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藻类 zǎo lèi
葉狀體植物亞界(Thallobionta)的一些含有葉緑素的有機體的通稱 |
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藻類植物簡介
zǎo lèi
(一)藻類的基本特徵
關於藻類的概念古今不同。我國古書上說:“薻,水草也,或作藻”。可見在我國古代所說的藻類是對水生植物的總稱。在我國現代的植物學中,仍然將一些水生高等植物的名稱中貫以“藻”字(如金魚藻、黑藻、茨藻、狐尾藻等),也可能來源於此。與此相反,人們往往將一些水中或潮濕的地面和墻壁上個體較小,粘滑的緑色植物統稱為青苔,實際上這也不是現在所說的苔類,而主要是藻類。根據現代對藻類植物的認識,藻類並不是一個自然分類群,但它們卻具有以下的共同特徵:
1.植物體一般沒有真正根、莖、葉的分化藻類植物的形態、構造很不一致,大小相差也很懸殊。例如衆所周知的小球藻(chlorella),呈圓球形,是由單細胞構成的,直徑僅數微米;生長在海洋裏的巨藻(macrocystis),結構很復雜,體長可達200米以上。儘管藻類植物個體的結構繁簡不一,大小懸殊,但多無真正根、莖、葉的分化。有些大型藻類,如海産的海帶(laminariajaponica)、淡水的輪藻(chara),在外形上,雖然也可以把它分為根、莖和葉三部分,但體內並沒有維管係統,所以都不是真正的根、莖、葉,因此,藻類的植物體多稱為葉狀體或原植體。
2.能進行光能無機營養 一般藻類的細胞內除含有和緑色高等植物相同的光合色素外,有些類群還具有共特殊的色素而且也多不呈緑色,所以它們的質體特稱為色素體或載色體。藻類的營養方式也是多種多樣的。例如有些低等的單細胞藻類,在一定的條件下也能進行有機光能營養、無機化能營養或有機化能營養。但從絶大多數的藻類來說,它和高等植物一樣,都能在光照條件下,利用二氧化碳和水合成有機物質,以進行無機光能營養。
3.生殖器官多由單細胞構成 高等植物産生孢子的孢子囊或産生配子的精子器和藏卵器一般都是由多細胞構成的。例如苔蘚植物和蕨類植物在産生卵細胞的頸卵器和産生精子的精子器的外面都有一層不育細胞構成的壁。但在藻類植物中,除極少數種類外,它們的生殖器官都是由單細胞構成的。
4.合子不在母體內發育成胚 高等植物的雌、雄配子融合後所形成的合子(受精卵),都在母體內發育成多細胞的胚以後,纔脫離母體繼續發育為新個體。但藻類植物的合子在母體內並不發育為胚,而是脫離母體後,纔進行細胞分裂,並成長為新個體。如果用動物學的術語來說,高等植物是胎生,而藻類則是卵生。
總之,藻類植物是植物界中沒有真正根、莖、葉分化,行光能自養生活,生殖器官由單細胞構成和無胚胎發育的一大類群。
(二)藻類的分類
藻類植物的種類繁多,目前已知有3萬種左右。早期的植物學家多將藻類和菌類納入一個門,即藻菌植物門。隨着人們對藻類植物認識的不斷深入,特別是從巴暄(a.pascher,1931)的平行進化學說發表以後,認為藻類不是一個自然分類群,並根據它們營養細胞中色素的成分和含量及其同化産物、運動細胞的鞭毛以及生殖方法等分為若幹個獨立的門。對於分門的看法,也有很大的分歧,我國藻類學家多主張將藻類分為12個門。由於本書所采用的是五界係統,除已將藍藻門列入原核生物界外,現將其中9個主要門的特徵簡介如下:
1.金藻門 多産於淡水中,特別是在水溫較低的軟水水體中尤為常見。植物體多為單細胞或群體,少數為多細胞絲狀體。運動細胞多具1—2條鞭毛。單細胞或群體的種類,細胞內多具有1—2個色素體,以鬍蘿蔔素和葉黃素占優勢,緑色色素衹有葉緑素a一種,所以多呈金黃色或金褐色。同化産物主要是金藻多糖,或稱為金藻糖,金藻澱粉, 又因它具有和海帶糖相似的化學性質,所以亦稱為金藻海帶糖。此外,也含有脂類。繁殖方式主要是營養繁殖和孢子生殖,有性生殖極少見。常見的有合尾藻屬和鐘罩藻屬。
2.黃藻門(xanthophyta) 海産的種類很少,主要分佈在淡水水體中,或生於潮濕的地面、樹幹和墻壁上。在水溫較低的春季較多。植物體為單細胞、群體或多細胞體。所含的色素和同化産物與金藻門基本相同,但除葉緑素a外,尚含有葉緑素e,多呈黃緑色。運動細胞具有兩條長短不一和結構不同的鞭毛,所以這一類群又稱為不等鞭毛藻類(heterocontae)。繁殖方式有營養繁殖、孢子生殖和有性生殖,但隨種類的不同,也有不同的繁殖方法。肉眼常見的是植物體成絲狀的黃緑藻屬(tribonema)和無隔藻屬(vauchcria)。
