放射虫-概述
放射虫为 海生 漂浮的
单细胞动物,具放射排列的线状 伪足。 分类位置: 原生动物门辐足纲放射虫 亚纲 主要特征:在
细胞质内有一个球形、梨形或圆盘形的
几丁质中心囊。中心囊将细胞质分成囊外和囊内两部分。囊的表面包以 角质膜,膜上有小孔,使囊内外的细胞质相互沟通。囊内有核,司营养及生殖;囊外细胞质常有许多
脂肪粒和空泡,有利于动物的漂浮生活。 放射虫 生态习性:大洋环境,营漂浮生活 分布:广泛,遍及所有海域。 温带地区,尤其是赤道地区最为丰富。 具有结构精致的硅质骨骼,发育著名的 放射虫软泥。 地史分布:寒武纪——现代 繁盛期:D、C、J、K、
始新世、
中新世,现代为极盛。 已知化石放射虫2000种以上,现生放射虫6000种以上。
放射虫-研究历史
第一阶段: 十九世纪初,苏俄的一名水手第一次发现放射虫。 第二阶段 : 十九世纪中叶——末期 放射虫 1、 Müller(1855):观察 地中海中的 原生动物命名放射虫(放射状分布的 伪足) 2、Meyen(1834):最早发现岩石中的放射虫化石,记述了两个属(几种 水螅和其它 低等动物)。 3、Ehrenberg(1830-1875):第一个广泛研究放射虫的学者。《Microgeologie》记述、定义了采自地中海的放射虫,提议用Radiolaria来代表呈 辐射对称的海 生肉足类。 4、Haeckel(1862):修订Radiolaria包括具中心囊的辐射对称的海生肉足类,并进行了最初的分类。描述了430种放射虫,新种350多种( 挑战者号1872--1876) 5、十九世纪末期欧洲和俄国也发表了有关报道。 6、K. Zittel(德)最早从岩石中发现放射虫化石。 7、Ehrenberg从 第三纪
硅质岩中发现了放射虫化石 第三阶段: 二十世纪七十年代——现代
深海钻探计划(JOIDES)、
板块构造理论促使放射虫研究再度萌芽并蓬勃发展。主要在放射虫的形态学、生态学和生物
地层学方面进行了系统的研究,取得了重要的进展。美国加州 海洋学院——Prof. W. R.ReiedelUniv. of Texas at Dallas——Prof.E.A.Pessagno,Jr. (放射虫之父) 我国研究历史 台湾地区八十年代后期起步 吴浩若、 杨群到Dallas学习,研究地区为 海洋、 造山带
放射虫-现代放射虫
一、细胞及其内含物 1、个体大小 单体:成年个体直径数十µm~数百 µm 群体:直径数厘米~数十厘米 2、生活方式:浮游 单细胞为大多数 群体生活:泡沫虫中胶 球虫科的一些种,单体由胶质相连,外包有半透明的胶质 包膜 3、
原生质构造 中心囊:球形、钟罩形、叶状或不规则形。囊壁是一层多孔的假几丁质或类粘蛋白质的膜。放射虫的 骨架主要随中心囊的形状架构而成。 中心囊的构造差异是分类上极为重要的依据。 泡沫虫:中心囊呈
轴对称,囊壁为单层的薄膜, 具无数 规则分布的小孔。 罩笼虫:中心囊呈狭长型,单轴式的放射状对称,囊壁为一层致密的薄膜,仅在长轴的一端有孔洞。 囊内质:一个或数个 细胞核,复核、各种细胞 类器官、脂肪球、
色素体、 结晶体(SrSO4),司营养和生殖功能。 囊 外质:以多 囊虫目为例 肉 基质层:颗粒状原生质组成,轴 伪足由此伸出, 消化作用在此进行,常可见半消化物质。 胶泡层:厚层的胶状组织,充满胶泡,可调节比重,利于漂浮,分泌骨骼。 虫黄藻共生于此。 肉网层:外质的最外侧, 网目状构造,周边向外延伸出 丝状伪足。 伪足:伪足上可富有粘稠状的 硅胶。 轴状伪足:由 微管组成的 轴丝支持;丝状伪足 二、营养与繁殖 1、营养 放射虫主要靠伪足捕食各种 浮游生物。 放射虫 共生的 藻类(虫黄藻)也可为放射虫提供营养。仅限于 透光带。共生的藻类散居在胶泡层中也有在肉基质层附近或聚集在中心囊内。共生的藻类也可成为放射虫的食物。 2 、生活周期 很短,数天至一个月左右 3、繁殖 无性生殖(
分裂生殖、
