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你养过最小的宠物是什么?当然是生物课上的草!履!虫!

沙漠豪猪 物种日历 2020-10-18

就在我开始动键盘写这期物种日历的瞬间,微博时间线上刷出了这么一条。

养伪蝎?伪蝎就像芝麻粒那么小,不过,和我的微型宠物相比还是差一个数量级。我养过最小的宠物是大草履虫Paramecium caudatum

#草履虫虽然不是昆虫

但可能还是会对虫恐密恐的朋友产生一定伤害

草履虫,我们生物课上都见过;图为今天的主角:大草履虫。图片:Deuterostome / wikipedia

显微镜下的超小萌物

大草履虫可以算是草履虫中身材比较大的一种了,但是依然很小,最大的个体约有0.3毫米长,在水中游泳时勉强能够看到是个小点,想看清身体构造的话就要上显微镜了。

草履虫的模样,在显微镜下才能看清。图片:rexp2 / flickr

在显微镜下,大草履虫会用自己的身体向你解释为什么它们被叫做草履虫。它的形状完全就是一个草鞋的鞋底,只不过前后反过来,看上去像脚尖的那一端是后端,圆钝的“脚跟”那一边才是它的前端。

大草履虫,像“鞋跟”的一端才是前端。图片:protist.i.hosei.ac.jp

如果你放在显微镜下观察的大草履虫是活的,仔细看一会儿还能发现它们的身体其实和鞋底还不太一样。它们不是一个扁片而是立体的,在水中依靠体表纤毛有节奏地摆动,旋转着向前游动;如果撞上障碍物就反向摆动纤毛,先挂倒挡再换方向。

啊呀都撞一起啦。图片:mantismundi / youtube

它们的纤毛之中还隐藏着武器——刺丝泡。遇到天敌或者强烈刺激时,刺丝泡就会变成细丝射出、纠缠住敌人,有些种类的刺丝泡还含有毒素。

结构精巧的单细胞生物

作为一种单细胞生物,大草履虫整个身体只有一个细胞,但在这个小小的细胞中,包含了它生命活动所需的各种结构。大草履虫拥有大小两个细胞核,大核是重要的机能中枢所在地,控制细胞的新陈代谢和生长发育,小核主要负责遗传和生殖。

大草履虫结构模式图。图片 :twwiki.com

在细胞内,前后还各有一个调节细胞内水分用的伸缩泡,周围有放射状排列的收集管,两个伸缩泡总是在交替地收缩和舒张。

前后两个伸缩泡明显可见。图片:Carlo Laudanna / flickr

在伸缩时的模样。图片:photobucket.com

大草履虫摄取食物的结构,是细胞中段一个斜向凹陷的口沟。口沟内的纤毛又长又密,可以很方便地鼓起水流把食物送进沟底的胞口。食物通过胞口内部的胞咽进入细胞,被包裹在食物泡中,随着细胞质流动。经过细胞内消化酶的分解后,食物泡会逐渐缩小,其中的营养物质被利用至只剩下残渣,再通过身体后端的胞肛排出体外。

图为草履虫的进食过程。位于中间、有水流通过的“管道”就是草履虫的口沟。图片:Craig Smith / youtube

不断分裂更新的宠物

各种宠物的寿命长短不同,独角仙的寿命有一年,仓鼠能活两三年,而猫主子们能够陪伴你度过十几年的时光,那大草履虫在适宜环境中的寿命有多久呢?答案是6小时。只不过,活够了寿命的大草履虫并不会死,而是会分裂成两个新个体。

一分为二的草履虫。图片:photomacrography.net

分裂生殖属于无性生殖;当条件满足时,大草履虫也会进行有性的接合生殖,需要满足的条件有很多,除了要温度适宜和食物充足,还有另外两个很有意思的条件。一是营养状态,刚吃饱和特别饿都不行,必须是从饱食转入饥饿的几小时内才可以。二是接合型(可以看作大草履虫的“性别”),接合型在大草履虫接合生殖中的规则就像第二十二条军规一样,接合型相同的大草履虫不会发生接合生殖,而不进行接合生殖的话,也产生不了新的接合型。

https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=r1326weao42&width=500&height=375&auto=0

数数看,视频中有多少对草履虫在不可描述,以及有多少只单身虫在自我分裂。视频:BirdWhisperer46 / youtube

大草履虫的接合生殖过程极为复杂。简略地说,就是两个虫体的口沟接合在一起,大核消失,小核经过多个分裂、交换、融合、解体的过程,最终分裂出8个与上一代接合型不同的新个体。具体过程请看下面的图,如果还没有感到眩晕并且有兴趣的话,可以自己去找资料详细了解。

接合生殖的过程。图片:old.hssyxx.com

草履虫是不是勾起了你对生物课的回忆?绘图:翼狼Elang

教你怎么找到草履虫

如果你能搞到显微镜的话,也可以养一些草履虫来玩玩。它们喜欢生活在水流缓慢、有机质丰富的淡水中,比如城市公园中种有荷花芦苇等水生植物的池塘,气温比较高的时候吸取这些水体的表层水,多半能捞到包括大草履虫在内的各种草履虫。在显微镜下确认采集到后,就可以把这些水当做培养草履虫的种子了。

采集的时候可要注意安全哦。图片:webandi / pixabay

草履虫喜欢吃细菌等微生物,想养草履虫的话需要先培养出够多的食物。培养食物的方法很简单,用干稻草煮水,静止在容器中放凉,微生物就会很快在其中繁殖。把含有草履虫的池水加进去,过一星期就会发现稻草水中有一些飘动的小点,那些就是草履虫了。在水里放发面用的活酵母也可以养,比稻草水简便、效果好,就是慢些。

养草履虫的装备很简单。图片:bio.academany.org

在显微镜下你可以和草履虫玩的游戏很多。比如加几粒盐观察它们逃离,滴一点蓝墨水看它们放出刺丝泡、变得怒发冲冠,或者用亚甲基蓝把它染成浅蓝色,就可以看清大细胞核和食物泡,还能看到两个伸缩泡交替收缩的过程。运气足够好的话,你还能看到正在进行分裂甚至接合生殖的草履虫。玩够了以后把培养液放进冰箱冷藏室,能保存数月之久。

除了变蓝,还可以变粉!猜猜图中加了什么试剂。图片:anatomy91 / flickr

我养草履虫的时候,每隔几个月就煮一些稻草水繁殖一缸,最后得到了好多草履虫。养多了以后,这些超微型宠物还有别的用途——它可以给刚孵化的观赏鱼当饲料用。由于高密度的草履虫在水中游动时看着像云雾一般,在观赏鱼爱好者中被叫做“洄水”。

高密度游动的草履虫。图片:채병수 / youtube

想想最好玩的还是在显微镜里看它们!溜了溜了。图片:mantismundi / youtube

本文是物种日历第3年的第293篇文章,来自物种日历作者@沙漠豪猪。


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