微生物群落的生态演替85马放

哈尔滨工业大学环境科学与工程系哈尔滨工业大学环境科学与工程系三个能力的培养哈尔滨工业大学环境科学与工程系马放哈尔滨工业大学环境科学与工程系内容提要微型动物后生动物原生动物——形态、营养类型、分类——常见种类检测、水处理中的作用微生物群落及其基本特征微生物生态演替及其实例分析哈尔滨工业大学环境科学与工程系一、原生动物1、形态特征属真核原生生物界。大小：个体都很小，长度一般为100～300μm。细胞核：多数为单核，少数有两个或两个以上。生理功能：具有完善的系统，能和多细胞动物一样行使营养、呼吸、排泄、生殖等机能。草履虫显微照片哈尔滨工业大学环境科学与工程系一、原生动物行动胞器：有伪足、鞭毛或纤毛等。消化、营养胞器：消化、营养胞器内含消化液，又称食物泡。排泄胞器：大多数原生动物具有专门排泄胞器——伸缩泡。伸缩泡一伸一缩，即可将原生动物体内多余的水分及积累在细胞内的代谢产物通过胞肛排出体外。感觉胞器：一般原生动物的行动胞器就是它的感觉胞器。有些原生动物有专门的感觉器官——眼点。眼虫哈尔滨工业大学环境科学与工程系一、原生动物2、营养类型（1）动物性营养(holozoicnutrition)：以吞食其他生物(如细菌、真菌、藻类)或有机颗粒为生。绝大多数原生动物及后生动物为动物性营养。有些动物性营养的原生动物具有胞口、胞咽等摄食胞器。（2）植物性营养(holophticnutrition)：含色素，能够进行（3）腐生性营养(saprophylicnutrition)：以死的机体或无生命的可溶性有机物质为生，某些原生动物、细菌及全部真菌采取该营养（4）寄生性营养(paralrophy)：以其他生物的机体(即寄主)作为生存的场所，并获得营养和能量。哈尔滨工业大学环境科学与工程系一、原生动物3、原生动物的分类原生动物的分类，一般以形态学为依据。近来，也考虑到生理学、遗传学、发生学等方面所取得的研究成果，来重新探讨它们的分类。依据内田的方法，将原生动物分为四个纲。第一纲，鞭毛虫纲（Sastigophora），借上根或一根以上的鞭毛运动；第二纲，肉足虫纲(Sarcodina)，利用伪足运动；第三纲，孢子虫纲(Sporozoa)，不运动，产生孢子，寄生性；第四纲，纤毛虫纲(Cillata)，利用纤毛运动，一般有大核和小核。主要属有滴虫属(Monas)、眼虫属(Euglena)、太阳虫属(Actinophrys)、变形虫属(Amoeba)、轮孔虫属(Rotalia)、粘体虫属(Guyenotia)、草履虫属(Paramecium)、钟虫属(Vorticella)等。哈尔滨工业大学环境科学与工程系一、原生动物肉足虫纲（SarcodinaorRhizopoda）体液可在体内流动，从而实现其向前运动，那些运动支点被称为伪足（根足类）。有些伪足具有捕食作用，对象全是有机质（辐足类）。也有些是寄生虫，通常能引起疾病（痢疾内变形虫即痢疾阿米巴除能引起痢疾外，还会造成肝脓肿）。变形虫多生活在水中。变形虫（Amoeba）痢疾阿米巴（Entamobahistolytica）太阳虫（Heliozoa）哈尔滨工业大学环境科学与工程系一、原生动物鞭毛虫纲（Flagellata）以一根或一根以上鞭毛运动，种类极多，还有能进行光合作用的。即分为植物性鞭毛虫和动物性鞭毛虫。夜光虫（Noctiluca）利什曼虫（Leishmania）锥滴虫属（Trepomenas）群领鞭虫属Codosiga哈尔滨工业大学环境科学与工程系一、原生动物纤毛虫纲（Ciliata）也称浸液虫。全身被细纤短毛或部分表面具纤毛，作为行动或摄食的工具，有大核和小核。行交替生殖。水生，种类极多，分固着型和游泳型。部分寄生，如结肠小袋虫（Balantidiumcoli）寄生于人体内。吸管虫是纤毛虫的一亚纲，也有单列为一纲的。成虫失去纤毛代之以吸管摄食。