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缓步动物是一个科技名词。

中国文字是历史上最古老的文字之一[1]。也是至今通行的世界上最古老的文字。世界上还没有任何一种文字像汉字这样经久不衰。 从甲骨文发展到今天的汉字,已经有数千年的历史。文字的发展经过了甲骨文、金文、大篆、小篆、隶书[2]、草书、楷书、行书等书体演变。

名词解释

缓步动物是水生或在潮湿土壤生活的微型动物,淡水和浅海都有分布。体长很少超过1毫米,已经记录的种类大约有300-400种。代表种如熊虫。

陆生种类最显著的特征是对不良环境具有极强的忍耐能力,遇到干旱时,它们可将身体含水量由正常的85%降至3%,此时运动停止,身体萎缩,在这种状态下,缓步动物可以抵御恶劣的环境达数年之久,如极限温度、电离辐射、缺氧等,当环境好转时,身体再复苏,这种现象称隐生。

分类

纲* 异缓步纲(Heterotardigrada)如水熊虫(Water bears)

  • 中缓步纲(Mesotardigrada)
  • 真缓步纲(Eutardigrada) 如缓步虫(Macrobiotus)

形态

缓步动物是多细胞动物,它们非常细小,大部分不超过1毫米,最小的Echiniscus parvulus出生的时候只有50微米。而最大的Macrobiotus bufelandi则只达1.4毫米;通体透明,无色,黄色,棕色,深红色或绿色。它们的颜色主要是它们的食物赋予的。它们食入含类胡萝卜素的食物,类胡萝卜素可以在各器官沉积。

它们有头部,四个体节,被几丁质构成的角质层覆盖。四对脚,末端有爪子,吸盘或脚趾。由长长的细胞组成的肌肉因应体节而分布。口前有两向前突出,一个用于刺进食物,另一个则是吸收工具。前肠有很多成对腺体,薄薄的食道连接中肠。在两个目的水熊虫中肠和末肠之间有马氏管,专司体内的渗透压平衡。

神经系统的构成:咽上下神经节,其中咽下神经节和腹部四个神经节链式相连。体腔中的细胞负责储存。水熊虫没有循环系统和呼吸系统。

缓步动物通常是雌雄异体。它们的性腺是次体腔的残留物,使不成对的囊状器官,或者是在肛门前向外开口,或者是向终肠开口。卵子并不需要事先受精就可以被排出体外。

研究史

“小水熊虫”在1773年首次被一位名叫哥策的神甫描述,但并不完整。1774年和1776年意大利人考廷和斯巴兰扎尼发现,在缺水的环境下,缓步动物能够不脱去保护外壳而“复活”。斯巴兰扎尼并且指出,缓步动物要渡过缺水时期,就必须慢慢的失水。而缓步动物Tardigrada这个名字,也是斯巴兰扎尼首次给出的。

从此直至今天,人们对缓步动物在动物分类中的位置,形态学,生活方式,组织学以及其隐生性的研究兴趣就有增无减。

1785年米勒(O.F.Müller)对这种动物作了深入的观察。他尝试将缓步动物归入动物演化树中并且把它归入壁虱属。米勒所使用的学名Acarus ursellus被林奈写到了他的《自然分类》中。1834年舒尔策发现了有名的Macrobiotus bufelandi。该名字来源于柏林医生Hufeland,他著了一本有关长寿术(德语:Makrobiotik)的书叫《延年益寿之艺术》。相对于斯巴兰扎尼的“复活”,舒尔策认为缓步动物在缺水后再次接触到水时,是“苏醒”过来了。但他的看法并不是得到很多的认同。他同时代的爱亨伯格则认为,缺水时,缓步动物能分泌一种物质,在里面缓步动物不但能度过困难时期,而且能繁衍后代,数年后“醒过来”的只是它的后代。更有人认为那是一种自然发生(generatio spontanea)。

对缓步动物形态,系统分类和生理研究有着最深远影响的贡献当属法国人Doyères所写的书《Mémoire sur les Tardigrades》(1840-1842年)。他强调了缓步动物在慢慢失水的环境中“复活”的能力。这和当时另一种观点相冲突,就是认为,没有任何预防措施可以阻止完全脱水的动物的死亡。1859年巴黎生物协会最终通过一份超过100页的鉴定形成定论,就是Doyères的意见是对的。新的问题是,在这种脱水环境中,缓步动物的新陈代谢究竟只是变慢了还是停止了。20世纪初,耶稣会神甫拉门(G.Rahm)通过缓步动物还能度过低温(绝对零度)环境的现象认为,新陈代谢是停止了。1922年鲍曼通过对脱水隐生的形态和生理方面的研究,再次捍卫了这一观点。

1851年Dujardin认为缓步动物是一种原本生活在海洋里的生物,这是缓步动物的分类的第一步。1907-1909年Murray在不列颠- 南极探险中收集到多种缓步动物的样本。使得缓步动物的种类在很短的时间内上升到了25种。1928年图灵为缓步动物建立了一个新目。

但缓步动物在动物界中的位置在Doyères的著作中并没有被提及。1851年Dujardin根据它们具有和线虫动物相似的咽,而认为缓步动物是线虫动物的近亲。而1896年海克和1909年里希特斯则认为它的近亲应该是节肢动物。但大部分的专家却认为应是节肢动物。1929年根据当时组织学的证据人们将它划为节肢动物下的纲。到了1953年,人们终于可以有技术基础去测量缓步动物正常和隐生状态下的氧气消耗量。1968年科学家通过电子显微镜观察到缓步动物的储存细胞。1972年拉马佐蒂的专著第二版出版,列举了413种缓步动物。

1974年籍拉马佐蒂75大寿之际在意大利城市帕兰扎(Pallanza)举行了第一届国际缓步动物论坛。

特征

缓步动物门具有全部四种隐生(Cryptobiosis)性(即低湿隐生Anhydrobiosis、低温隐生(Cryobiosis)、变渗隐生(Osmobiosis)及缺氧隐生(Anoxybiosis),能够在恶劣环境下停止所有新陈代谢。缓步动物也因此被认为是生命力最强的动物。在隐生的情况下,一般可以在高温(151°C)、绝对零度(-273.15℃)、高辐射、真空或高压的环境下生存数分钟至数日不等。曾经有缓步动物隐生超过120年的记录。

参考文献