3.硅藻門(bacillariophyta)廣布於海水和淡水中,多行浮遊生活。植物體由單細胞構成或互相連接成群體。細胞壁由兩個瓣片套合而成,上面具有花紋,其成分含有果膠質和硅質,而不含纖維素。
細胞內具有一至數個金褐色的色素體。色素體中含有葉緑素a、c和多量的鬍蘿蔔素和葉黃素,光合産物主要是脂類。硅藻可藉助細胞分裂進行營養繁殖,但經數代後也能通過配子的接合或自配形成復大孢子,行有性生殖。
4.甲藻門(pyrrophyta) 多産於海洋中,行浮遊生活,有時在海岸綫附近大量繁殖,形成赤潮, 有些種類也常在池塘、湖泊中大量出現。植物體多數是單細胞的,少數為群體或絲狀體。除少數種類裸露無壁外,多具有由纖維素構成的細胞壁。甲藻的細胞壁稱為殼,是由許多具有花紋的甲片相連而成的。殼又分上殼和下殼兩部分,在這兩部分之間有一橫溝,與橫溝垂直的還有一條縱溝,在兩溝相遇之處生出橫、直不等長的兩條鞭毛。色素體1個或多個,呈黃緑色或棕黃色,除含葉緑素a、c外,還含有多量的鬍蘿蔔素和葉黃素。海産種類的光合産物多為脂類,淡水産的多為澱粉。繁殖方式主要是細胞分裂,或是在母細胞內産生無性孢子,行孢子生殖,有性生殖衹在少數屬、種中發現。常見的有角藻屬(ceralium)(見圖)和多甲藻屬(peridinium)。
5.褐藻門(phaeophyta)絶大多數為海産,營固着生活。在1,500多種褐藻中,産於淡水的僅有10種左右,其中有兩種是在我國四川的嘉陵江中發現的。植物體均由多細胞構成,結構也比較復雜。色素體中除含有葉緑素a、c外,鬍蘿蔔素和葉黃素的含量特別多,所以多呈褐色。同化産物不是澱粉,而是海帶多糖和甘露醇。營養細胞均無鞭毛,遊動孢子和雄配子則具有兩條側生、不等長的鞭毛。繁殖的方式有多種,都能行有性生殖,在生活史中,多有明顯的世代交替。常見而且作為食用的有海帶(laminaria japonica)和裙帶菜(undaria pinnalifida)。
6.紅藻門(rhodophyta) 除少數屬、種外,絶大多數産於海水中,行固着生活。植物體除個別屬、種外,都是多細胞的,通常為絲狀、片狀或樹枝狀。色素體多呈紅色或紫紅色,其中除含有葉緑素、鬍蘿蔔素和葉黃素外,還含有大量的藻紅素和藻藍素。同化産物為近似澱粉的紅藻澱粉。紅藻在生活史中沒有具鞭毛的運動細胞。有性生殖均為卵式生殖。雌性生殖器官是與卵囊相似的果胞。果胞上具有叫做受精絲的毛狀體。受精後産生一種特殊的孢子,叫做果孢子。常見的有紫菜屬(porphyra)和石花菜屬(gelidium)。
7.裸藻門(euglenophyta) 裸藻又稱眼蟲或眼蟲藻,多生於富含動物性有機質的淡水中,營浮遊生活。大量繁殖時,常使水呈緑色、黃褐色或紅色。除柄裸藻屬(colacium)外,全為頂端生有鞭毛,能運動而無細胞壁的單細胞種類。在裸藻中,除少數種類無色,行異養生活外,多含有與緑藻相似的光合色素,但貯藏物質主要是裸藻澱粉和少量的脂類。繁殖方式主要是細胞分裂,在不良的環境條件下,也能形成具有厚壁的孢囊,待環境條件好轉時,原生質體即破壁而出,形成新個體。裸藻屬(euglena)基本門中常見的屬。
8.緑藻門(chlorophyta) 多生於淡水中,海産的種類較少,營浮遊、固着或附生生活,還有少數種類為寄生或共生。植物體有單細胞或群體的,也有多細胞的絲狀體或片狀體。色素體的形狀和數目也常隨種類而不同,所含的光合色素成分、含量以及同化産物均與高等植物相似。運動細胞多具有2條、4條或多條等長、頂生的鞭毛。有各種各樣的繁殖方式,有些種類在生活史中有世代交替現象。在緑藻中如植物體為單細胞的小球藻屬(chlorella),
群體的柵藻屬(scenedesmus),
多細胞成絲狀的水綿屬(spirogyra)
和剛毛藻屬(cladophora)等都是淡水中常見的種類。
9.輪藻門(charophyta) 廣布於淡水或半鹹水中,均營固着生活。植物體都是由多細胞構成的,而且有類似根、莖、葉的分化,外形很象高等植物中的木賊和金魚藻。體外多被有大量鈣質,所以又有石草之稱。光合色素成分及貯藏物都與緑藻相同,但生殖器官的結構和生活史比較特殊。輪藻在生活史中,都不産生無性孢子,有性生殖均為卵式生殖。藏卵器外面有5個左旋的蠃旋細胞包被着,頂端還具有由 5個或10個冠細胞構成的冠。藏精器的外面是有由8個(罕4個)盾細胞鑲嵌而成的外壁,裏面是由許多精子囊組成的精子囊絲體和一些不育的頭細胞組成的。實際上這種藏精器是由許多雄性生殖器官和不育細胞構成的聚合體,所以也把它叫做精囊球,它的藏卵器又叫做卵囊球。輪藻的營養體和生殖器官雖然結構很復雜,但在生活史中無世代交替,植物體都是單倍體,而且在受精卵萌發後,經過原絲體階段才能發育為成體。我國常見的有輪藻屬(chara),麗藻屬(nitella)和鳥巢藻屬(tolypella)。