出芽生殖), 有性生殖。群体放射虫有大量具 鞭毛的细胞。 双型现象(Kling,1970) 三、骨骼 大多数的放射虫具有结构精致的硅质骨架,但海水表层常见的一种群居放射虫就没有骨架(Collozoum inerme,胶体放射虫)。 1、骨骼成分与特性 主要为Si和O,还有少量的Mg、Ca、Na、Pb等元素,总量不超过4%。骨骼清晰透明, 透射光下、呈玻璃状,硬且脆,无弹性。 A: 非晶硅质( 蛋白石质)——多囊虫目 骨骼成分相当稳定,放射虫化石都是蛋白石质。 B:有机质和蛋白石混合成分—— 褐囊虫目 沉积过程中被分解,无法形成化石,在海底表层沉积物中偶见。 C:
硫酸锶( 天青石)—— 棘刺虫,从未发现化石 2、骨骼类型 松散结构:为互不连接或接合不坚实的杆、 骨针及刺 网格状:孔的大小和形状是重要的鉴定特征
海绵状: 细短的小棒 三维空间连接。 孔板状: 致密均匀,可见稀疏、大小不等的孔。 3、骨骼形态 A:泡沫虫类:球形,有多个同心球壳构成,球壳之间有放射状 小梁相连,放射状刺从球体表面伸出。 分为髓壳和 皮壳 B:罩笼虫类:一极开口的异极壳,轴对成或两侧对称 C: 阿尔拜虫类:两侧对称,壳壁多为无孔板状 4、骨骼发育 Haeckel的两种假说:其一骨骼单元直接由伪足和原生质网的化学成分变质形成;其二由原生质分泌形成。Thompson用在细胞质分界面上发生的物理-化学过程来解释骨骼形成的网状模式Hollande认为骨骼形成于活的 原生质膜内。个体发育的不同阶段,骨骼的形态和结构发生了 一系列的变化。在成年以后,骨骼还具有
次生生长现象,表现为翼膜和附加骨骼网。 5、骨骼保存 与保存的环境有关,0-1000米贫硅水体; 火山活动有利于放射虫的生活和保存,有机组分沉积速率高的地方易保存。CCD面以下,常成为沉积物的主要成分。放射虫软泥,主要分布于热带 太平洋和 印度洋深海底。与放射虫骨骼本身的结构有关,骨骼纤细的种类更易溶解。
放射虫-生态
海生,营 漂浮生活,多为正常 盐度的远洋生物。多孔球状外形和多种壳饰。细胞内存在气泡。向外伸展的 伪足。囊内质中的脂肪球,说明以漂浮生活方式为主。但有些具坚实块状壳类型是靠近海底生活的特征,并可生活在不同的水深,有的可深达四千米以下。多数
放射虫分布在温暖的海洋中,由 赤道向两极数量很快减少。仅很小部分可在两极生存。 放射虫的分布 1、水平分布 外海,远洋,在浅海外陆架有少量分布。 2、垂直分布 可生活在不同的水深,海水表面至数千米深的洋底。表层个体较小,深海水域中个体较大。大多数生活在表层透光带内(0—几百米), 表层、中层上部——棘刺虫类、泡沫虫类和一些罩笼虫类;中层以下——一些罩笼虫类、褐囊虫类 温度: 多数放射虫分布在温暖的海洋中,由赤道向两极数量很快减少。仅很小部分可在两极生存。在大洋表层可划分出四个组合——极区带、近极带、 亚热带和热带表层组合 寒流地区——放射虫种类少,壳壁厚,构造致密,刺短而粗 暖流地区——放射虫种类多,壳壁薄,构造纤细,孔小,刺长,侧棘发育。 深度: 各组合的深度限制界限位于50,200,400,1000和4000米 盐度: 放射虫对盐度的反应较为灵敏,高于温度。部分类群可生活于极区,陆地淡水没有发现。正常盐度种类丰富。 水团: 是放射虫生存的环境。同一 水平面分布不同的水团,垂向的不同层次具有不同的水团。 水团的性质决定放射虫组合特征的差异。北极从表层到深处只有一个水团 低纬度地区可具有不同的水团。
放射虫-分类
E.Haeckel(1887)依据:中心囊构造和骨骼成分 1、棘刺虫亚目(Acantharia) 2、泡沫虫亚目(Spumellina) 3、罩笼虫亚目(Nassellina) 4、褐囊虫亚目(Phaeodarina) C.Deflandre建立阿尔拜虫亚目(Albaillellaria) Class Actinopoda Calkins 辐足虫纲:具有 轴伪足的肉足动物,广义的 放射虫类。 Subclass Acantharia Haeckel 棘刺虫 亚纲 Subclass Radiolaria Müller 放射虫亚纲 褐囊虫目(Phaeodaria) 多囊虫目(Polycystina) 泡沫虫亚目(Spumellina) 罩笼虫亚目(Nassellina) 阿尔拜虫亚目(Albaillellaria) Subclass Acantharia Haeckel 棘刺虫亚纲 大多数种具中心囊膜,其上 均匀分布许多小孔。骨骼产生于细胞中心,类型多样。骨骼成分主要为硫酸锶。 中心囊内常共生藻类,分布局限于透光带内。分布于
