地球上是否存在“切叶蚁”这种微小生物如果存在,那它们数量分布最密集的,是哪里还有,“切叶蚁”的
切叶蚁从树木和其它植物上切下叶子,将叶片用来种植真菌。它们用长出的真菌喂养幼虫(成虫主要是吸食被它们切碎叶片的汁液)。能够切下叶片的蚂蚁实际只有2个属蚂蚁(美切叶蚁属Atta和Acromyrmex)中的38种。在亚马孙的热带丛林就有这样一种怪蚂蚁,它们并不直接吃树叶,而是将叶子从树上切成小片带到蚁穴里发酵,然后取食在其上长出来的蘑菇。这就是切叶蚁,又叫蘑菇蚁。切叶蚁是唯一切割新鲜植物,并用它们种植食物的动物。它们比人类更早掌握了种植技术。
如何理解微生物与人,动物得特殊关系
人和动物的体表、皮肤、口腔、消化道和生殖道等均是微生物的良好生活环境,微生物与动物的营养和疾病等均有密切的相互关系。一、互生关系 在正常情况下,人和动物的体表及与外界相通的体腔 ( 如口腔、呼吸道、消化道和泌尿 生殖道等 ) 中都有特定种类和数量的微生物生活,它们以动物皮肤或腺体的分泌物、粘液、 脱落的细胞及食物消化物或残渣等作为养料,人和动物同时还为微生物提供了具有适宜温度、水分、 O2和 pH 等条件的良好生态环境,并对微生物的生活提供了适应的保护作用。通常将这些微生物称为人或动物的正常微生物区系或正常菌群。处于不同部位的正常菌群 的种类和数量各不相同,如常在人的皮肤上生活的微生物主要有葡萄球菌属、八叠球菌属和棒杆菌属等;口腔中的微生物类群有链球菌属、杆菌属、棒杆菌属、纤毛菌属和螺旋体属等。分布于上呼吸道的微生物有葡萄球菌属、链球菌属、奈氏球菌属和棒杆菌属等。肠道呈碱性,又有食物消化产物为养料,因而尤其适于兼厌氧和厌氧性微生物生长,常见的种类有埃希氏菌属、产气杆菌属、变形杆菌属、链球菌属、梭杆菌属、螺旋体属、乳杆菌属、梭菌属、拟杆菌属等。在泌尿生殖道中生活的微生物种类不多,常见的有乳杆菌属、棒杆菌属、葡萄球菌属及链球菌属等。 人和动物的正常微生物区系在一定程度上能抑制和排斥外来微生物的生长和病原微生物的定居和侵入,因而对人和动物起一定的保护作用。如果由于某种原因 ( 如长时间连续服用抗菌 药物或气候、水土及食物条件的突然变化等 ) 造成正常菌群种类的变化或数量的减少,将会给病原微生物的入侵和疾病的发生提供机会。反之,若在食物或饲料中添加属于正常菌群的微生物,常可收到制止腹泻和促进生长的良好效果。此外,肠道正常菌群还可以合成某些人和动物必需的营养物质,如多种维生素和氨基酸等以改善其营养条件。因此,许多人和动物缺少了正常菌群或菌群发生了紊乱,就会发生疾病,严重时甚至会导致死亡。二、捕食关系 微生物由于个体太微小,一般不能作为大型捕食性脊椎动物的食物。但某些水生的无脊椎动物却能通过特殊的捕食方式以微生物为食料。例如 水体中属于甲壳纲、瓣鳃纲和腕足纲的浮游性无脊椎动物能借腮、触角和粘液网等特殊的器官滤食水中所含的微生物,腮同时还有从水中摄取溶氧的功能。被取食的除了藻类、蓝细菌和光合细菌等初级生产者外,同时还有异养细菌、真菌和原生动物以及有机碎屑等。三、共生关系 以植物性材料为食的草食反刍动物和某些昆虫与微生物之间形成了密切的互惠共生关系。动物为微生物提供适宜的生境和纤维素等养料,微生物则将它们分解为简单的糖类、有机酸等养料并进一步丰富了其中的蛋白质和维生素等以改善动物的营养。 1 .瘤胃微生物与反刍动物的共生关系 牛、羊、鹿等反刍动物的胃结构复杂,包括瘤胃、蜂窝胃、重瓣胃和皱胃四个胃室。反刍动物以草、叶或嫩枝等为食,但它们本身缺乏消化纤维素的酶,而是靠定居在瘤胃中的微生物来分解转化纤维素等物质再供动物吸收利用。瘤胃为微生物提供了一个稳定的厌氧、中温( 39 ~ 40 ℃ )和偏酸性( pH5.5 ~ 7.0 )的良好生态环境,在瘤胃中生活有大量专性厌氧的细菌和以纤毛虫为主的原生动物。细菌的主要类群有拟杆菌属、瘤胃球菌属、琥珀酸单胞菌属、产甲烷杆菌属、丁酸弧菌属、月形单胞菌属、琥珀酸弧菌属、链球菌属和乳杆菌属等。部分原生动物类群也有分解淀粉和纤维素的能力,但它们主要以细菌为食并将其所含的蛋白质等营养物质转化贮存起来以进一步被动物所利用。 瘤胃微生物通过它们各自的代谢活动将纤维素、半纤维素、淀粉、蛋白质等大分子化合物迅速分解,其中纤维素、半纤维素和淀粉类化合物被转化为乙酸、丙酸、丁酸、 CO2、 CH4、 H2和 H2O 。