(三)藻類的生活習性
大多數藻類都是水生的,有産於海洋的海藻;也有生於陸水中的淡水藻。在水生的藻類中,有軀體表面積擴大(如單細胞、群體、扁平、具角或刺等),體內貯藏比重較小的物質,或生有鞭毛以適應浮遊生活的浮遊藻類;有體外被有膠質,基部生有固着器或假根,生長在水底基質上的底棲藻類;也有生長在冰川雪地上的冰雪藻類;還有在水溫高達80℃以上溫泉裏生活的溫泉藻類。藻體不完全浸沒在水中的藻類也很多,其中有些是藻體的一部分或全部直接暴露在大氣中的氣生藻類;也有些是生長在土壤表面或土表以下的土壤藻類。就藻類與其它生物生長的關係來說,有附着在動、植物體表生活的附生藻類;也有生長在動物或植物體內的內生藻類;還有的和其它生物營共生生活的共生藻類。總之,藻類的生活習性是多種多樣的,對環境的適應性也很強,幾乎倒處都有藻類的存在。
(四)藻類在人類生活中的意義
我國利用藻類作為食品,不但有悠久的歷史,食用的種類和方法之多,也是世界聞名的。據初步統計,我國所産的大型食用藻類至少有50—60種,經常作為商品出售的食用藻類主要是海産藻類,如礁膜(monostroma nilidum)、石蒓(ulva lactula)、海帶(laminaria japonica)、裙帶菜(undaria pinnatifida)、紫菜(porphyra sp.)、石花菜(gelidium amansii)等。商品食用淡水藻類有地木耳(nostoc commume)和發菜(nostoc commume var.flagelliforme)。我國雲南景洪地區傣族同胞食用和出口緬甸等國的“島”和“解”就是用淡水藻類中的水綿(spirogy- ra)和剛毛藻(cladophora)加工製成的。由於單細胞藻類中含有豐富的營養物質,又有繁殖快,産量高的特點,大面積培養單細胞藻類作為人類食用或傢畜的精飼料,也早已引起人們的重視,而且有的(如小球藻、柵藻)已在國內外推廣利用。
藻類對於醫學和農業也有很密切的關係。有的直接作為藥用,例如褐藻中的海帶、裙帶菜、羊棲菜(sargassum fusiforme)等,都有防治甲狀腺腫大的功效。紅藻中的鷓鴣菜(caloglos-sa leprieurii)和海人草(digenea simplex)可作為驅除蛔蟲的特效藥。從褐藻中提取的藻膠酸、甘露醇和紅藻中提取的瓊膠也在醫學中廣泛應用,例如藻膠酸????可作為製造牙模和止血藥物的原料;甘露醇有消除腦水腫和利尿的效能,瓊膠除作為輕瀉藥治療便秘癥外,還可用來作為製造藥膏的藥基,包藥粉的藥衣和細菌培養基的凝固劑。土壤藻類不但可以積纍有機物質,刺激土壤微生物的活動,增加土壤中的含氧量,防止無機????的流失,減少土壤的侵蝕,其中有些藍藻還能固定空氣中遊離的氮素,在提高土壤肥力中起重要作用。此外,藻類是魚類食物鏈的基礎,魚類的天然餌料,一般都直接或間接的來自浮遊藻類,所以在淡水魚類養殖中,多通過施肥,繁殖藻類,為魚類提供餌料。但是,當浮遊藻類大量繁殖發生水花的時候,由於水中缺氧或産生有毒物質,也往往引起魚類大量死亡。
以藻類為原料所製成的産品,特別是藻膠酸????,已廣泛應用於工業生産中。例如瓊膠在食品工業中可作為凝固劑和糖一起製成軟糖,和澱粉一起製成包糖用的糯米紙,製面包時加入瓊膠可以使面包保持長期的鬆軟,加入果子露中,可製成冷凍果汁;製魚、肉罐頭時加入瓊膠,可以保持魚、肉的原形,不致在運輸中散開;在日本和歐美各國,還用瓊膠作為釀造酒、醋、醬油的澄清劑。在建築業中,藻膠酸除用以粉刷墻壁、水泥加固、塗敷木材、金屬品和工作母機外,還可以製成格子板和油氈的代用品。在紡織工業中,可以 藻類植物約有3萬種,主要分佈於淡水或海水中。植物體型多樣,有單細胞、群體(由許多單細胞聚集而成,細胞沒有緊密的生理聯繫)、多細胞的絲狀體及葉狀體。高等的藻類已有簡單的組織分化。植物體(簡稱藻體)大小差別很大,小的衹有幾微米,必須在顯微鏡下才能看到;較大的肉眼可見,最大的體長可達100米以上。
藻類植物(algae)
藻類植物一般都具有進行光合作用的色素,能利用光能把無機物合成有機物;供自身需 要,是能獨立生活的一類自養原植體植物(autotrophic thallophyte)。藻類植物體在形態上是千差萬別的,小的衹有幾微米,必須在顯微鏡下才能見到;體形較大的肉眼可見;最大的體長可達60米以上,藻體結構也比較復雜,分化為多種組織,如生長於太平洋中的巨藻(macrocystis)。 儘管藻體有大的、小的、簡單的、復雜的區別,但是,它們基本上是沒有根、莖、葉分化的 原植體植物。生殖器官多數是單細胞,雖然有些高等藻類的生殖器官是多細胞的,但生殖器官中的每個細胞都直接參加生殖作用;形成袍子或配子,其外圍也無不孕細胞層包圍。藻類植物的合子不發育成多細胞的胚。有少數低等藻類是異養的或暫時是異養的,這可根據它們的細胞構造和貯藏的營養物質,與異養原植體植物(heterotrophic thallophyte)-- 真菌分開。
