世界上最大的單細胞生物有多大?

科學探索菌


說到單細胞生物,我們都會想到草履蟲,綠藻之類的生物,通常我們都會直觀的認為單細胞生物都是非常微小的,據說1000個草履蟲可以一起擠過針眼,人的眼睛都無法直接看到這種小生物,那麼單細胞生物真的都是這麼小嗎?實際上並非如此,只能說大部分的單細胞生物都非常微小,人的眼睛無法直接看到,但是也有極小部分的單細胞生物是比較大的,甚至是大到了驚人的程度。



在我們的直觀意識中,單細胞生物就是一個細胞,一個細胞能有多大呢?人的身體中的細胞數量是可以用萬億做單位來計算的,在人體的各種細胞中,卵細胞體積是最大的,據說達到了肉眼可見的程度,直徑可達0.1~0.2毫米,但是生物學家認為,卵生的鳥類與爬行類動物所下的蛋實際上也是一個卵細胞(包括受過精的卵細胞),很顯然人和其他哺乳動物的卵細胞的體積比鳥類和爬行類的下的蛋的體積差得遠了。



比如我們常見的雞蛋,其中的蛋黃部分如果受過精的話,在合適的溫度等環境條件下能發育成小雞,而這個蛋黃在沒有受精前就是一個單細胞,蛋黃表面有一層很薄的膜,叫蛋黃膜,它本質上就是細胞的細胞膜,裡面的蛋黃有黃卵黃與白卵黃,中間是卵黃心,上面有一個白色的小圓盤,是細胞核所在的地方,而蛋黃外面的蛋清、繫帶、蛋殼、殼膜都是非細胞結構,所以很顯然,一個雞蛋就是一個完整的細胞呀!

雞蛋很常見,它的個頭相對於草履蟲來說十分巨大了吧!吃幾個煮熟的雞蛋就能吃飽了,能想象嗎?我們吃了幾個細胞,就吃飽了!

不過雞蛋一旦受精後,就會成為由精子細胞和卵子細胞組成的受精卵,接著就會開始分裂發育形成胚胎,其中的細胞就會漸漸多了起來。

雞蛋是雞的一個生命階段,本身就是有生命活性的,因此也可以被看作一個生物體,當然鴕鳥蛋的個頭更大,最大的鴕鳥蛋可達1.5公斤,可以看作是比雞蛋大得多的的單細胞生物,而如果把鴕鳥蛋做成美食,一個這樣的單細胞就足夠我們吃飽了,恐怕很多人一頓飯都未必吃得完呢。



那麼我們不說鳥類和爬行動物下的蛋,但說現實中有沒有常態下的單細胞生命體呢?其實也是有的,比如變形蟲,這種小動物體長一般在5~20釐米之間,最大的超過20釐米,生物學家研究發現它就是一種單細胞生物,雖然它和草履蟲綠藻等都屬於單細胞生物,但很顯然變形蟲的體積要大多了,而且研究發現它已經具有很多多細胞生物的能力。


不過變形蟲並非最大的單細胞生物,不少藻類和真菌類也是單細胞生物,如杉葉蕨藻,長度可達一米以上,還有水族店裡售賣的鹿角海藻、綠葡萄藻、大羽毛藻都屬於蕨藻屬。

綠葡萄藻↑

或有很多朋友無法理解為什麼這些變形蟲、蕨藻類植物都是單細胞生物呢?其實這和單細胞生物的一些生命特性有關,我們知道當物體體積增大時,其表面積增加的並不是很大,但是較大的表面積有利於細胞從外界環境獲得營養成分,所以有一些單細胞生物為了增加表面積,把體積也進化得比較大,所以才有了這些體積較大的單細胞生物。





那麼為什麼絕大多數的單細胞生物都很小呢?這是由於較大的體積也需要消耗並且排出更多的營養物質,代謝活動也相應增加,單細胞所能延伸的功能也增加了帶來某些方面傷害的可能,並不利於單細胞生物的存活,所以絕大部分的單細胞生物個頭還都是很小的,而且更多的生物種類拋棄了單細胞發展的模式,選擇了多細胞功能分化組合的發展方向,所以大多數的大體積生物都是多細胞生物。


科普大世界


在我們大多數人的潛意識認為,單細胞生物就代表著小!確實這種想法也沒錯,但是凡事總有例外不是嗎?

