轮虫的事实-显微镜下神奇的微观动物 - 开云体育全站登录平台

本文涵盖了

什么是轮虫?快速概述

轮虫是轮虫门的微观水生动物。轮虫得名于电晕:一种覆盖着纤毛在他们的头。轮虫也有颚状的嘴和完整的消化、感觉和生殖器官系统。他们是“小”，但不“简单”!

[在这个视频中]一段拍摄轮虫“旋转的轮子”的视频赢得了2012年尼康动态小世界比赛。

轮虫是滤食性动物，以死亡物质、藻类、细菌和其他微观生物为食，是水生食物网的重要组成部分。

关于轮虫的简单事实:

轮虫是多细胞动物，身体很小。
轮虫是水生无脊椎动物，构成轮虫门。
轮虫有三种纲:圆轮虫纲、单轮虫纲和震轮虫纲。
轮虫有完整的消化道。
大多数轮虫都是自由生活的。它们可以通过固定脚来游泳或走路。
轮虫可以无性繁殖和有性繁殖，这取决于环境条件。
隐生使轮虫能够在极其恶劣的条件下生存。

如果你想更详细地了解轮虫或“轮子动物”，请继续阅读这篇文章。

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[在图中]电子显微镜图像(假的颜色)可爱的蛭形轮虫。

第1部分。轮虫基础-名称，大小，分类和进化

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[在此图中]轮虫分类-在系统发育树中的位置。
轮虫是多细胞无脊椎动物。与其他微生物相比，轮虫在进化方面是相当先进的。

轮虫分类

虽然它们的分类目前正在变化，但科学家们现在将轮虫列入动物王国，如下所示:

科学的分类
王国:动物界
门:真后生动物
进化枝:ParaHoxozoa
进化枝:Bilateria
进化枝:Nephrozoa
(选手):原口动物
(选手):Spiralia
进化枝:Gnathifera
门:轮虫门(居维叶，1798)
纲:鲸目，单目，震科
(参考:https://en.wikipedia.org/wiki/Rotifer）

轮虫门及举例

轮虫有自己的门，轮虫纲，目前已确认的物种超过2200个，属120个。在轮虫门下，成员可进一步分为三个类别:Bdelloidea，Monogononta,摇轮虫目．最大的类群是单齿目，约有1500种，其次是圆齿目，约有350种。目前已知的只有两个属，其中有三个种。

棘头虫(棘头虫)，以前被认为是一个单独的门，已被证明是改良轮虫，并可能在未来合并到轮虫门。

[图中]显示了三类轮虫的例子。
类别中的物种Bdelloidea具有较大的日冕和望远镜体的特征。轮虫类Monogononta有一个比蛭形轮虫更小的日冕，有一个单一的性腺(身体段)，这就是它的名字。Seisonidae轮虫是咸水轮虫，在Nebalia的鳃上发现，Nebalia是一种海洋甲壳类动物。他们有一个大的身体和长颈减少冠。
图片来源:Monogononta．

[在图中]棘头纲(棘头蠕虫或刺头蠕虫)是一组寄生蠕虫。最近的基因组分析表明，它们是高度改良的轮虫的后代。
图片来源:生命之树网络项目。

轮虫是动物吗?轮虫是单细胞生物还是多细胞生物?

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轮虫是多细胞动物;相反,变形虫，眼虫,草履虫都是单细胞生物。大多数轮虫平均由大约1000个细胞组成。轮虫是小型但功能齐全的生物，有几个专门的器官系统。例如，轮虫有一个完整的消化道，包括嘴巴和肛门。由于这些特征都是动物特有的特征，轮虫被认为是动物，即使它们和单细胞原生生物一样小。

[在图中]许多微生物的大小在100-500 μm之间。然而，它们可能完全不同。有些微生物(如绿藻、草履虫和变形虫)只含有一个巨大的细胞(称为单细胞或单细胞)，被归类为原生生物。然而，其他动物(如轮虫和缓步动物)则含有数千个细胞，属于多细胞动物或微型动物。

常见的微观生物列表:

单细胞	多细胞
眼虫	轮虫
变形虫	行动缓慢的
草履虫	九头蛇
Heliozoan	桡足动物
钟形虫	水蚤
声音洪亮的人	扁形虫
Coleps	线虫
钩鞭藻	腹毛动物门

轮虫有多大?

虽然轮虫是多细胞生物，但它们的生活规模与单细胞原生生物相当。大多数种类的轮虫体长约为200 ~ 500 μm。一些大的支架(单细胞纤毛虫)可以很容易地比这大几倍。

【上图】轮虫的大小范围。
不同种类的轮虫大小不同。这里有两个例子。左:Testudinella光泽-绰号为“海龟轮虫”，拥有一个长度约50-80微米的球形身体。(修改罗伯特·伯丹博士)．正确的:Rotaria neptunia有一只异常长的脚。有些个体的总长度可能超过1毫米。(图片来源:奎克特显微俱乐部)．

轮虫这个名字是怎么来的?