藻類在自然界中幾乎到處都有分佈,主要是生長在水中(淡水或海水)。但在潮濕的岩石上、墻壁和樹幹上、土壤,養面和下層,也都有它們的分佈。在水中生活的藻類,有的浮遊於水 中,也有的固着於水中岩石上或附着於其他植物體上。藻類植物對環境條件要求不高,適應環 境能力強,可以在營養貧乏,光照強度微弱的環境中生長。在地震、火山爆發、洪水泛濫後形成 的新鮮無機質上,它們是最先的居住者,是新生活區的先鋒植物之一,有些海藻可以在100米 深的海底生活,有些藻類能在零下數十度的南北極或終年積雪的高山上生活,有些藍藻能在高達85攝氏度的溫泉中生活,有的藻類能與真菌共生,形成共生復合體(如地衣)。
用以修飾布料,漿絲等,如我國廣東産的香雲紗就是用海蘿膠作漿料製成的。硅藻上在工業中的用途也很廣,例如加入硝酸甘油後,可以防止爆炸,可作為製造耐火磚、濾器、牙粉的原料。
隨着藻類認識的日益深入,利用的範圍也不斷擴大,從現在初步的研究成果來看,可以預料,藻類在解决人類目前普遍存在的糧食缺乏,能源危機和環境污染等問題中,將發揮重要作用。 |
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中文名稱:藻類
漢語拼音:zǎo lèi
英文名稱:algae , 單數作alga。
藻類是原生生物界一類真核生物(有些也為原核生物,如藍藻門的藻類)。主要水生,無維管束,能進行光合作用。體型大小各異,小至長1微米的單細胞的鞭毛藻,大至長達60公尺的大型褐藻。一些權威專傢繼續將藻類歸入植物或植物樣生物,但藻類沒有真正的根、莖、葉,也沒有維管束。這點與苔蘚植物(bryophyte)相同。
藻類可由一個或少數細胞組成,亦可有許多細胞聚合成組織樣的架構。絲狀體可分支(如Sticheoclonium屬),可不分支(如水綿屬〔Spirogyra〕),有些藻類是單細胞的鞭毛藻(如Oochromonas屬),而另一些藻類(如閘極藻屬〔Scenedesmus〕)則聚合成群體。緑藻類的鬆藻屬(Codium)由無數分支絲體交織纏繞而成,部位不同的絲體形態和功能亦異。藻類雖然主要為水生,但無處不在,分佈範圍從溫帶的森林到極地的苔原。某些變種可生活於土壤中,能耐受長期的缺水條件;另一些生活於雪中,少數種能在溫泉中繁盛生長。
藻類與其他真核生物一樣有細胞核,有具膜的液泡和細胞器(如綫粒體),大多數藻類於生活過程中需要氧氣。用各種葉緑體分子(如葉緑素、類鬍蘿蔔素、藻膽蛋白等)進行光合作用。地球上的光合作用90%由藻類進行,據信在地球早期的歷史上藻類在創造富氧環境中發揮重要作用。浮遊的藻類是海洋食物鏈中非常重要的環節,所有高等水生生物的生存最終依靠藻類的存在,此外,從史前時代起藻類一藻類手繪圖。直被用作牲畜的飼料和人類的食物。
藻類有廣泛的商業用途。藻類製品包括由70多種紅藻製成的瓊脂糖類(如瓊脂)。瓊脂用於魚罐頭製造、烹製魚的包裝、織物上漿及膠片和高級黏合劑的製造,又可用於湯、調味汁、果凍、糕餅糖霜等中。由角叉菜製成的角叉菜膠,用途與瓊脂相同,又包括鈉、鉀、鈣????。藻酸是褐藻的組分,可製成能像絲一樣紡成綫的鹼金屬????。
藻類可進行營養繁殖(透過細胞分裂或斷裂)、無性繁殖(透過釋出遊動孢子或其他孢子)或有性繁殖。有性繁殖通常發生於生活史中的艱難時期(如於生長季節結束時或處於不利的環境條件下)。
藻類的分子式近似地為C106H263O110N16P(藻類原生質) |
藻類的基本特徵 The basic characteristics of algae |
藻类的基本特征
關於藻類的概念古今不同。我國古書上說:“薻,水草也,或作藻”。可見在我國古代所說的藻類是對水生植物的總稱。在我國現代的植物學中,仍然將一些水生高等植物的名稱中貫以“藻”字(如金魚藻、黑藻、茨藻、狐尾藻等),也可能來源於此。與此相反,人們往往將一些水中或潮濕的地面和墻壁上個體較小,粘滑的緑色植物統稱為青苔,實際上這也不是現在所說的苔類,而主要是藻類。根據現代對藻類植物的認識,藻類並不是一個自然分類群,但它們卻具有以下的共同特徵:
