我為兒孫講科學(xué)生命科學(xué)（五）

文/繡夫 編輯/不二

我為兒孫講科學(xué)生命科學(xué)（五）

文/繡夫 編輯/不二

單細(xì)胞生物

首先，我們來講講原生生物界中的單細(xì)胞生物。

在世界上某些潮濕之處，比如，大海、湖泊和濕地中，生活著許多極微小的單細(xì)胞生物，我們把它們叫做原生生物。原生生物雖然比細(xì)菌大一點(diǎn)，但它們也非常小，肉眼根本看不見。每一個(gè)原生生物的細(xì)胞與細(xì)菌的細(xì)胞有很大區(qū)別。它含有細(xì)胞核，還有一種特殊的結(jié)構(gòu)，科學(xué)家稱為細(xì)胞器，能夠完成各種任務(wù)，以保持細(xì)胞存活。

原生生物以兩種方式進(jìn)食。一些原生生物像植物一樣利用太陽(yáng)的能量為自己制造食物；其他原生生物，被稱為原生“動(dòng)物”，它們以捕食獵物為生。但我們不能簡(jiǎn)單地把原生生物分為植物性的和動(dòng)物性的生物，因?yàn)橛行┰锛瓤梢岳藐?yáng)光制造食物，同時(shí)也可以捕食其他生物。

有一種變形蟲，是原生生物的特殊類型，它們沒有固定的形狀。它的單細(xì)胞形狀猶如一只口袋，可以浮在水面上朝著任何方向移動(dòng)。變形蟲漂浮在水面上，靠吞噬獵物為生。他們的食物就固定在被稱為食物泡的泡沫上，這些食物最終被變形蟲消化掉。為了生殖，一個(gè)變形蟲簡(jiǎn)單地一分為二。變形蟲的結(jié)構(gòu)、形態(tài)和進(jìn)食、生殖方式，請(qǐng)參見圖1。

那么，變形蟲是如何移動(dòng)的呢？請(qǐng)參見圖2的介紹。

原生生物都很小，但它們之中也有一些兇猛的食肉“動(dòng)物”。在圖3中，一種叫做櫛毛蟲的原生生物正在攻擊另一種叫做草履蟲的原生生物。當(dāng)櫛毛蟲向它的獵物釋放一種有毒的線狀物時(shí)，戰(zhàn)斗就開始了。雖然櫛毛蟲要比草履蟲小得多，但它還是吞噬了草履蟲。其實(shí)，這兩種原生生物都是纖毛生物，它們依靠揮動(dòng)它們身上的細(xì)小纖毛而在水面上移動(dòng)。

在圖3的左面，櫛毛蟲撞擊一個(gè)草履蟲，櫛毛蟲會(huì)伸展自己的身體以捕獲碩大的獵物。在圖3的右面，進(jìn)食兩三小時(shí)以后，櫛毛蟲又開始尋找新的獵物。

瘧疾是一種危險(xiǎn)的疾病，在熱帶地區(qū)廣泛流行。瘧疾是由一種叫做瘧原蟲的原生生物引發(fā)的。當(dāng)人們被帶有瘧原蟲的蚊子叮咬后，就可能被感染而罹患瘧疾。瘧原蟲在人的肝臟和紅血細(xì)胞中存活和增殖。每隔幾天，新的瘧原蟲細(xì)胞就從紅血細(xì)胞中爆發(fā)，引起間歇性的發(fā)熱癥狀。圖4顯示了蚊子傳染瘧疾的全過程。

真菌

說起真菌，許多人都知道，我們平時(shí)常吃的蘑菇和木耳就是真菌類生物。但他們幾乎都不知道，蘑菇和木耳之類，只是真菌的可見部分。真菌的其余不為人所見部分是由大量微小的絲狀物構(gòu)成的，科學(xué)家把它們稱為菌絲。菌絲通常隱藏在土地或如枯死的樹木之類有機(jī)物中，我們知道，木耳就是從枯木中生長(zhǎng)出來的。圖5和圖6顯示了典型的真菌生命循環(huán)過程。

