一分钟看懂地球生物(地球生物全系列)

原生生物界—放射虫门

放射虫门(学名:Radiozoa)又名放线虫,为海中浮游生物,有如球形对称,带有硅壳,壳上有美丽的花纹。

身体内有膜质中央囊,囊面穿有许多小孔,将身体分为内外两部分,外部被胶状物质,多有液泡,内部有细胞核、液泡和赤、黄等色的油滴;通常均由身体中央射出针状骨棘,间或多数针状物相集成层或互相连络而成笼状,形状精细繁多;多以分裂法繁殖,也有以孢子繁殖的。

放射虫多产于热带海洋中,因为迅速的繁殖与过多的物种,是诊断化石的重要依据,可从寒武纪开始。

放射虫有很多针状伪足的支援,即所谓axopods,可承受放射虫的浮力。

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1.分类

多孔虫纲(英语:Polycystine)(Polycystinea)

等辐骨虫纲(英语:Acantharea)(Acantharea)

Sticholonchea(英语:Sticholonche)

2.放射虫

放射虫为海生漂浮的单细胞动物,具放射排列的线状伪足。放射虫种类多,数量大,死亡后沉积海底所形成的软泥占现代海底面积的2~3%。

放射虫属原生动物门辐足纲放射虫亚纲。形体微小,一般直径为0.1~0.5mm,少数可超过1mm。细胞内有一中心囊,将细胞质分为囊外、囊内部分。伪足从囊外部分伸出。一般为无性生殖;少数放射虫分裂后的细胞附连在母细胞上,形成单细胞群体。已知化石放射虫2000种以上,现生放射虫6000种以上。

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(1)原生质构造

中心囊:球形、钟罩形、叶状或不规则形。囊壁是一层多孔的假几丁质或类粘蛋白质的膜。放射虫的骨架主要随中心囊的形状架构而成。

中心囊的构造差异是分类上极为重要的依据。

泡沫虫:中心囊呈轴对称,囊壁为单层的薄膜, 具无数规则分布的小孔。

罩笼虫:中心囊呈狭长型,单轴式的放射状对称,囊壁为一层致密的薄膜,仅在长轴的一端有孔洞。

囊内质:一个或数个细胞核,复核、各种细胞类器官、脂肪球、色素体、结晶体,有营养和生殖功能。

囊外质:以多囊虫目为例

肉基质层:颗粒状原生质组成,轴伪足由此伸出,消化作用在此进行,常可见半消化物质。

胶泡层:厚层的胶状组织,充满胶泡,可调节比重,利于漂浮,分泌骨骼。虫黄藻共生于此。

肉网层:外质的最外侧,网目状构造,周边向外延伸出丝状伪足。

伪足:伪足上可富有粘稠状的硅胶。轴状伪足:由微管组成的轴丝支持;丝状伪足。

(2)骨骼

大多数的放射虫具有结构精致的硅质骨架,但海水表层常见的一种群居放射虫就没有骨架。

①骨骼成分与特性

主要为Si和O,还有少量的Mg、Ca、Na、Pb等元素,总量不超过4%。骨骼清晰透明,透射光下呈玻璃状,硬且脆,无弹性。

②骨骼类型

松散结构:为互不连接或接合不坚实的杆、骨针及刺。

网格状:孔的大小和形状是重要的鉴定特征。

海绵状:细短的小棒三维空间连接。

孔板状:致密均匀,可见稀疏、大小不等的孔。

③骨骼发育

Haeckel的两种假说:其一骨骼单元直接由伪足和原生质网的化学成分变质形成;其二由原生质分泌形成。Thompson用在细胞质分界面上发生的物理-化学过程来解释骨骼形成的网状模式Hollande认为骨骼形成于活的原生质膜内。个体发育的不同阶段,骨骼的形态和结构发生了一系列的变化。在成年以后,骨骼还具有次生生长现象,表现为翼膜和附加骨骼网。

④骨骼保存

与保存的环境有关,0-1000米贫硅水体;火山活动有利于放射虫的生活和保存,有机组分沉积速率高的地方易保存。CCD面以下,常成为沉积物的主要成分。放射虫软泥,主要分布于热带太平洋和印度洋深海底。与放射虫骨骼本身的结构有关,骨骼纤细的种类更易溶解。

(3)营养与繁殖①营养

放射虫主要靠伪足捕食各种浮游生物。 放射虫共生的藻类(虫黄藻)也可为放射虫提供营养。仅限于透光带。共生的藻类散居在胶泡层中也有在肉基质层附近或聚集在中心囊内。共生的藻类也可成为放射虫的食物。

②生活周期

很短,数天至一个月左右。

③繁殖

无性生殖(分裂生殖、出芽生殖),有性生殖。群体放射虫有大量具鞭毛的细胞。

(4)分类

根据壳体结构和对称性,分为: 泡沫虫亚目、罩笼虫亚目、阿尔拜虫亚目

①泡沫虫亚目

单体或群体,中心囊膜上均匀分布着许多小孔;极少数的属种无骨骼;少数的属种具分散于外质中的骨针;大多数泡沫虫个体微小,具有单一的格子壳——典型形态(球形对称);还有一些属种具放射状刺和内部支持横杆的同心壳;一些属种的骨架是由无秩序稠密排列的小棒组成的海绵状壳。最古老的类群,寒武纪——现代。占放射虫属数量的一半。依据骨架的类型和形态以及放射主针数目可化分出42科。