1.植物體一般沒有真正根、莖、葉的分化藻類植物的形態、構造很不一致,大小相差也很懸殊。例如衆所周知的小球藻(Chlorella),呈圓球形,是由單細胞構成的,直徑僅數微米;生長在海洋裏的巨藻(Macrocystis),結構很復雜,體長可達200米以上。儘管藻類植物個體的結構繁簡不一,大小懸殊,但多無真正根、莖、葉的分化。有些大型藻類,如海産的海帶(Laminaria japonica)、淡水的輪藻(Chara),在外形上,雖然也可以把它分為根、莖和葉三部分,但體內並沒有維管係統,所以都不是真正的根、莖、葉,因此,藻類的植物體多稱為葉狀體或原植體。
2.能進行光能無機營養。一般藻類的細胞內除含有和緑色高等植物相同的光合色素外,有些類群還具有共特殊的色素而且也多不呈緑色,所以它們的質體特稱為色素體或載色體。藻類的營養方式也是多種多樣的。例如有些低等的單細胞藻類,在一定的條件下也能進行有機光能營養、無機化能營養或有機化能營養。但從絶大多數的藻類來說,它和高等植物一樣,都能在光照條件下,利用二氧化碳和水合成有機物質,以進行無機光能營養。
3.生殖器官多由單細胞構成。高等植物産生孢子的孢子囊或産生配子的精子器和藏卵器一般都是由多細胞構成的。例如苔蘚植物和蕨類植物在産生卵細胞的頸卵器和産生精子的精子器的外面都有一層不育細胞構成的壁。但在藻類植物中,除極少數種類外,它們的生殖器官都是由單細胞構成的。幾種具代表性的藻類
4.合子不在母體內發育成胚。高等植物的雌、雄配子融合後所形成的合子(受精卵),都在母體內發育成多細胞的胚以後,纔脫離母體繼續發育為新個體。但藻類植物的合子在母體內並不發育為胚,而是脫離母體後,纔進行細胞分裂,並成長為新個體。如果用動物學的術語來說,高等植物是胎生,而藻類則是卵生。
總之,藻類植物是植物界中沒有真正根、莖、葉分化,行光能自養生活,生殖器官由單細胞構成和無胚胎發育的一大類群。 |
藻類的分類 Classification of algae |
藻類植物的種類繁多,目前已知有3萬種左右。早期的植物學家多將藻類和菌類納入一個門,即藻菌植物門。隨着人們對藻類植物認識的不斷深入,特別是從巴暄(A.Pascher,1931)的平行進化學說發表以後,認為藻類不是一個自然分類群,並根據它們營養細胞中色素的成分和含量及其同化産物、運動細胞的鞭毛以及生殖方法等分為若幹個獨立的門。對於分門的看法,也有很大的分歧,我國藻類學家多主張將藻類分為12個門。由於本書所采用的是五界係統,除已將藍藻門列入原核生物界外,現將其中9個主要門的特徵簡介如下:
1.金藻門 多産於淡水中,特別是在水溫較低的軟水水體中尤為常見。植物體多為單細胞或群體,少數為多細胞絲狀體。運動細胞多具1—2條鞭毛。單細胞或群體的種類,細胞內多具有1—2個色素體,以鬍蘿蔔素和葉黃素占優勢,緑色色素衹有葉緑素a一種,所以多呈金黃色或金褐色。同化産物主要是金藻多糖,或稱為金藻糖,金藻澱粉, 又因它具有和海帶糖相似的化學性質,所以亦稱為金藻海帶糖。此外,也含有脂類。繁殖方式主要是營養繁殖和孢子生殖,有性生殖極少見。常見的有合尾藻屬和鐘罩藻屬。
2.黃藻門(Xanthophyta) 海産的種類很少,主要分佈在淡水水體中,或生於潮濕的地面、樹幹和墻壁上。在水溫較低的春季較多。植物體為單細胞、群體或多細胞體。所含的色素和同化産物與金藻門基本相同,但除葉緑素a外,尚含有葉緑素e,多呈黃緑色。運動細胞具有兩條長短不一和結構不同的鞭毛,所以這一類群又稱為不等鞭毛藻類(Heterocontae)。繁殖方式有營養繁殖、孢子生殖和有性生殖,但隨種類的不同,也有不同的繁殖方法。肉眼常見的是植物體成絲狀的黃緑藻屬(Tribonema)和無隔藻屬(Vauchcria)。(在部分近期國外教材分類方案中將該門作為金藻門的一個綱)。
3.硅藻門(Bacillariophyta)廣布於海水和淡水中,多行浮遊生活。植物體由單細胞構成或互相連接成群體。細胞壁由兩個瓣片套合而成,上面具有花紋,其成分含有果膠質和硅質,而不含纖維素。細胞內具有一至數個金褐色的色素體。色素體中含有葉緑素a、c和多量的鬍蘿蔔素和葉黃素,光合産物主要是脂類。硅藻可藉助細胞分裂進行營養繁殖,但經數代後也能通過配子的接合或自配形成復大孢子,行有性生殖。)。(在部分近期國外分類方案中將該門作為金藻門的一個綱)。
4.甲藻門(Pyrrophyta) 多産於海洋中,行浮遊生活,有時在海岸綫附近大量繁殖,形成赤潮, 有些種類也常在池塘、湖泊中大量出現。植物體多數是單細胞的,少數為群體或絲狀體。除少數種類裸露無壁外,多具有由纖維素構成的細胞壁。甲藻的細胞壁稱為殼,是由許多具有花紋的甲片相連而成的。殼又分上殼和下殼兩部分,在這兩部分之間有一橫溝,與橫溝垂直的還有一條縱溝,在兩溝相遇之處生出橫、直不等長的兩條鞭毛。色素體1個或多個,呈黃緑色或棕黃色,除含葉緑素a、c外,還含有多量的鬍蘿蔔素和葉黃素。海産種類的光合産物多為脂類,淡水産的多為澱粉。繁殖方式主要是細胞分裂,或是在母細胞內産生無性孢子,行孢子生殖,有性生殖衹在少數屬、種中發現。常見的有角藻屬(Ceralium)(見圖)和多甲藻屬(Peridinium)。