“轮虫”这个名字来自拉丁语，意思是“轮子状的微生物”。这个名字代表了轮虫最有趣的特征——嘴巴周围的纤毛冠。轮虫纤毛的快速运动使它们看起来像轮子一样旋转。

[在这个视频中]轮虫的一段视频，显示它的纤毛像两个旋转的轮子一样运动。

轮虫是谁发现的?-历史

轮虫是安东尼·范·列文虎克(Antony Van Leeuwenhoek)在17世纪末观察到的第一批生物之一。他注意到树冠上旋转的纤毛，并将这些生物命名为“轮状微生物”。“Animalcules”意为小动物(源自拉丁语animal +后缀-culum)。

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[在图中]左图:安东尼·范·列文虎克用来发现微观生物的简单显微镜。右图:1795年由一位不知名艺术家绘制的范列文虎克的微生物插图。
图片来源:wiki。

[在图中]轮虫之美，摘自恩斯特·海克尔的《自然界的艺术形式》一书，该书最初出版于1904年。这是19世纪生物学家如何将艺术和科学结合在一起的微型生物插图的一个例子。开云体育全站app下载安装

第2部分。轮虫的解剖结构与器官系统

[在图中]一只雌性蛭形轮虫的解剖图，其内部器官有标记。

轮虫的身体由头部(包含两个冠)、躯干(包含器官)和足组成。

轮虫的消化系统

轮虫在它们微小的身体里有一个相当完整的消化系统(与人类非常相似)。体腔(就像我们的消化道)从嘴到肛门，肛门部分由中胚层排列。

轮虫的皇冠

头部携带着光圈(单数:日冕)与口冠状动脉之间的开口。的纤毛在轮虫的冠状体上形成一个水涡，轮虫在那里筛选食物。

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[在这张图中]蛭形轮虫的轮子和纤毛的正面视图。
图片来源:Plingfactory。

实际上，纤毛并不旋转，而是以连续的方式来回摆动，从而产生旋转的错觉。纤毛以两排的形式排列在冠周围，包括一个内环和一个外环(称为trochal盘)。

[在这张图中]纤毛的旋转轴与身体的纵轴平行。两个小红点是眼点。
图片来源:Plingfactory。

图中显示了纤毛运动引起的水流。
蓝绿色箭头表示水流方向。这些小红点代表着水流收集到轮虫月中的食物颗粒。
图片来源:Plingfactory。

轮虫的咀嚼颚

经过口腔后，食物被运送到肌肉发达的咽，称为咽咀嚼囊．这个乳突含有颚状的坚硬结构，叫做口器，以及相关的咀嚼肌。食物颗粒将被滋养层研磨成更小的碎片。

请注意下面视频中进食轮虫的三个标记部分。你可以看到乳突肌肉驱动着颚状滋养肌的持续咀嚼。

[在这个视频中]轮虫移动它的纤毛就像旋转的轮子一样产生漩涡并吸入食物。

滋养体几乎存在于所有轮虫中，是轮虫门的特征器官。滋养体也是轮虫中唯一可能保存在化石记录中的坚硬部分。

[在图中]轮虫的颚被称为滋养体，由几个部分组成，用于切割和咀嚼食物颗粒。
图片来源:英国显微镜。

[在图中]扫描电子显微镜(扫描电镜)显示蛭形轮虫及其颌部的形态变化。
图片来源:迭戈Fontaneto。

轮虫和人类一样有完整的消化道

磨碎的食物通过食道进入胃。有两种消化腺，唾液腺和胃腺，产生消化酶，以促进胃的过程。消化后的食物进入肠道进行营养吸收。排泄废物在从肛门排出之前被收集在膀胱中。

[在图中]人类和轮虫消化器官系统的相似性。
这张带标签的图表帮助我们了解轮虫的消化道是如何工作的。轮虫的消化器官和我们几乎一样。主要的区别是我们有更多的器官(包括唾液腺、肝脏、胰腺、胃和胆囊)来分泌不同的消化酶(因为我们的食物来源更复杂)。