古新世至现代。 多囊虫目(Polycystina) 中心囊膜由密集并列的有机质小板构成,小板上具小孔。共生的
沟鞭藻位于囊外。骨骼成分为硅质。根据 壳体结构和 对称性,分为: 泡沫虫亚目(Spumellina)、罩笼虫亚目(Nassellina)、阿尔拜虫亚目(Albaillellaria) 泡沫虫亚目(Spumellina) 单体或群体,中心囊膜上均匀分布着许多小孔;极少数的属种无骨骼;少数的属种具分散于外质中的骨针;大多数泡沫虫个体微小,具有单一的格子壳——典型形态(球形对称);还有一些属种具放射状刺和内部支持横杆的同心壳;一些属种的骨架是由无秩序稠密排列的小棒组成的
海绵状壳。最古老的类群, 寒武纪——现代。占放射虫属数量的一半。依据骨架的类型和形态以及放射主针数目可化分出42科。 放射虫 罩笼虫亚目(Nassellina) 中心囊膜的穿孔集中在一端,成为一个孔板,构成 内囊轴丝
圆锥体的基部。壳异极,一般为两侧对称骨架有主针体型:三射、四射、六射;矢状环型:简单或带刺,具三角形的基角: 格架型:由单列的 房室构成,分为 顶角、头、胸、腹、基壳口和翼,口孔简单或被一格架封闭。S出现,
古生代属种较少,中、新生代属种增加,现代占放射虫 动物群的70%以上。在海洋中分布广泛,不同的深度有特定的组合。 阿尔拜虫亚目(Albaillellaria) 一类已经绝灭的类群,S---P末期。壳体两侧对称,有一个三角形的骨架支撑,壳壁一般不穿孔。壳体有多种类型 仅具有一封闭的三角形骨架(3);三角形的骨架上部支撑着一个外壳。有的外壳可分为三节,顶锥、 假胸和假腹 。 褐囊虫目(Phaeodaria) 由一层稠密的有机质组成。中心囊内有3个孔口,主口侧面有褐色色素堆积。大多数骨骼为掺有有机质的蛋白质组成,为分散的刺或格子状壳。无共生的藻类,常生存于2000米以下的深部水层。化石稀少, 白垩纪——现代
放射虫-地史分布
化石放射虫自寒武纪出现,繁盛于
泥盆纪后期到
石炭纪,产于法国、英国、澳大利亚、北美、 乌拉尔等。古生代 以泡沫虫亚目的代表为多; 中生代以泡沫虫亚目和罩笼虫亚目为代表;侏罗-白垩纪出现许多新类型,壳形趋于复杂化,分布于
特提斯海和
环太平洋地区;新生代是其极盛阶段,分布于世界各地。 分布岩性:层状 硅酸岩、 深海相
沉积岩——黑色页岩、 海相石灰岩、深海相泥岩中的钙质结核。
放射虫-在地质学中的应用
确定 相对地质年代,划分对比地层。 古气候——
放射虫组分的变化,可推断相应的温度波动——丰度、分异度。 恢复古洋流体系—— 水团 推测古沉积深度(CCD面)—— 放射虫软泥 板块缝合线附近存在的 放射虫硅质岩的研究具有重要的意义。 根据对不同地层放射虫种类的发展演化的研究,分析放射虫的进化谱系,对 原生动物的演化有许多启示。另一方面,由于在世界各大洋深海钻探获得大量岩心,对世界大洋洋底地层,自
侏罗纪到 第四纪各 地质时期放射虫的丰度都有了记录,许多放射虫的 沉积层序都保存得很好,并且找到了放射虫在地层中的初现和绝灭时限。因而,利用放射虫进行生物地层划带的工作最近有了迅速的发展,其中新生代的划带工作进展最快。与此同时,基于放射虫建立的
古地磁地层划带工作,首先在 南极地区开展,现在已扩大应用到 赤道 太平洋和北大西洋两水域的海底地层。 古地磁方法认为放射虫的绝灭种类与
地磁倒转相应,但对古地磁方法的有效性,学者们仍有不同的意见。此外,不少学者指出放射虫的分布与水团的边界相应,某些放射虫成为某些水团的地方种,因此,有人认为放射虫可以作为水团的 指示种。至于用放射虫解释古气候、作为古气候指标,也是近年来对放射虫应用的发展。放射虫是 海洋环境生活的原生动物,淡水环境绝无生存,因此,它又是海相的 指示生物。在 大陆架地区,观察它的数量变化规律,可以探究该地区
海进与
海退的演替。
放射虫-参考文献
1、《微体古生物学教程》,第二版,
中国地质大学出版社