5.褐藻門(Phaeophyta)絶大多數為海産,營固着生活。在1,500多種褐藻中,産於淡水的僅有10種左右,其中有兩種是在我國四川的嘉陵江中發現的。植物體均由多細胞構成,結構也比較復雜。色素體中除含有葉緑素a、c外,鬍蘿蔔素和葉黃素的含量特別多,所以多呈褐色。同化産物不是澱粉,而是海帶多糖和甘露醇。營養細胞均無鞭毛,遊動孢子和雄配子則具有兩條側生、不等長的鞭毛。繁殖的方式有多種,都能行有性生殖,在生活史中,多有明顯的世代交替。常見而且作為食用的有海帶(Laminaria japonica)和裙帶菜(Undaria pinnalifida)。
6.紅藻門(Rhodophyta) 除少數屬、種外,絶大多數産於海水中,行固着生活。植物體除個別屬、種外,都是多細胞的,通常為絲狀、片狀或樹枝狀。色素體多呈紅色或紫紅色,其中除含有葉緑素、鬍蘿蔔素和葉黃素外,還含有大量的藻紅素和藻藍素。同化産物為近似澱粉的紅藻澱粉。紅藻在生活史中沒有具鞭毛的運動細胞。有性生殖均為卵式生殖。雌性生殖器官是與卵囊相似的果胞。果胞上具有叫做受精絲的毛狀體。受精後産生一種特殊的孢子,叫做果孢子。常見的有紫菜屬(Porphyra)和石花菜屬(Gelidium)。
7.裸藻門(Euglenophyta) 裸藻又稱眼蟲或眼蟲藻,多生於富含動物性有機質的淡水中,營浮遊生活。大量繁殖時,常使水呈緑色、黃褐色或紅色。除柄裸藻屬(Colacium)外,全為頂端生有鞭毛,能運動而無細胞壁的單細胞種類。在裸藻中,除少數種類無色,行異養生活外,多含有與緑藻相似的光合色素,但貯藏物質主要是裸藻澱粉和少量的脂類。繁殖方式主要是細胞分裂,在不良的環境條件下,也能形成具有厚壁的孢囊,待環境條件好轉時,原生質體即破壁而出,形成新個體。裸藻屬(Euglena)基本門中常見的屬。
8.緑藻門(Chlorophyta) 多生於淡水中,海産的種類較少,營浮遊、固着或附生生活,還有少數種類為寄生或共生。植物體有單細胞或群體的,也有多細胞的絲狀體或片狀體。色素體的形狀和數目也常隨種類而不同,所含的光合色素成分、含量以及同化産物均與高等植物相似。運動細胞多具有2條、4條或多條等長、頂生的鞭毛。有各種各樣的繁殖方式,有些種類在生活史中有世代交替現象。在緑藻中如植物體為單細胞的小球藻屬(Chlorella),群體的柵藻屬(Scenedesmus),多細胞成絲狀的水綿屬(Spirogyra)和剛毛藻屬(Cladophora)等都是淡水中常見的種類。
9.輪藻門(Charophyta) 廣布於淡水或半鹹水中,均營固着生活。植物體都是由多細胞構成的,而且有類似根、莖、葉的分化,外形很象高等植物中的木賊和金魚藻。體外多被有大量鈣質,所以又有石草之稱。光合色素成分及貯藏物都與緑藻相同,但生殖器官的結構和生活史比較特殊。輪藻在生活史中,都不産生無性孢子,有性生殖均為卵式生殖。藏卵器外面有5個左旋的蠃旋細胞包被着,頂端還具有由 5個或10個冠細胞構成的冠。藏精器的外面是有由8個(罕4個)盾細胞鑲嵌而成的外壁,裏面是由許多精子囊組成的精子囊絲體和一些不育的頭細胞組成的。實際上這種藏精器是由許多雄性生殖器官和不育細胞構成的聚合體,所以也把它叫做精囊球,它的藏卵器又叫做卵囊球。輪藻的營養體和生殖器官雖然結構很復雜,但在生活史中無世代交替,植物體都是單倍體,而且在受精卵萌發後,經過原絲體階段才能發育為成體。我國常見的有輪藻屬(Chara),麗藻屬(Nitella)和鳥巢藻屬(Tolypella)。(某些教材分類方案中將該門作為緑藻門內一個綱)。
10.藍藻門(Cyanophyta)廣布在淡水和海水中、潮濕和幹旱的土壤和岩石上、樹幹和樹葉以及溫泉、冰雪,甚至在????鹵池、岩石縫等處都可生存,有些還可穿入鈣質岩石或鈣質皮殼中(如穿鈣藻類)生活,具有極大的適應性。在熱帶、亞熱帶的中性或微鹼性生境中生長特別旺盛。有許多種類是普生性的,如陸生的地木耳 (Nostoc commune),不僅存在於熱帶、亞熱帶和溫帶,在寒帶甚至南極洲亦有發現。 |
藻類的生活習性 Algae living habits |
