簡(jiǎn)要介紹
緩步動(dòng)物門(Tardigrada),,俗稱水熊蟲,、熊蟲。它們高度特化,,體長(zhǎng)不超過1毫米,,大多數(shù)只有0.5毫米左右;除頭部外,有4個(gè)體節(jié),,每個(gè)體節(jié)上具1對(duì)足,。身體透明,,但很多種類的顏色來源于食物。雌雄異體,。適應(yīng)性極強(qiáng),,在海拔6 000米以上的喜馬拉雅山和4 000米以下的深海海溝均有分布,甚至可以忍受真空環(huán)境,。已知約1 200種,,分3個(gè)綱:異緩步綱(Heterotardigrada),如水熊蟲(Hypsibius dujardini);中緩步綱(Mesotardigrada);真緩步綱(Eutardigrada),,如緩步蟲(Macrobiotus)等,。
【知識(shí)點(diǎn)】水 熊 蟲 是 最 “ 堅(jiān) 韌 不拔”的動(dòng)物,可能也是目前人類已知最彪悍的動(dòng)物,。據(jù)報(bào)道,,-200℃下它們可活若干天,-272℃和181℃均可存活2分鐘;在5 700戈瑞強(qiáng)度的放射線下也可生存;還可以承受600兆帕斯卡的巨大壓力;而且在真空中都不會(huì)死亡,。
物種學(xué)史
物種發(fā)現(xiàn)
“小水熊蟲”在1773年首次被一位名叫哥策的神父描述,,但并不完整。 斯巴蘭扎尼發(fā)現(xiàn),,在缺水的環(huán)境下,,緩步動(dòng)物能夠不脫去保護(hù)外殼而“復(fù)活”。斯巴蘭扎尼并且指出,,緩步動(dòng)物要渡過缺水時(shí)期,,就必須慢慢的失水。而緩步動(dòng)物(Tardigrada)這個(gè)名字,,也是斯巴蘭扎尼首次給出的,。
從水熊蟲的化石可知道,這一物種早在5億年前的寒武紀(jì)(Cambrian Period)就存在了,。從它們被發(fā)現(xiàn)開始,,人們對(duì)緩步動(dòng)物在動(dòng)物分類中的位置,形態(tài)學(xué)(morphology),,生活方式(life style),,組織學(xué)(Histology)以及其隱生性(Hidden nature)的研究興趣有增無減。
米勒研究
1785年米勒(O.F.Müller)對(duì)這種動(dòng)物作了深入的觀察,。他嘗試將緩步動(dòng)物歸入動(dòng)物演化樹中并且把它歸入壁虱屬(Tick species),。米勒所使用的學(xué)名Acarus ursellus被林奈(Linnaeus)寫到了他的《自然分類》中。1834年舒爾策發(fā)現(xiàn)了有名的Macrobiotus bufelandi,。該名字來源于柏林醫(yī)生Hufeland,,他著了一本有關(guān)長(zhǎng)壽術(shù)(德語(yǔ):Makrobiotik)的書叫《延年益壽之藝術(shù)》。相對(duì)于斯巴蘭扎尼的“復(fù)活”,,舒爾策認(rèn)為緩步動(dòng)物在缺水后再次接觸到水時(shí),,是“蘇醒”過來了,。但他的看法并不是得到很多的認(rèn)同。他同時(shí)代的愛亨伯格則認(rèn)為,,缺水時(shí),,緩步動(dòng)物能分泌一種物質(zhì),在里面緩步動(dòng)物不但能度過困難時(shí)期,,而且能繁衍后代,。數(shù)年后“醒過來”的只是它的后代。更有人認(rèn)為那是一種自然發(fā)生(generatio spontanea),。
對(duì)緩步動(dòng)物形態(tài),,系統(tǒng)分類和生理研究有著最深遠(yuǎn)影響的貢獻(xiàn)當(dāng)屬法國(guó)人Doyères所寫的書《Mémoire sur les Tardigrades》(《對(duì)緩步動(dòng)物的記憶》)(1840-1842年)。他強(qiáng)調(diào)了緩步動(dòng)物在慢慢失水的環(huán)境中“復(fù)活”的能力,。這和當(dāng)時(shí)另一種觀點(diǎn)相沖突,,就是認(rèn)為,,沒有任何預(yù)防措施可以阻止完全脫水的動(dòng)物的死亡,。1859年巴黎生物協(xié)會(huì)(Paris Biological Association)最終通過一份超過100頁(yè)的鑒定形成定論,就是Doyères的意見是對(duì)的,。新的問題是,,在這種脫水環(huán)境中,緩步動(dòng)物的新陳代謝究竟只是變慢了還是停止了,。20世紀(jì)初,,耶穌會(huì)神父吉爾伯特·弗蘭茲·拉門(Gilbert Franz Rahm)通過緩步動(dòng)物還能度過低溫(絕對(duì)零度)-(Absolute zero)環(huán)境的現(xiàn)象認(rèn)為,新陳代謝是停止了,。1922年鮑曼(Bauman)通過對(duì)脫水隱生的形態(tài)和生理方面的研究,,再次捍衛(wèi)了這一觀點(diǎn),。