轮虫的身体

轮虫的身体是伸缩式的形状(对于蛭形轮虫来说)。身体的外部覆盖着一层透明的、半柔性的、可延伸的材料角质层．轮虫角质层的组成表明轮虫是蛔虫和节肢动物的近亲。

[在图中]轮虫的身体由一层角质层保护，节肢动物身上也有。

蛭形轮虫的身体外部看起来是分节的。然而，它们在体腔内没有节段。

轮虫的脚和脚趾

轮虫身体的最后一部分是有脚趾的脚。蛭形轮虫的脚和脚趾就像它们的名字一样。这些轮虫在水面上抛锚，就像用脚站立一样。它们的脚还能让它们像水蛭一样移动。

轮虫的足部腺体可以产生一种水泥状的粘性物质，使轮虫能够附着在水中的物体上。

[在图中](A, B)蛭形轮虫脚和脚趾的典型图像。(C)锚定足部的俯视图:白色箭头表示轮虫足部在表面的锚定位置。(D)倒置显微镜下被锚定的轮虫脚趾的底部视图。
图片来源:Cloudynights，Plingfactory ．

为Monogononat轮虫的脚和脚趾不能用于锚定。相反，这些部分是自由游动的尾巴。

[在图中]Beauchampiella eudactylota(一种轮虫)用它的长脚和脚趾游泳。
图片来源:Plingfactory．

轮虫有大脑和眼睛吗?

是的，轮虫的微观身体甚至包含一个原始的中枢神经系统。轮虫的头部包含了一个双叶脑(脑节)和两个小眼点在冠附近的形式的神经元器官。

轮虫也被证明拥有一些感觉器官来检测压力、光或化合物的变化。这些传感器允许轮虫向有利的区域移动(有食物等)或远离捕食者。

第3部分。轮虫的居住-他们如何移动，吃，繁殖，并执行其他有趣的行为

轮虫能感觉到危险吗?

是的，轮虫可以通过头上的传感器感知周围的环境。当它们感觉到危险时，头部会收回并藏在身体里。它们甚至可以收缩成一个球。只有当轮虫感到安全时，冠才会完全伸展开始进食。

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[在图中]轮虫始终能感知周围的环境。如果发现危险信号，轮虫就会缩回头，像球一样收缩。一旦环境恢复安全，它就会慢慢地露出头，重新开始进食。

轮虫生活在哪里?

轮虫可以在许多淡水环境中发现，如池塘底部和流动的水，如河流或小溪。轮虫还常见于生长在树干和岩石上的苔藓和地衣等微小植物上，或生长在死树附近的蘑菇上。它们也喜欢栖息在潮湿的土壤或雨水沟和水坑中的落叶中。他们所需要的只是一层围绕土壤颗粒的水薄膜。它们甚至可以用脚在淡水甲壳类动物和水生昆虫幼虫的表面上锚定。有些种类的轮虫生活在咸水环境中。轮虫甚至在南极洲的水域被发现过!

大多数轮虫是自由生活的浮游生物。有些种类的轮虫喜欢呆在一起(一个群体)，它们的脚相互连接。

[在这张图中]一群海轮虫Conochilus hippocrepis．
图片来源:Plingfactory．

许多轮虫物种与植物或其他动物生活在密切的联系中(例如，通过附着在表面生长)。然而，很少有轮虫是真正的寄生虫，真正伤害它们的宿主。一个例子是生活在一种叫做团藻的美丽藻类里的寄生虫轮虫。团藻是一群生活在一个球体里的藻类细胞。它看起来像一个绿色的球体在水中慢慢旋转。

[在这张图中]团藻是一种多细胞的绿藻群落，像一个球体一样生长。
图片来源:国家地理．

寄生轮虫在团藻体内生活并产卵。它们还以藻类为食，慢慢地破坏了团藻完美的球形。当轮虫吃了足够多的宿主，它就会逃跑，游去寻找另一个受害者。

轮虫如何移动?

Leech-like运动

“蛭形虫”一词的意思是“像水蛭一样”。蛭形轮虫得名于它们像水蛭一样的外表和它们移动的方式。基本上，蛭形轮虫在表面上绕圈移动，交替连接头部和脚端。当它们以这种寸步移动的方式移动时，它们的冠状体会收回并隐藏在体内。

[在这个视频中]这段视频展示了蛭形轮虫如何通过尺蠖在表面移动。

游泳

轮虫还可以借助有纤毛的冠状体游泳，利用冠状体在水中游动，就像飞机螺旋桨一样。

轮虫如何进食?

大多数轮虫是滤食性动物。它们冠上的纤毛移动，产生水流，把食物带进嘴里。

[在这个视频中]蛭形轮虫一旦找到一个合适的落脚点，就会伸长冠状体，开始过滤周围的食物。轮虫移动它的纤毛就像旋转的轮子一样产生漩涡并吸入食物。

[在这个视频中]显微镜下的轮虫展示了它们的滤食。
你还可以看到它的滋养腭在咀嚼。

轮虫的食物通常包括死亡或分解的有机物质和单细胞藻类、细菌和其他小型浮游植物。由于轮虫是微观动物，它们的食物必须足够小，才能通过它们的小嘴巴进行过滤进食。

轮虫在生态学中扮演什么角色?