大多數藻類都是水生的,有産於海洋的海藻;也有生於陸水中的淡水藻。在水生的藻類中,有軀體表面積擴大(如單細胞、群體、扁平、具角或刺等),體內貯藏比重較小的物質,或生有鞭毛以適應浮遊生活的浮遊藻類;有體外被有膠質,基部生有固着器或假根,生長在水底基質上的底棲藻類;也有生長在冰川雪地上的冰雪藻類;還有在水溫高達80℃以上溫泉裏生活的溫泉藻類。藻體不完全浸沒在水中的藻類也很多,其中有些是藻體的一部分或全部直接暴露在大氣中的氣生藻類;也有些是生長在土壤表面或土表以下的土壤藻類。就藻類與其它生物生長的關係來說,有附着在動、植物體表生活的附生藻類;也有生長在動物或植物體內的內生藻類;還有的和其它生物營共生生活的共生藻類。總之,藻類的生活習性是多種多樣的,對環境的適應性也很強,幾乎到處都有藻類的存在。 |
藻類在人類生活中的意義 Algae in the meaning of human life |
我國利用藻類作為食品,不但有悠久的歷史,食用的種類和方法之多,也是世界聞名的。據初步統計,我國所産的大型食用藻類至少有50—60種,經常作為商品出售的食用藻類主要是海産藻類,如礁膜(Monostroma nilidum)、石蒓(Ulva lactula)、海帶(Laminaria japonica)、裙帶菜(Undaria pinnatifida)、紫菜(Porphyra sp.)、石花菜(Gelidium amansii)等。商品食用淡水藻類有地木耳(Nostoc commume)和發菜(Nostoc commume var.flagelliforme)。我國雲南景洪地區傣族同胞食用和出口緬甸等國的“島”和“解”就是用淡水藻類中的水綿(Spirogy- ra)和剛毛藻(Cladophora)加工製成的。由於單細胞藻類中含有豐富的營養物質,又有繁殖快,産量高的特點,大面積培養單細胞藻類作為人類食用或傢畜的精飼料,也早已引起人們的重視,而且有的(如小球藻、柵藻)已在國內外推廣利用。
藻類對於醫學和農業也有很密切的關係。有的直接作為藥用,例如褐藻中的海帶、裙帶菜、羊棲菜(Sargassum fusiforme)等,都有防治甲狀腺腫大的功效。紅藻中的鷓鴣菜(Caloglos-sa leprieurii)和海人草(Digenea simplex)可作為驅除蛔蟲的特效藥。從褐藻中提取的藻膠酸、甘露醇和紅藻中提取的瓊膠也在醫學中廣泛應用,例如藻膠酸????可作為製造牙模和止血藥物的原料;甘露醇有消除腦水腫和利尿的效能,瓊膠除作為輕瀉藥治療便秘癥外,還可用來作為製造藥膏的藥基,包藥粉的藥衣和細菌培養基的凝固劑。土壤藻類不但可以積纍有機物質,刺激土壤微生物的活動,增加土壤中的含氧量,防止無機????的流失,減少土壤的侵蝕,其中有些藍藻還能固定空氣中遊離的氮素,在提高土壤肥力中起重要作用。此外,藻類是魚類食物鏈的基礎,魚類的天然餌料,一般都直接或間接的來自浮遊藻類,所以在淡水魚類養殖中,多通過施肥,繁殖藻類,為魚類提供餌料。但是,當浮遊藻類大量繁殖發生水華的時候,由於水中缺氧或産生有毒物質,也往往引起魚類大量死亡。
以藻類為原料所製成的産品,特別是藻膠酸????,已廣泛應用於工業生産中。例如瓊膠在食品工業中可作為凝固劑和糖一起製成軟糖,和澱粉一起製成包糖用的糯米紙,製面包時加入瓊膠可以使面包保持長期的鬆軟,加入果子露中,可製成冷凍果汁;製魚、肉罐頭時加入瓊膠,可以保持魚、肉的原形,不致在運輸中散開;在日本和歐美各國,還用瓊膠作為釀造酒、醋、醬油的澄清劑。在建築業中,藻膠酸除用以粉刷墻壁、水泥加固、塗敷木材、金屬品和工作母機外,還可以製成格子板和油氈的代用品。在紡織工業中,可以 藻類植物約有3萬種,主要分佈於淡水或海水中。植物體型多樣,有單細胞、群體(由許多單細胞聚集而成,細胞沒有緊密的生理聯繫)、多細胞的絲狀體及葉狀體。高等的藻類已有簡單的組織分化。植物體(簡稱藻體)大小差別很大,小的衹有幾微米,必須在顯微鏡下才能看到;較大的肉眼可見,最大的體長可達100米以上。 |
藻類植物(Algae) Algae (Algae) |
藻類植物一般都具有進行光合作用的色素,能利用光能把無機物合成有機物;供自身需 要,是能獨立生活的一類自養原植體植物(autotrophic thallophyte)。藻類植物體在形態上是千差萬別的,小的衹有幾微米,必須在顯微鏡下才能見到;體形較大的肉眼可見;最大的體長可達60米以上,藻體結構也比較復雜,分化為多種組織,如生長於太平洋中的巨藻(Macrocystis)。 儘管藻體有大的、小的、簡單的、復雜的區別,但是,它們基本上是沒有根、莖、葉分化的 原植體植物。生殖器官多數是單細胞,雖然有些高等藻類的生殖器官是多細胞的,但生殖器官中的每個細胞都直接參加生殖作用;形成袍子或配子,其外圍也無不孕細胞層包圍。藻類植物的合子不發育成多細胞的胚。有少數低等藻類是異養的或暫時是異養的,這可根據它們的細胞構造和貯藏的營養物質,與異養原植體植物(heterotrophic thallophyte)-- 真菌分開。
