How big is 草履虫?

草履虫是一种单细胞生物，靠体表数千根被称为纤毛的细小毛发状结构在淡水中游动。其中一种较大的种类——Paramecium caudatum——体长约 200 微米（0.2 毫米）。微米是毫米的千分之一。

大小

Paramecium（草履虫属）是一个属，即一组亲缘关系相近的物种的统称，其中各个物种的大小各不相同。从一端到另一端测量，它们的体长约为 100–300 微米。这里给出的数值是长度，因为草履虫的身体细长：例如 Paramecium tetraurelia 体长约 115 微米，但宽度只有 34 微米。

Paramecium caudatum 是体形较大的物种之一，尾端尖细。一篇 2021 年的综述给出的体长约为 200 微米，同年另一篇综述给出的数值约为 300 微米。广泛用于研究的物种 Paramecium tetraurelia，体长大约是这个 300 微米数值的一半。

大小比较

• 一只体长 200 微米的草履虫，长度大约是头发宽度的两倍。
• 人类卵细胞（卵子）的直径约为 120 微米，草履虫的长度大约是它的 1.7 倍。
• 尘螨体长约 0.3 毫米，大约是草履虫长度的 1.5 倍。
• 每根纤毛长约 10 微米，因此草履虫的细胞长度大约是推动它前进的纤毛长度的 20 倍。
• 草履虫以每秒约 1 毫米的速度游动，相当于每秒钟移动五倍身长的距离。如果一个身高 1.7 米的人也以每秒五倍身长的速度移动，其时速将达到约 31 千米。

草履虫如何游动

草履虫体表覆盖着数千根纤毛，每根粗约 0.2 微米。这些纤毛每秒摆动 10–20 次，形成协调一致、依次传遍细胞表面的波动。草履虫沿螺旋形路径向前游动，速度约为每秒 1 毫米，同时每秒钟大约绕自身长轴旋转一周。

当草履虫碰到障碍物，或者遇到它想避开的化学物质时，会先短暂地向后游动，转向，然后朝新的方向前进，这种现象叫做躲避反应。细胞膜上会产生一种电信号，与神经细胞使用的信号类似，这种电信号会使纤毛的摆动方向反转。正因如此，一些科学家将草履虫称为“会游泳的神经元”。

池塘中的生活

草履虫生活在世界各地的淡水水域中。它们以细菌、藻类和酵母等更小的微生物为食，纤毛会将食物扫入通向口部的沟槽。反过来，Didinium 等其他微生物也会以草履虫为食。

一只营养充足的草履虫每 6 小时就能一分为二，而在没有食物的情况下，也能存活数周。草履虫已经在池塘和湖泊中生活了数亿年，人们还曾在约 2 亿年前形成的琥珀中发现过草履虫化石。

参考资料

• Integrative Neuroscience of Paramecium, a "Swimming Neuron". Brette, eNeuro, 2021.
• Using Paramecium as a Model for Ciliopathies. Valentine and Van Houten, Genes, 2021.
• Just How Small Is "Nano"?. National Nanotechnology Coordination Office.
• Oocyte diameter predicts the maturation rate of human immature oocytes collected ex vivo. Pors et al., Journal of Assisted Reproduction and Genetics, 2022.
• Environmental assessment and exposure control of dust mites: a practice parameter. Portnoy et al., Annals of Allergy, Asthma and Immunology, 2013.