②罩笼虫亚目

中心囊膜的穿孔集中在一端,成为一个孔板,构成内囊轴丝圆锥体的基部。壳异极,一般为两侧对称骨架有主针体型:三射、四射、六射;矢状环型:简单或带刺,具三角形的基角: 格架型:由单列的房室构成,分为顶角、头、胸、腹、基壳口和翼,口孔简单或被一格架封闭。S出现,古生代属种较少,中、新生代属种增加,现代占放射虫动物群的70%以上。在海洋中分布广泛,不同的深度有特定的组合。

③阿尔拜虫亚目

两侧对称,壳壁多为无孔板状 。

(5)个体大小

单体:成年个体直径数十微米~数百微米;

群体:直径数厘米~数十厘米。

(6)主要特征

在细胞质内有一个球形、梨形或圆盘形的几丁质中心囊。中心囊将细胞质分成囊外和囊内两部分。囊的表面包以角质膜,膜上有小孔,使囊内外的细胞质相互沟通。囊内有核,司营养及生殖;囊外细胞质常有许多脂肪粒和空泡,有利于动物的漂浮生活。

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(7)生活习性

海生,营漂浮生活,多为正常盐度的远洋生物。多孔球状外形和多种壳饰。细胞内存在气泡。向外伸展的伪足。囊内质中的脂肪球,说明以漂浮生活方式为主。但有些具坚实块状壳类型是靠近海底生活的特征,并可生活在不同的水深,有的可深达四千米以下。多数放射虫分布在温暖的海洋中,尤其是赤道地区最为丰富,由赤道向两极数量很快减少。仅很小部分可在两极生存。

①分布

a.水平分布

外海,远洋,在浅海外陆架有少量分布。

b.垂直分布

可生活在不同的水深,海水表面至数千米深的洋底。表层个体较小,深海水域中个体较大。大多数生活在表层透光带内(0—几百米),表层、中层上部——棘刺虫类、泡沫虫类和一些罩笼虫类;中层以下——一些罩笼虫类、褐囊虫类。

②温度

多数放射虫分布在温暖的海洋中,由赤道向两极数量很快减少。仅很小部分可在两极生存。在大洋表层可划分出四个组合——极区带、近极带、亚热带和热带表层组合 。

寒流地区——放射虫种类少,壳壁厚,构造致密,刺短而粗。

暖流地区——放射虫种类多,壳壁薄,构造纤细,孔小,刺长,侧棘发育。

③深度

各组合的深度限制界限位于50,200,400,1000和4000米。

④盐度

放射虫对盐度的反应较为灵敏,高于温度。部分类群可生活于极区,陆地淡水没有发现。正常盐度种类丰富。

⑤水团

水团是放射虫生存的环境。同一水平面分布不同的水团,垂向的不同层次具有不同的水团。 水团的性质决定放射虫组合特征的差异。北极从表层到深处只有一个水团低纬度地区可具有不同的水团。

(8)地史分布

放射虫的生命历史非常悠久,但是由于棘刺虫亚目和褐囊虫亚目的骨骼结合得很弱,很容易损坏,很难保存成化石,因而在地层中常见的放射虫化石多属于多囊虫亚目。它们在寒武纪出现,到了泥盆纪后期和石炭纪达到繁盛。法国、英国、俄国的乌拉尔地区、北美洲和澳大利亚都盛产放射虫化石。

新生代是放射虫发展的顶级时期,尤其是在始新世和中新世,放射虫的所有类群都出现了,并在世界各地广泛分布,形成了许多有代表性的化石群。

(9)在地质学中的应用

根据对不同地层放射虫种类的发展演化的研究,分析放射虫的进化谱系,对原生动物的演化有许多启示。另一方面,由于在世界各大洋深海钻探获得大量岩心,对世界大洋洋底地层,自侏罗纪到第四纪各地质时期放射虫的丰度都有了记录,许多放射虫的沉积层序都保存得很好,并且找到了放射虫在地层中的初现和绝灭时限。因而,利用放射虫进行生物地层划带的工作有了迅速的发展,其中新生代的划带工作进展最快。与此同时,基于放射虫建立的古地磁地层划带工作,首先在南极地区开展,已扩大应用到赤道太平洋和北大西洋两水域的海底地层。古地磁方法认为放射虫的绝灭种类与地磁倒转相应,但对古地磁方法的有效性,学者们仍有不同的意见。此外,不少学者指出放射虫的分布与水团的边界相应,某些放射虫成为某些水团的地方种,因此,有人认为放射虫可以作为水团的指示种。至于用放射虫解释古气候、作为古气候指标,也是近年来对放射虫应用的发展。放射虫是海洋环境生活的原生动物,淡水环境绝无生存,因此,它又是海相的指示生物。冷水种生活在北纬40度附近,暖水种在赤道及暖流区。在大陆架地区,观察它的数量变化规律,可以探究该地区海进与海退的演替。

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