藻類在自然界中幾乎到處都有分佈,主要是生長在水中(淡水或海水)。但在潮濕的岩石上、墻壁和樹幹上、土壤,養面和下層,也都有它們的分佈。在水中生活的藻類,有的浮遊於水 中,也有的固着於水中岩石上或附着於其他植物體上。藻類植物對環境條件要求不高,適應環 境能力強,可以在營養貧乏,光照強度微弱的環境中生長。在地震、火山爆發、洪水泛濫後形成 的新鮮無機質上,它們是最先的居住者,是新生活區的先鋒植物之一,有些海藻可以在100米 深的海底生活,有些藻類能在零下數十度的南北極或終年積雪的高山上生活,有些藍藻能在高達85℃的溫泉中生活,有的藻類能與真菌共生,形成共生復合體(如地衣)。
用以修飾布料,漿絲等,如我國廣東産的香雲紗就是用海蘿膠作漿料製成的。硅藻上在工業中的用途也很廣,例如加入硝酸甘油後,可以防止爆炸,可作為製造耐火磚、濾器、牙粉的原料。
隨着藻類認識的日益深入,利用的範圍也不斷擴大,從現在初步的研究成果來看,可以預料,藻類在解决人類目前普遍存在的糧食缺乏,能源危機和環境污染等問題中,將發揮重要作用。 |
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zao lei(huashi)
藻類(化石)
地球上最古老的,而延續時代最長的化石之一。地質時期中的藻類生物,經過復雜的石化作用,整個藻體或局部構造被保留下來,它是地質時期藻類生物的遺跡。藻類化石對於生物地層學和某些沉積礦産的研究及古環境的重建均起着重要作用,同時,對於探索生命和細胞的起源,陸生植物的進化及地球早期大氣圈的形成可提供直接或間接的證據。
現代藻類可分為10個門左右(見藻類植物)。但是藻類化石中的細胞器、原生質、色素等構造和物質極少保存,故它的分類依據與現代藻類明顯不同。目前,藻類化石的分類係統比較多樣,下述分類較為常見。
骨骼藻化石 這類化石藻的特點是細胞壁鈣化或礦化。多數化石藻的骨骼由鈣質組成,少數化石藻骨骼由硅質、有機質組成。礦物組成的骨骼對藻體起支持、固定和保護作用。根據化石藻體的形態、構造、細胞和藻絲體的大小和分枝情況以及生殖窩的大小、形狀和位置(主要對紅藻門)等特點可將以下幾個門的化石分開。
紅藻門 常見的有珊瑚藻科、管孔藻科及裸海鬆藻科化石。
緑藻門 常見的有鬆藻科及粗枝藻科化石。
輪藻門 常見的為其藏卵器化石。
金藻門 常見的有顆石藻科化石。
褐藻門 少數屬種為骨骼化石藻。
硅藻門 藻細胞壁由硅質組成。
藍藻門 少數屬種為骨骼化石藻。
甲藻門 常見的有溝鞭藻類化石,細胞壁主要為有機質。
非骨骼藻化石 藻體細胞壁由有機質組成,不具礦物物質。這些化石藻類以藍、緑藻門為主,通常由單細胞、單細胞群體或絲體組成。這類非骨骼藻的藻體常具捕獲和粘結碎屑顆粒的能力或通過新陳代謝改變介質酸鹼度而促使碳酸????沉澱,形成生物沉積構造體,如疊層石(圖1 柱狀疊層石斷面形態)、核形石和凝塊口等。
另一種常見的分類法,是將藻類化石分為鈣質藻與非鈣質藻兩大類。前者主要包括輪藻門、紅藻門中的管孔藻科、裸海鬆藻科及珊瑚藻科;緑藻門的海鬆藻科和粗枝藻科,金藻門中的球石類化石以及疊層石。後者主要包括甲藻門、硅藻門、緑藻門中的緑球藻目水網藻科的化石及疑源類等。化石藻類多為水生。據現代藻類的生態環境推知,影響藻類繁殖、生長、分佈的因素主要有光照、溫度、????度、酸鹼度、水體運動、微量元素的含量、底質及生長密度等。一般說來,營浮遊生活方式的硅藻、顆石藻、溝鞭藻及部分藍緑藻繁殖迅速,數量多,分佈廣,細胞個體較小。營底棲生活方式的化石藻多歸屬於緑藻門、紅藻門、褐藻門及藍藻門。輪藻多生活於淡水或半鹹水湖沼中。緑藻門的鬆藻科、粗枝藻科多在水深小於10米的砂底生活,呈直立狀生長。紅藻門的珊瑚藻類多生長在硬底的水中。這類底棲的化石藻類對石灰岩和生物礁的形成起重要作用。
最早的屬於藍緑藻的化石距今約有35億年歷史。大約 14億年前,緑藻門中有細胞核的某些屬種化石出現。此後相繼衍生出其他門類。主要的藻類化石的地史分佈如圖所示主要藻類化石的地史分佈。
(曹瑞驥 趙文傑) |
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- n.: alga, algae
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藻類植物, 藻 |
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