有机酸将被吸收进入动物血液而成为动物养料,并同时减轻了它们对微生物的抑制作用。此外瘤胃微生物还能同时合成一些动物需要的氨基酸和维生素类化合物。其中的一些固氮种类还能固定分子态 N2。瘤胃微生物本身亦是动物营养的来源之一。因此瘤胃微生物已成为反刍动物获取营养和生存的必不可少的伙伴。研究表明 , 饲料的性质和成分在很大程度上决定了瘤胃微生物的种类、数量和活动,当反刍动物的饲草突然从冬天的干草转为青草时常会因瘤胃微生物的过度活动而释放出大量的甲烷而产生气胀病,其解救办法是穿刺瘤胃释放出过量的甲烷。 非反刍动物,如马、狗和兔等的盲肠,猴、河马和骆驼等的前肠以及某些草食性鸟类和鱼类的消化道中也有相应的微生物群落共生,它们对这些动物的营养也有与瘤胃微生物类似的作用。 2 .微生物与昆虫间的共生关系 微生物与昆虫间的共生关系表现有多种形式并具有较高的特异性。切叶蚁同丝状真菌的共生 是很有趣的。它们将地面的树叶切碎带回并混以唾液和粪便等含氮物质,在巢室里专门培养丝状真菌使其生长。蚂蚁则以食取部分菌丝和孢子为营养。一些研究表明切叶蚁同真菌的共生关系具有很高的特异性,它们培育的真菌几乎是纯培养体,为此而特称为蚁的 “ 真菌园 ” 。真菌与切叶蚁的共生对热带雨林地表的落叶转化为土壤有机质有重要意义。 以木材为生的美食甲虫的头部有专供储藏真菌孢子的袋子,它们在木材中钻穴道的同时亦接种了真菌,利用真菌去分解木材中的纤维素和木质素,然后再取食真菌。已经发现大约 1/10 的昆虫体内有细胞内微生物,常见的种类有蟑螂、蝉、叶蝉、蚧、蚜虫、象虫和臭虫等。这些细胞内共生物的结构和生长习性与立克次氏体相似,它们存在于与其它器官分离的含菌细胞或称菌胞体内,菌胞体常同卵巢相连或包埋在昆虫的脂肪体内。这些昆虫的内共生菌可以从亲代传递到子代,但迄今没有分离出纯培养体。若用化学处理或其它方法把共生物除去,昆虫的发育会很不好。内共生菌对昆虫的作用有可能是合成并供给 B 族维生素 , 降解多余的含氮化合物以促进昆虫的排泄作用。 3 .微生物与海洋生物的共生发光 海洋(尤其是深海)中的某些鱼类和无脊椎动物能与发光细菌建立起一种特殊的共生关系。动物为共生细菌提供居住环境和营养料,细菌发光在全黑暗的深海生境中能帮助动物发现饵料、威摄敌人或作为联络的信号。常见的发光细菌种类有发光杆菌属和贝内克氏菌属等。动物的眼、腹腔、直肠和颚等均可作为发光细菌的居住场所。如枪乌贼在邻近墨汁囊的外套腔中有一对腺体供发光细菌生活,一种学名为 Photoblepharon 的鱼类在眼下部有发光细菌定居,它们还有特殊的机构在平时将光关闭,仅在需要时才发光。 四、寄生关系 病毒、细菌、真菌、原生动物等一些微生物能寄生在人和动物体内外并引起疾病。除个别原生动物 (如纤毛虫对鱼) 能直接穿透体表进入动物外,多数病原微生物是经动物的呼吸道、消化道、泌尿生殖道、伤口或借昆虫等媒介而侵入,通常情况下由于寄主动物的防御,入侵病原微生物被限定在局部位置引起某种疾病。有些微生物如大肠杆菌是人的肠道正常菌系,但若经尿道侵入将会导致炎症,可以将它们称为条件致病菌。 寄生关系可以分为专性寄生和兼性寄生两大类。病毒、衣原体、立克次氏体、孢子虫和大多数的其它病原微生物是专性寄生的,它们只能在适宜的寄主动物或介体生物细胞内生活。条件致病菌则是兼性寄生的,一般情况下它们在土壤、水体等自然生境中生活,遇到特定的条件和时机才侵入寄主体内引起疾病。如引起破伤风的破伤风芽孢梭菌和引起气性坏疽的产气荚膜梭菌属通常就生活在土壤中。 病原微生物的传播方式随种类而异,如呼吸道中寄生的病原菌 ( 如流感病毒、脑膜炎奈氏球菌、白喉棒状杆菌等 ) 多通过空气和呼吸传播;肠道病原微生物 ( 如伤寒沙门氏菌、霍乱弧菌和痢疾阿米巴等 ) 常经粪便污染饮水或食物传播;皮肤病和性病等病原菌则借直接接触和性交传播;另一些病原菌 ( 如狂犬病病毒、鼠疫耶尔森氏菌和疟原虫等 ) 则经疯狗、黑线鼠和疟蚊等为介体传播。进入寄主体内的病原菌能通过产生侵袭性酶 ( 如透明质酸酶 ) 来分解动物组织并扩大侵染范围,有些菌能通过血液扩散到全身,许多病原微生物还能产生外毒素和内毒素。