分類研究
1851年杜雅爾丹(Dujardin)認(rèn)為緩步動(dòng)物是一種原本生活在海洋里的生物,,這是緩步動(dòng)物的分類的第一步。1907-1909年Murray在不列顛-南極探險(xiǎn)中收集到多種緩步動(dòng)物的樣本,。使得緩步動(dòng)物的種類在很短的時(shí)間內(nèi)上升到了25種,。1928年圖靈(Turing)為緩步動(dòng)物建立了一個(gè)新目。但緩步動(dòng)物在動(dòng)物界中的位置在Doyères的著作中并沒有被提及,。1851年Dujardin根據(jù)它們具有和線蟲動(dòng)物(Nematode animal)相似的咽,,而認(rèn)為緩步動(dòng)物是線蟲動(dòng)物(Nematode animal)的近親。而1896年??撕?909年里希特斯(Richter J)則認(rèn)為它的近親應(yīng)該是節(jié)肢動(dòng)物(Arthropod),。但大部分的專家卻認(rèn)為應(yīng)是節(jié)肢動(dòng)物。1929年根據(jù)當(dāng)時(shí)組織學(xué)的證據(jù)人們將它劃為節(jié)肢動(dòng)物下的綱,。到了1953年,,人們終于可以有技術(shù)基礎(chǔ)去測(cè)量緩步動(dòng)物正常和隱生狀態(tài)下的氧氣消耗量,。1968年科學(xué)家通過電子顯微鏡觀察到緩步動(dòng)物的儲(chǔ)存細(xì)胞。1972年拉馬佐蒂的專著第二版出版,,列舉了413種緩步動(dòng)物,。
1974年借拉馬佐蒂(La Mazzotti)75大壽之際在意大利城市帕蘭扎(Pallanza)舉行了第一屆國(guó)際緩步動(dòng)物論壇。
形態(tài)特征
緩步動(dòng)物(Tardigrata)是多細(xì)胞動(dòng)物(Multicellular animals),。它們非常細(xì)小,,大部分不超過1毫米,最小的Echiniscus parvulus初生的時(shí)候只有50微米,。而最大的Macrobiotus bufelandi則只達(dá)1.4毫米,。通體透明,無色,,黃色,,棕色,深紅色或綠色,。它們的顏色主要是它們的食物賦予的,。它們食入含類胡蘿卜素(Carotenoid like)的食物,類胡蘿卜素可以在各器官沉積,。
它們由頭部,,四個(gè)體節(jié),被幾丁質(zhì)(chitin)構(gòu)成的角質(zhì)層(Cuticle)覆蓋,。四對(duì)腳,,末端有爪子,吸盤或腳趾,。由長(zhǎng)長(zhǎng)的細(xì)胞組成的肌肉因應(yīng)體節(jié)而分布,。口前有兩向前突出,,一個(gè)用于刺進(jìn)食物,,另一個(gè)則是吸收工具。前腸有很多成對(duì)腺體,,薄薄的食道連接中腸,。在兩個(gè)目的水熊蟲中腸和末腸之間有馬氏管(Martensite tube),專司體內(nèi)的滲透壓(osmotic pressure)平衡,。
神經(jīng)系統(tǒng)的構(gòu)成:咽上下神經(jīng)節(jié)(Upper and lower ganglion),,其中咽下神經(jīng)節(jié)(Inferior pharyngeal ganglion)和腹部四個(gè)神經(jīng)節(jié)鏈?zhǔn)剑℅anglion Chain)相連。體腔中的細(xì)胞負(fù)責(zé)儲(chǔ)存,。水熊蟲沒有循環(huán)系統(tǒng)(circulatory system)和呼吸系統(tǒng)(respiratory system),。
緩步動(dòng)物通常是雌雄異體(Male and female)。它們的性腺(gonad)是次體腔(Secondary cavity)(事實(shí)上,所有的節(jié)肢動(dòng)物都是這樣)的殘留物,,是不成對(duì)的囊狀器官,,或者是在肛門前向外開口,或者是向終腸開口,。卵子并不需要事先受精就可以被排出體外,。