其實(shí)，除了我們當(dāng)作食物的蘑菇和木耳，真菌還廣泛存在于我們的家里。你可以在家里潮濕的墻面上找到黑色的斑點(diǎn)，這里就是真菌聚集之處（參見圖7）。老房子里的屋梁有時(shí)會(huì)被一種干朽菌腐蝕掉。而霉菌和銹菌則可能攻擊植物的莖。

某些真菌是有毒或有害的，比如，野生的許多種蘑菇是有毒的，甚至有人因進(jìn)食毒蘑菇而喪命，但也有些真菌能為我們提供許多別有風(fēng)味的食品。我國(guó)南方的一種風(fēng)味小吃—臭豆腐（圖8），就是真菌為我們制造出來的。另外，更廣為人知的酵母也是一種微小的單細(xì)胞真菌，它們可以通過發(fā)酵過程而大量增殖。酵母以糖為食，并能經(jīng)由發(fā)酵過程將糖轉(zhuǎn)化為酒精和其他物質(zhì)。所以，酵母被廣泛應(yīng)用于制造酒類飲料以及制作饅頭或面包。

真菌不同于綠色植物，它們不能通過捕捉陽(yáng)光來制造自己的食物。相反，它們利用菌絲來吸收化學(xué)物質(zhì)，這些化學(xué)物質(zhì)是由其他已經(jīng)死亡的生命體制造出來的。真菌和細(xì)菌同樣是世界上非常重要的死亡生命體的分解者。他們分解死去的植物和動(dòng)物的遺體，釋放可供回收利用的化學(xué)物質(zhì)。可以說，如果沒有真菌和細(xì)菌做這種工作，我們這個(gè)地球上死去的動(dòng)植物遺體將堆積如山。因此，真菌和細(xì)菌雖然微不足道，但它們卻是維持地球上生態(tài)平衡的最大“功臣”。圖9為顯微鏡下的酵母。

真菌不僅以死亡的生命體為自己的食物，有些真菌還攻擊活的植物和動(dòng)物，包括攻擊人類，常常引起某些疾病。真菌病就是指真菌對(duì)動(dòng)物（通常為人類）造成的感染。真菌病很常見，許多環(huán)境或生理?xiàng)l件為真菌感染創(chuàng)造了有利的條件。真菌通常透過被吸入或在皮膚上著生的方式發(fā)生感染，因此，真菌病通常始于皮膚或肺部。值得注意的是，長(zhǎng)期服用抗生素的人們是感染真菌病的高危險(xiǎn)人群，因?yàn)榭股夭粌H殺死致病的菌種，也殺死正常存在人體內(nèi)的細(xì)菌，改變了口腔、腸道及陰道內(nèi)的微生物平衡，并造成真菌的過度生長(zhǎng)。

在19世紀(jì)中葉，一種真菌曾改變了歷史進(jìn)程。這種真菌是馬鈴薯晚疫病菌，它們?cè)斐神R鈴薯植株腐爛壞死。這種真菌在幾年中摧毀了愛爾蘭的許多馬鈴薯作物，馬鈴薯是當(dāng)時(shí)的主要糧食作物之一，這就造成了著名的馬鈴薯饑荒（或稱愛爾蘭大饑荒）。在7年的時(shí)間內(nèi)，英國(guó)統(tǒng)治下的愛爾蘭人口銳減了將近1/4；這個(gè)數(shù)目除了餓死、病死者，也包括了約100萬因饑荒而移居海外的愛爾蘭人。圖10顯示了當(dāng)時(shí)的慘狀。

一位利用真菌而改變?nèi)祟惪共∈返膫ト耸怯?guó)微生物學(xué)家弗萊明（1881-1955）。1928年，弗萊明發(fā)現(xiàn)，他實(shí)驗(yàn)室中的一個(gè)細(xì)菌培養(yǎng)皿因被真菌感染而發(fā)生了異常情況。他看到，真菌殺死了它附近的細(xì)菌，于是，他設(shè)法分離出這種真菌分泌的物質(zhì)。他把它叫做“盤尼西林”（即青霉素），這是世界上第一種抗生素藥物。隨著這項(xiàng)研究的進(jìn)一步深入，青霉素已經(jīng)拯救了千百萬人的生命。