因此我們先盤點下,單細胞生物的大小排名。

單細胞生物尺寸排名

第十名:stentor(喇叭蟲屬)


它可以長到2豪米長,並且形如喇叭而得名。2毫米可能並沒有很大,但在單細胞生物中絕對算是巨人級別。

第九名:Spirostomum

這種生物可以4毫米左右,它在淡水和海洋中都能找到,常被認為是小蟲子。但在顯微鏡下觀察,它變成了 很明顯,它實際上是一個單獨的,非常長的細胞。當它受到干擾時,它可以 縮小到原來尺寸的四分之一 不到百分之一秒。這是的 已知最快的任何細胞收縮。和Stentor一樣,Spirostomumis也是纖毛蟲。

第八名:Chaos Carolinensis

最大可以到5毫米,它以其他微生物,小型無脊椎動物為食。

第七名:Gromia Sphaerica


這是一種形如球的巨型單細胞生物,它能夠長到3釐米,其以沉積物中的有機物為食。

第六名:Sailor’s Eyeball

它是這份名單中第一個“植物”原生動物,其可以長到4釐米甚至更多,並且因為會被較少的藻類和動物覆蓋,所以很漂亮。

第五名:Spiculosiphon Oceana



首次發現於2013年,是一種能夠長到5釐米的變形蟲。

第四名:Acetabularia


一種獨特的蘑菇狀菌類,可以長到10釐米。主要生活在淺水,多岩石的水域中。

第三名:Syringammina Fragilissima

一種巨型變型蟲,直徑可達到20釐米。

第二名:Plasmodial Slime Molds


真菌類的瘧原蟲黏菌,直徑可達1米,以細菌為食。

第一名:Caulerpa Taxifolia (Aquarium Strain)

它由一長串蕨類植物狀的葉子組成,總長度可達3米。

什麼原因限制了單細胞生物的體型

為什麼大多數單細胞生物都很小呢?主要是三個原因:

一:表面積與體積比

當物體體積增大時,相比起來表面積增加的並沒有那麼大,而較大的表面積體積比有利於細胞從外界環境獲得營養成分,供細胞內的一系列生化反應。

因此減小體積能極大地保證營養物質的吸收和廢物的外排。而單細胞原核生物,一般通過簡單的物質擴散來吸收營養物質,以及外排廢物。

二:細胞核與細胞質比

三:細胞膜、細胞壁的韌性


單細胞生物除了有一層細胞膜之外,通常還包裹這一層細胞壁。而細胞膜的結構極易受到溫度等其他外界調節的影響,甚至是破壞。

所以這三點原因決定了,體積太大並不好。反而是負擔。(不翻譯的原因是怕翻不準確,所以就沒翻)


評論留下你的看法!


科學認識論


答:巨型阿米巴蟲是一種單細胞生物,直徑超過10釐米,可能是真正意義上最大的單細胞生物;有些課本中把鴕鳥蛋當作最大的單細胞,實際上鴕鳥蛋只能算不完整的細胞;另外,杉葉蕨藻雖然共用一個巨大的細胞,但是內部存在很多細胞核,本質上也不能算單細胞生物。


一個成年人的身體中,有40萬億~60萬億個細胞,絕大部分細胞的直徑只有幾十微米,難以用肉眼區分出來;人體中最大的細胞當屬女性的卵細胞,直徑可達200微米(0.2毫米),甚至可以用肉眼看到。

某些神經細胞很長,比如在人體內從脊椎底部到腳底的神經細胞,長度可達1米多,但也只是軸突長,直徑非常小。


在2011年,科學家在1萬米深的賽琳娜海淵中,發現一種奇特的單細胞生物——巨型阿米巴蟲;該生物的單細胞直徑可達10釐米,是人類目前發現真正意義上的單細胞生物。

巨型阿米巴蟲生活在黑暗、寒冷和超高壓的海水中,並適應了重金屬環境,人類最深在10640米處發現過該生物的存在,這是少數能在極端深海生存的生物之一。


在某些書籍中,可能會說到鴕鳥蛋是世界上最大的細胞,長度可達15釐米;我們從卵細胞的發育過程來看,哺乳動物的受精卵會逐一分裂,所以單個細胞是很小的,而鳥類的受精卵不會首先分裂,而是整體先發育成一個鳥蛋。