草履虫（Paramoecium）漫游虫属Litonotus肾形虫属Colpoda哈尔滨工业大学环境科学与工程系一、原生动物豆形虫属Colpidium放射吸管虫属Heliophrya锤吸管虫属Tokophrya球吸管虫属Sphaerophrya斜管虫属Chilodonella拟小胸虫属Pseudomicrothorax哈尔滨工业大学环境科学与工程系一、原生动物钟虫属Vorticella污泥中的钟虫聚缩虫属Zoothamnium短柱虫属Rhabdostyla累枝虫属Epistylis杯虫属Scyphidia哈尔滨工业大学环境科学与工程系一、原生动物孢子虫纲（Sarcodina）全部营寄生生活，以寄主体液或组织为养料，可引起疾病。成体无伪足、纤毛或鞭毛，故不能活动。一般是有性生殖（配子）和无性生殖（裂体）交替进行。疟原虫主要破坏寄主红血球，由按蚊传播。人类死于它造成有疟疾的人数比其它各种原因造成的非正常死亡人数的总和还要多，堪称人类的第一杀手！巴倍虫由壁虱传播，生活史与疟原虫近。能引起兽疫。它们是世界上最小的动物。疟原虫（Plasmodium）巴倍虫（Babesia）哈尔滨工业大学环境科学与工程系一、原生动物无性生殖——等二分裂、纵二分裂、横二分裂、裂体生殖（多分裂）、孢子生殖、出芽生殖。有性生殖——配子生殖、接合生殖。在环境不良的条件下，大多数原生动物可形成孢囊度过不良环境。4、生殖哈尔滨工业大学环境科学与工程系二、后生动物属无脊椎动物，水处理系统中常见的种类包括：轮虫、甲壳类动物、昆虫以及幼虫等。1、轮虫属担轮动物门（Trochelminthes）轮虫纲(Rotifera)的微小动物。因它有初生体腔，新的分类把它归入原腔动物门(Aschelminthes)。是最小的后生动物，容易误认为原生动物的纤毛虫类。多数轮虫分布于各种淡水水体，少数生活在海洋中，极少数营寄生生活。以底栖种类为多。约100种是典型的浮游种。大多数轮虫是滤食性。体形很小，其长度约4~4000μm，多数在500μm左右，须在显微镜下观察。哈尔滨工业大学环境科学与工程系二、后生动物主要特征：身体的前端扩大呈盘状，上面生有一定排列的纤毛，称头冠。消化道的咽喉特别膨大，变为肌肉发达的囊，称为咀嚼囊囊内具有咀嚼器。体腔的两旁有一对原肾管，原肾管末端有焰茎球。轮虫雌雄异体，且异形。雌体大。雄体小。一般行孤雌生殖。当环境不利时，可形成孢囊，以度过不良环境。大多数轮虫以细菌、霉菌、藻类、原生动物及有机颗粒为食，轮虫要求较高的溶解氧量。在污水处理系统中常作为系统运行正常、水质清洁、处理效果好的指示生物。但当污泥老化解絮，碎屑较多时，也会刺激轮虫大量增殖，数量激增。哈尔滨工业大学环境科学与工程系二、后生动物轮虫属Rotaria旋轮虫属Philodina粗颈轮虫属Macrotrachela腔轮虫属Lecane单趾轮虫属Monostyla鞍甲轮虫属Lepadella哈尔滨工业大学环境科学与工程系二、后生动物枝角类和桡足类都属于甲壳动物。水处理中遇到的多为微型甲壳类动物，这类生物的特点是具有坚硬的甲壳。常见的有水溞（Daphnia）和剑水蚤(Cyclops)。它们以细菌和藻类为食料。它们若大量繁殖，可能影响水厂滤池的正常运行。氧化塘出水中往往含有较多藻类，可以利用甲壳类动物除藻。枝角类通称水蚤，俗称红虫，是一类小型甲壳动物，一般体长为0．2～3．0mm。身体左右侧扁，分节不明显，具有一块由两片合成的甲壳，包被于躯干部的两侧。头部有显著的黑色复眼，复眼的周围有许多水晶体，第二触角十分发达，呈枝角状，为运动的主要器官。在身体后腹部末端有一对尾爪。水蚤的血液含血红素，血红素溶于血浆，肌肉、卵巢和肠壁等组织的细胞中也含血红素。血红素的含量常随环境中溶解氧量的高低而变化。水体中含氧量低，水蚤的血红素含量高；水体中含氧量高，水溞的血红素含量低，由于在污染水体中溶解氧含量低，清水中氧的含量高，所以，在污染水体中的水溞颜色比在清水中的红些。这就是水常溞呈不同颜色的原因，是适应环境的表现。可以利用水溞的这个特点判断水体的清洁程度。哈尔滨工业大学环境科学与工程系二、后生动物透明薄皮溞宽尾溞笔纹溞尖额溞盘肠溞网纹溞哈尔滨工业大学环境科学与工程系二、后生动物桡足类也是一类小型甲壳动物，体长0．3—3．0mm之间，一般小于2mm。虫体窄长，分节明显，体节数目不超过11节。虫体可分为较宽的头胸部和较窄的腹部。头部有1个眼点、2对触角和3对口器；胸部具5对胸足；腹部无附肢。身体末端具1对尾叉，雌性腹部两侧或腹面常带1个或1对卵囊。根据触角等特征可将桡足类分成哲水蚤、剑水蚤和猛水蚤三大类。哲水蚤目：前体部远宽于后体部，活动关节明显，位于第5胸足与生殖节之间。一个卵囊，在身体中间(许水蚤例外)。第一触角最长，雌体一般由23—25节组成，其长度超过后体部，最长可达尾刚毛之末端。主要浮游生活。哈尔滨工业大学环境科学与工程系二、后生动物剑水蚤目前体部远宽于后体部，活动关节明显，位于第4胸足与第5胸足之间。两个卵囊在身体两侧。第一触角长度适中，由6～17节组成，短者仅为头节长的1/3，长者可达头胸部的末端。主要浮游生活。哈尔滨工业大学环境科学与工程系二、后生动物剑水蚤目哈尔滨工业大学环境科学与工程系二、后生动物猛水蚤目前体部略宽于后体部，活动关节不明显或没有，位于第4胸足与第5胸足之间。一般1个卵囊，在身体中间。第一触角最短，由5～9节组成，短者仅为头节长的1／5，最长也不超过头节的末端。以底栖生活为主。哈尔滨工业大学环境科学与工程系二、后生动物线虫(Nemato)属于线形动物门(Nemathelminthes)的线形纲(Nematoda)。线虫的虫体为长线形，在水中的长度一般0．25～2mm，断面为圆形，显微镜下可清晰看见。线虫前端口上有感觉器官，体内有神经系统，消化道为直管，食道由辐射肌组成。线虫有寄生的和自由生活的，自由生活的线虫体两侧的纵肌可交替收缩，使虫体做蛇状的拱曲运动。在污水生物处理中的线虫多是自由生活的，常生活在水中有机淤泥和生物膜上，它们以细菌、藻类、轮虫和其他线虫为食，在缺氧时会大量繁殖，是污水生物处理中净化程度差的指示生物。哈尔滨工业大学环境科学与工程系二、后生动物腹毛虫(Gastrotricha)体小，约1～1．5mm长的蠕虫状动物。体表披有薄而柔软的角质膜。角质膜上有鳞片、刚毛等感觉器官。身体腹面盖了许多密集的纤毛，借此腹毛而能十分活泼地活动于碎屑中寻觅食物。身体前端微呈头部状态。身体后端伸出了2个尾叉，尾叉的尖端有孔，叉基的腺体所分泌的黏液即由此孔流出。头部有门，消化道为一直管，末端是肛门。排泄系统为1对弯曲的原肾，各有1个带纤毛的末端细胞。神经系统是1对咽下神经节及2个纵向侧神经干。有感觉纤维分布于表面。雌雄异体。性腺成对，生殖孔在肛门前。体外受精。哈尔滨工业大学环境科学与工程系二、后生动物顠体虫又称颤蚯蚓，属环节动物的寡毛类，是活性污泥中体形最大、分化较高级的一种多细胞动物。红斑顠体虫口前叶圆而宽，口在腹侧如吸盘，上有纤毛，是捕食器官；身体分节不明显，每体节背腹有4束刚毛，体表有绿色或黄色的油点。它分布很广，夏、秋两季在水体中生长适宜，生长温度为20℃，6℃以下活动力降低，并形成胞囊。顠体虫以污泥中的细菌和有机碎片为食料。在污水生物处理中出现的多为红斑顠体虫。哈尔滨工业大学环境科学与工程系二、后生动物摇蚊幼虫身体为圆柱的蠕虫状。呈红色。头部为甲壳质化，胸部3节，腹部10节。头部两侧有幼虫眼，口位于头部下面。第一胸节的下面有2个前伪足。第九腹节上有2束硬刚毛。第十腹节有1对后伪足，末端在肛门附近有2对渗透调节用的肛乳突。靠身体表面的被膜进行呼吸。有的以碎屑、其他生物的尸体为食，有的是肉食性的，喜吃小型的寡毛类和甲壳动物。可长达20～25mm。幼虫发展为蛹时，头胸部膨大，在头胸部的背面长出翅茅，并有2个细丝束的呼吸角。腹部较狭，仍有9节，最后一节变宽为双叶的尾鳍。哈尔滨工业大学环境科学与工程系三、检测方法-观察法微型动物计数框哈尔滨工业大学环境科学与工程系四、微型动物在水处理中的作用微型动物的指示作用1、原生动物和后生动物出现的