由于轮虫主要以分解的有机物质和微小微生物为食，这使得轮虫成为重要的主要消费者。轮虫是食肉动物的猎物。许多动物吃轮虫，包括虾、螃蟹、水蚤、蝌蚪、水生昆虫、鱼、蛤、鸭、大白鹭和其他涉禽。轮虫种群的平衡是一个健康的水生生态系统的关键指标。因此，轮虫扮演着重要的生态角色。

[在图中]水生生态系统的食物网。
生态系统的每一个成员都是必不可少的。轮虫和其他浮游动物是大型动物的底层消费者和食物来源。

轮虫如何繁殖?

轮虫是雌雄异株生物(有雄性或雌性类型)。雌性总是比雄性大(两性二态)。在一些物种中，雌性可以比雄性大十倍。在许多物种中，雄性寿命很短，没有消化系统(雄性由于失去一半DNA而退化)。这些雄性只有一个睾丸作为内部器官。

[在图中]一只雌性轮虫(Rhinoglena额的)带着一只静蛋。
图片来源:Plingfactory。

轮虫有两种繁殖方式。有些物种只由未受精卵生出女儿的雌性组成，这种繁殖方式被称为单性生殖．换句话说，这些孤雌物种可以从一个未受精卵无性繁殖发育而来。

(图中)孵蛋。
白色箭头指向发育中的胚胎可见的纤毛部分。也可以看到红色的眼点。

其他物种通过有性生殖．这些轮虫的性别是不寻常的。受精卵发育成雌性，未受精卵发育成雄性。在这种情况下，雄性轮虫只有一半的基因组DNA副本(称为单倍二倍体)，但仍然可以产生精子。

[在图中]一只携带四颗卵的雌性轮虫。
图片来源:发育生物学相互作用。

雌轮虫和雄轮虫交配导致受精卵在雌轮虫体内发育。卵被释放出来，在水中孵化。这些休眠的卵在休眠状态下具有很强的抵抗力，当当地水源枯竭时，它们可以存活下来。如果卵在夏天发育，卵可能会附着在轮虫的尾部，直到孵化。

[图中]两个休息的轮虫卵。
鸡蛋周围的厚壳提供了很好的保护。
图片来源:Plingfactory ．

许多物种可以根据居住条件在无性孤雌生殖和有性生殖之间切换。这就形成了生命周期轮虫。通常，当环境变得恶劣(干燥、寒冷或缺乏食物)时，就会发生有性繁殖。轮虫物种可以被保存下来作为一个休息的卵在一个抗性休眠，直到条件变得适合居住。

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[在图中]轮虫的繁殖生命周期。
在营养丰富的环境中，轮虫通过无性繁殖的孤雌生殖只有女性。遇到环境提示(变得严酷;例如，在冬天)，轮虫适应有性生殖．为此，无性生殖的雌性通过减数分裂产生有性生殖的女儿。如果未受精，这些单倍体卵子发育成雄性，使有性的雌性受精，产生二倍体休眠卵子。这些休息的卵可以存活到条件变得有利(例如春天)，然后发育成无性繁殖的雌性。2N表示二倍体(每条染色体一对)，N表示单倍体。

轮虫的独特之处在于它们生来就有所有的细胞。与大多数通过添加新细胞来生长的动物不同，轮虫通过增加细胞的大小来生长。

轮虫被认为是像缓步动物一样的极端微生物!

理想情况下，轮虫在潮湿的环境和温和到温暖的温度下茁壮成长。在冬天或干旱季节这样的恶劣环境中，轮虫可以通过一个被称为隐生现象(另一个著名的例子是缓步类也就是水熊)。轮虫通过停止所有代谢过程并收缩到休眠状态进入隐生生命。当环境条件恢复到适宜居住的状态时，轮虫可以迅速恢复正常状态。轮虫卵也可以通过休眠多年来抵御干燥。由于轮虫的DNA修复能力，它们在辐射损伤中生存的能力也更强。在很多方面，轮虫是真正的极端微生物(指能够在极端环境中茁壮成长的生物)。

[在图中]缓步动物或水熊是微观世界中的超级明星，以其在极端环境中的生存能力而闻名。然而，很多人不知道轮虫也很顽强。

第4部分。轮虫显微镜下观察

观察轮虫相对容易。轮虫几乎无处不在。从各种潮湿环境中收集的标本中都有可能发现轮虫。你可以试着从浮渣和池塘中收集底部沉积物的水样。轮虫也喜欢在腐烂的树叶和水生植物上生长。苔藓和地衣也是寻找轮虫的好地方。你可以把一块植物样本放在带有一些水的培养皿中几天，观察轮虫迁移出去。例如，我成功地看到轮虫和水熊从一个一块冬天收集的冰冻苔藓．你甚至可以看到轮虫从孵化的卵中生长出来。

[在此视频中]用折叠镜观察轮虫。