所以你要說鴕鳥蛋是最大的細胞,表面上也說得過去,但是從細胞的定義來看,鴕鳥蛋只能算是不完整的細胞,因為它不具備細胞的完整特徵和分裂功能。


在自然界中,還有一種叫杉葉蕨藻的水藻,高度可達30釐米,杉葉蕨藻特殊的結構使得整株共用一個巨大的細胞,但是在這個細胞內擁有很多細胞核,所以杉葉蕨藻並不是真正意義上的單細胞生物,只是在細胞之間沒有隔膜而已。

由於單細胞生物隨著尺寸的增加,體積呈三次方增加,而表面積呈兩次方增長,當體積和表面積之比過大時,單細胞生物吸收物質的速度將會供應不上,這也就限制了單細胞生物的體積上限。


我的內容就到這裡,喜歡我們文章的讀者朋友,記得點擊關注我們——艾伯史密斯!


艾伯史密斯


在我們印象中,單細胞生物大都是非常微小的,肉眼看不到的微生物,真的是這樣嗎?

可能很多朋友都聽說過卵細胞是最大的細胞,比如人的卵子達到了肉眼可見的程度,其直徑可達0.1~0.2毫米,也是人體中最大的細胞。然而人的卵細胞和鳥類或者爬行動物動物的卵細胞的個頭比起來就差得遠了。



一些鳥類和爬行動物下的蛋,裡面就主要是一個單細胞,那就是蛋中的蛋黃了,我們可以將鳥蛋中的蛋黃看作一個單細胞,比如雞蛋的蛋黃,只要它沒有受精,那它就是一個單細胞,如果受精的話就成受精卵了,受精卵就會有細胞分裂現象,就不是一個細胞了。


從蛋黃的結構上看,蛋黃表面有一層很薄的膜,叫蛋黃膜,它就是細胞結構中的細胞膜,也是雞蛋內部結構中最內層的保護結構,裡面的蛋黃由黃卵黃與白卵黃以同心圓形成相間排列組成,中間是卵黃心,上面有一個白色的小圓盤,它是由細胞核與一部分細胞質組成,也就是卵細胞的胚盤。胚盤受精後,這個蛋就成了受精卵,在適宜的條件下就能孵化出幼雛了。而蛋黃外面的蛋清、繫帶、蛋殼、殼膜都是非細胞結構,主要為蛋黃基本一胎提供營養和保護作用。



鳥蛋也是有生命特徵的,那麼如果將鳥蛋看到一個生物體的話,鳥類中最大的鴕鳥下的蛋就是一個極大的單細胞,當然地球生命史上出現過恐龍,它們下的蛋裡面單細胞更大。

如果較真說鳥蛋不是生物體,我們也可以探討一下有自行活動特徵的單細胞生命體,首先說一下喇叭蟲和纖毛蟲,它們都是自然水域中常見的小生命體,體長在1~5毫米之間,它們的身體結構基本都是一個細胞,相對於動物的肉眼不可見的組織細胞而言,這些單細胞生命體的個頭無疑是非常巨大的。





但是,生物學家們發現一些單細胞結構的變形蟲體型更大,有的體長可達到5-20釐米,變形蟲已是一種很複雜的單細胞生物,但它已經具有很多多細胞生物的能力。


不過更大的單細胞生物是一些藻類和真菌類,有的可以長到長達幾十釐米,是不是大的有點沒想到?認知已被完全顛覆?然而單細胞生物的冠軍應該屬於某些蕨藻類植物,比如杉葉蕨藻(Caulerpa taxifolia),它是綠藻門、蕨藻科、蕨藻屬的一種,一些水族店裡常見的鹿角海藻、綠葡萄藻、大羽毛藻都屬於蕨藻屬,有些單細胞蕨藻類植物長度可達一米以上。

