflagellates、双领虫Diplosiga以及营群体生活的原绵虫Proterospongia等。腮隐鞭虫Cryptobiabranchialis，虫体形状似一柳叶，有两鞭毛，一根向前称为前鞭毛，一根向后称后鞭毛，后鞭毛与体表成一波动膜。伸出体外像一条尾巴。活动时，前鞭毛和波动膜不断地摆动。鳃隐鞭虫多寄生在鳃上，它用后鞭毛插入鳃组织内。当大量寄生时，鳃和体表分泌大量粘液，破坏表皮组织，使鱼呼吸困难，窒息死亡。病鱼体表发黑，鳃丝红肿。每年4-10月甚为流行。由鳃隐鞭虫寄生而引起的鳃病。病鱼鳃部无明显病症，只是表现黏液较多。当鳃隐鞭虫大量侵入鱼鳃时，能破坏鳃丝上皮和产生凝血酶，使鳃小片血管堵塞，黏液增多，体色变黑，鱼体消瘦，以致死亡。如在显微镜检查鳃小片的视野里发现几十个以上虫体，可诊断为此病。动鞭亚纲的利用1）对于原生动物与海绵亲缘关系的研究具有良好的指导意义；2）变形鞭毛虫Mastigamocba（具鞭毛和伪足）对探讨鞭毛类与肉足类动物进化关系的研究具有一定的指导意义。2、肉足纲Sarcodina2.1肉足纲主要特征2.1.1以伪足为运动器，伪足还具有摄食的功能；2.1.2该类生物的体表还具有很薄的细胞质膜，细胞常分化为明显的外质与内质，内质分凝胶质和溶胶质两种；2.1.3分裂方式为二分裂，有的具有有性生殖方式，并可形成包囊；2.1.4主要生活在淡水和海水中，少数为寄生种。征2.2肉足纲的分类根据伪足形态，将肉足纲分为根足亚纲和辐足亚纲两类。2.2.1根足亚纲Rhizopoda伪足为叶状、指状、丝状或根状，生活于淡水或潮湿的土壤中，少数种寄生于其它生物的体内，如：痢疾内变形虫，本亚纲中的一些种在质膜外往往有一层保护性外壳，如：表壳虫、沙壳虫和有孔虫等；表壳虫Arcella体形如手表，由细胞分泌而成，黄褐色，上有花纹，壳口向下，指状伪足由壳口伸出进行运动，是浮游生物的重要组成之一。砂壳虫Difflugia由分泌的胶质及小砂粒混合形成外壳，指状伪足伸出壳口运动，是是浮游生物的重要组成之一。有孔虫生活在海洋中，大多数为底栖；一般由石灰质或其他物质形成外壳，壳多室或单室；根状伪足从壳口或壳上的小孔中伸出并融合成网状；生活史有世代交替现象，有性生殖的配子具有鞭毛；是古老的动物种之一，该品种的化石很多，在地层中的演变快，即不同时期有不同的有孔虫，可用于揭示地层结构，寻找沉积矿产，发现油田等；代表种有球房虫Globigerina。2.2.2辐足亚纲Actinopoda具轴伪足，体呈球形，营漂浮生活，常分布于淡水或海水中。太阳虫Actinophrys多生活于淡水中，细胞质泡沫状，伪足较长，内有轴丝，轴丝由球形虫体的周围伸出，是浮游生物的重要组成部分，鱼类的饵料；放射虫一般具矽质骨骼，体呈放射状，内、外质间有一几丁质囊（中央囊），具一至多个细胞核，为古老的动物类群，虫体死亡后的骨骼沉积于海底形成化石，可作为矿产、油田的勘探指标，如辐骨虫Acanthomctron。3、孢子纲Sporozoa3.1孢子纲的主要特征一般营寄生生活；无运动器，或只在其生活史的一些阶段以鞭毛或伪足为运动器；营异养生活；生活史较为复杂，有世代交替现象；无性分裂方式为裂体生殖，有性生殖方式为配子生殖。3.2孢子纲的代表种本纲中的粘孢子虫大多寄生于鱼类的体表或鱼腮等处，对渔业的危害不大，但若寄生于鱼类的内脏则产生较大的危害；少数可寄生于两栖、爬行动物的体内。4、纤毛纲Ciliata4.1纤毛纲的主要特征以纤毛为运动器，运动时具有较强的节律性；是原生动物中细胞分化最多的类群，如细胞核分化为大核和小核，并具有摄食的胞口；无性繁殖为横二分裂，有性繁殖为结合生殖；主要生活于淡水或海水中，也有少量的寄生种。草履虫4.2纤毛纲的分类根据纤毛的多少与分布的位置，可将本纲分为全毛目、下毛目和缘毛目三类。全毛目全身具有纤毛，如小瓜虫Lchthyophthirius，寄生于鱼类皮肤的下层、鱼腮及鱼鳞等处，形成白色的小点，对渔业的危害较大。下毛目纤毛仅位于虫体的腹面，如棘尾虫Stylonychia和游仆虫Euplotes等，它们可用腹面的棘毛爬行；缘毛目纤毛位于周口部形成口缘小膜带，如钟虫Vorticella，其纤毛在周口形成口缘小膜，并通过体下端的伸缩柄营固着生活。4.3纤毛纲的利用1）是细胞质遗传研究的良好的材料2）有报道认为其水提物可作为与消化有关的肿瘤及乳腺癌早期诊断试剂。三、原生动物的利用1、生命科学研究的重要材料和模式生物如：眼虫和变形虫等；2、药用价值1962年，Eywin和Bloch等从人工培养的纤毛纲原生动物的体内分离获得γ-亚油酸，具有抗动脉粥样硬化、降血压、抑制血小板凝集和增强免疫的功能。3、形成石油的重要原料如：有孔虫和放射虫4、对水源有机质污染的指示作用和净化作用如：眼虫5、鱼类的饵料6、寄生种类对海洋渔业具有很大的危害性如：粘孢子虫、小瓜虫和车轮虫等；7、大量繁殖对海洋环境的危害如：夜光虫和裸甲腰鞭虫等；四、中生动物Mesozoa1、中生动物的特点是原生动物向后生动物发展的过渡类群。2、中生动物的种类与分布已知的大约有50种，全部寄生在海洋无脊椎动物动物体内，体型较小，0.5~7mm，体表具有纤毛，虫体由20~40个细胞组成，并排列成两层，如：双胚虫Dicyemid和直泳虫Orthonectid等。双胚虫直泳虫3、双胚虫的研究概况18世纪末，意大利的Filippo