可能很多朋友都無法理解,單個細胞的生物為什麼會這麼大?太超乎想象了!要知道蕨藻類植物都是有葉子的,怎麼可能是單細胞生物呢?其實蕨藻類植物類似葉子的東西和樹葉與草葉有本質上的不同,它們可以收縮體積,褶皺很多,展開看起來就像樹葉了。它能借助光合作用收集營養分子,單看這種生物的生長過程,也很類似單細胞生物的生長變化。不過必須指出的是,也有生物學家認為這類植物是多核的,只是細胞之間沒有細胞膜而已,因此它更像是多細胞生物。




不管怎麼說,有些單細胞生物的體積的確也是很大的,為什麼這些單細胞生物的體積可以長得這麼大呢?這裡面有一種物理現象,就是當物體體積增大時,相比起來表面積增加的並不是很大,較大的表面積有利於細胞從外界環境獲得營養成分,所以有一些單細胞生物進化得比較大。但是較大的體積也意味著需要消耗並且排出更多的營養物質,而且單個細胞所能延伸的功能也傾向於極致,這都不利於單細胞生物的存活,因此絕大部分的單細胞生物個頭還都是很小的。而且細胞向著更高端進化的時候選擇了多細胞功能分化組合的綜合功能發展方向,這才有了生物界更多也更高級的多細胞生物。



人類的方向


生物,如果是按照細胞組成的話,那麼可以分為單細胞生物和多細胞生物,典型的多細胞生物比如說人以及自然界的絕大多數動物和植物,典型的單細胞動物,比如說糧酒用的酵母菌以及草履蟲等。


既然說到了單細胞生物,那麼從字面上來看的話,也就是指由一個細胞構成的生物,而這些單細胞往往也不會是單獨存在的,而是聚集成堆,形成菌落。地球上的原始生命,最早形成於35億年前到41億年前,而最開始出現的生物,就是海洋之中的單細胞生物,原核生物也就是地球上最原始的生物。

第一個單細胞生物出現在35億年前,而單細胞生物是地球上最初級的卻也是最基本的生物,今天地球上的所有生物都是由最原始的單細胞生物演變而來的,單細胞生物根據有沒有細胞核還可以分為原核生物和真核生物,最典型的單細胞生物,比如說草履蟲、酵母菌、變形蟲、衣水藻、眼蟲、瘧原蟲、藍藻等等,而單細胞生物是很難被肉眼所看見的,一般只有在顯微鏡下才能夠比較清楚地看見它們。但是吧,也並非所有的單細胞生物都很小,有些單細胞生物,其大小可能超乎你的想象。

下面簡單列舉一下體型最大的一些單細胞生物:

1、喇叭蟲


喇叭蟲整體看起來像一個喇叭,故因此得名,喇叭蟲的外表面遍佈纖毛,它的食物主要是細菌、藻類、原生動物等,喇叭蟲的種類很多,根據種類的不同,體長也有所不同,比如說梨形喇叭蟲體長只有0.2mm,而繆氏喇叭蟲體長則可以達到2~3mm,兩者體長相差十倍由於,大型的喇叭蟲,是可以被肉眼所看見的。

2、傘藻

傘藻是一種蘑菇樣子的藻類,屬於海生的單細胞生物,可以分為帽、柄和假根部分,細胞核存在於基部,一般細胞的體長可以達到2~5cm,大一點的甚至還可以超過10cm。

3、世界上最大的單細胞生物——杉葉蕨藻

原產於澳大利亞,是一種海生藻類,它大概能長到30釐米,也被公認為是世界上最大的單細胞生物,其實它有點像是多細胞生物,因為它有多個細胞核,但是由於沒有明顯的細胞膜來作為分界線,所以一般認為它是單細胞生物。


鏡像科普


鴕鳥蛋


科報融豫


杉葉蕨藻是一種能長到30釐米長的綠藻,它被公認為世界上最大的單細胞生物,得益於其獨特的生物外掛,它有一種蕨葉狀結構能增大其表面積,它藉助光合作用來收集可作為食物的分子。並且它是多核的,因此它更像是多細胞生物,只不過細胞之間沒有隔膜。




長安新聞


對不起。我是讀社會經濟的?而不是讀生物的。


手機用戶6085770059元起


最大單細胞,鴕鳥蛋


移情不等於別戀


科技團隊用情景模式展示,就是科學的學科方針劃分的科學方針


分享到:


相關文章: