书城科普植物与海洋
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第8章 绿藻的分类与分布(1)

认识绿藻

绿藻是一种单细胞球形藻类,在淡水里生活。直径只有几微米大,大小与红血球大约相同。肉眼看不出来,需以600倍显微镜才能看见极微细藻类。虽然个体是极小,可是有着极大的特征,那就是惊人的生命力和拥有平衡的营养素。

绿藻在地球上出现生存到现在已有30多亿年的历史,绿藻之所以有这么惊人的生命力,秘密在于它比起陆地上的高等植物,有100倍强而有力的繁殖力。

绿藻含有高量的叶绿素,光合作用产生氧气和营养素的能力是一般植物的10倍,绿藻堪称是阳光的能源库、健康的宝库。

藻中之王绿藻是大自然碱性含量最高者,是一般蔬菜的30倍。含丰富且均衡的五大营养素及独特的成分“生长因子”。绿藻是含有叶绿素最多的植物,比一般的绿色植物高出10倍。堪称“自然界的医疗师”有利造血、促进红血球的数量。

分类与分布

绿藻门是藻类植物中最大的一门,约有430属,6700种。关于绿藻门的分纲,意见不一,本书中沿用两个纲:绿藻纲和轮藻纲。有的学者将轮藻纲分出列为独立的一门。绿藻的分布很广,以淡水中为最多,流水和静水中都可见到。陆地上的阴湿处和海水中也有绿藻生长,有的和真菌共生形成地衣。

绿藻的主要特征

绿藻植物的细胞与高等植物相似,也有细胞核和叶绿体,有相似的色素、贮藏养分及细胞壁的成分。色素中以叶绿素a 和叶绿素b 最多,还有叶黄素和胡萝卜素,故呈绿色。贮藏的营养物质主要为淀粉和油类。叶绿体内有一至数个淀粉核。细胞壁成分主要是纤维素。游动细胞有2或4条等长的顶生的尾鞭型的鞭毛。

绿藻的体型多种多样,有单细胞、群体、丝状体或叶状体。繁殖的方式也多样,无性生殖和有性生殖都很普遍,有些种类的生活史有世代交替现象。

绿藻的代表植物

绿藻纲的植物体、细胞结构及繁殖方式差异都很大,绝大部分绿藻均属此纲。现将常见的绿藻简介如下。

衣藻属

衣藻属是团藻目内单细胞类型中的常见植物。本属约有100种以上,生活于含有机质的淡水沟和池塘中,早春和晚秋较多,常形成大片群落,使水变成绿色。

植物体为单细胞,卵形,细胞内有1个厚底杯状的叶绿体,其底部有1个淀粉核。细胞核位于叶绿体上方的杯中。藻体的前端有2条等长的鞭毛,其基部有2个伸缩泡,旁边有1个红色眼点。在电子显微镜还可以看到类囊体、线粒体和高尔基体等。

衣藻通常进行无性生殖。生殖时藻体常静止,鞭毛收缩或脱落,变成游动孢子囊。原生质体分裂为2、4、8、16,各形成具有细胞壁和2条鞭毛的游动孢子,囊破裂后,游动孢子逸出发育成新个体。

衣藻的有性生殖多数为同配生殖。原生质体分裂成8~64个小细胞,称配子。配子在形态上和游动孢子相似,只是体形较小。配子从母细胞中放出后,游动不久即成对结合,成为2个、具4条鞭毛的合子,合子游动数小时后变圆,形成有厚壁的合子。合子经过休眠,在环境适宜时萌发。萌发时经过减数分裂,产生4个游动孢子。当合子壁破裂后,游动孢子游散出来各形成一个新的衣藻个体。

团藻属

团藻属属于团藻目。春夏两季常见生于淤积的浅水池沼中。植物体是由数百至上万个衣藻型细胞组成的球形群体,衣藻型细胞排列在球体的表面,空心球体内充满胶质和水。有的种有胞间连丝,逐步过渡到多细胞的个体。群体中只有少数大型的细胞能进行繁殖,称此为生殖胞无性生殖时,少数大型的生殖胞经多次分裂形成皿状体,再经翻转作用发育成子群体,落入母群体腔内,母群体破裂时放出子群体,即为一新植物。有性生殖为卵式生殖,精子囊和卵囊分别产生精子和卵,精子和卵结合形成厚壁的合子、当母体死亡腐烂后,合子落入水中,休眠后经减数分裂,发育成一个具有双鞭毛的游动孢子,逸出后萌发成一新的植物体。

团藻目中常见的属还有盘藻属、实球藻属和空球藻属。盘藻属是一种定形群体,无性生殖时,群体的全部细胞同时产生游动孢子,有性生殖为同配。

实球藻属也是定形群体,无性生殖与盘藻属相同,有性生殖是异配。空球藻属是球形或椭圆形群体,少数种的群体细胞,有些是营养细胞。从单细胞的衣藻属,群体的盘藻属、实球藻属、空球藻属和多细胞体的团藻属来看,团藻目中有明显的演化趋势。藻类由单细胞、群体到多细胞体,细胞的营养作用和生殖作用,由不分工到分工,有性生殖由同配、异配到卵配3个方面演化。

小球藻属

小球藻属是色球藻目中的常见植物。植物体是单细胞浮游性种类,网形或椭圆形。体内含有片状和杯状叶绿体,一般无淀粉核。无性生殖时,产生不能游动的似亲孢子。有性生殖尚未发现。分布很广,生活于含有机质的池塘及沟渠中。

小球藻含蛋白质丰富,可高达50%,又含脂肪及多种维生素,可制高级食品或药剂。

栅藻属

栅藻属是绿球藻目中定型群体中的常见植物。一般是4个细胞的定形群体,也有8个或16个细胞的群体。

细胞形状通常是椭圆形功纺锤形。细胞壁光滑或有各种突起,如****、纵行的肋、齿突或刺。细胞单核。幼细胞的载色体是纵行片状,老细胞则充满着载色体,有1个蛋白核。群体细胞是以长轴互相平行排列成1行,或互相交错排列成两行。群体中的细胞有同形或不同形的。

无性生殖产生似亲孢子。产生似亲孢子时,细胞中的原生质体发生横裂,接着子原生质体纵裂,有的种连续发生一次或两次纵裂后,子原生质体变成似亲孢子,从母细胞壁纵裂的缝隙中放出,与纵轴相平行排列成子群体。

栅藻是淡水藻,在各种淡水水域中都能生活,分布极广。

丝藻属

丝藻属是丝藻目中常见的植物。藻体为单条丝状体,由直径相同的圆筒形细胞上下连接而成,基部一般以单细胞的固着器固着,生长在岩石或木头上。细胞中央有一个细胞核,叶绿体环带形成筒状,位于侧缘,其上含有一个或数个蛋白核。丝状体一般为散生长,除基部固着器的细胞外,藻体的营养细胞都可进行分裂,产生细胞横隔壁进行横分裂。丝藻属能进行无性和有性繁殖。

无性生殖时,除固着器细胞外,全部营养细胞均产生具4或2根鞭毛的游动孢子,1个细胞可产生2、4、8、16或32个游动孢子。游动孢子具眼点和伸缩泡,游动缓慢。

其后以鞭毛的一端附着于基质,萌发形成一个基部固定器细胞,分裂延长为单列细胞的丝状体。有性过程为同配生殖,配子的产生过程和游动孢子一样,只是配子数量多。配子在水中游动然后成对结合,来自不同个体的配子之间,进行结合发生有性过程,称为异宗配合现象。

合子经休眠及减数分裂后,产生游动孢子和静孢子,每个孢子长成一个新的植物体。

石莼属

石莼属是石莼目植物。藻体是多细胞,为二层细胞组成的片状叶状体。基部的细胞延伸出假根丝,假根丝生在两层细胞之间,并向下生长伸出植物体外,互助紧密交织,构成假薄壁组织状的固着器,固着于岩石上。

藻体细胞表面观为多角形,切面观为长形或方形,排列不规则但紧密,细胞间隙富有胶质。细胞单核,位于片状体细胞的内侧。载色体片状,位于片状体细胞的外侧,有一枚蛋白核。

石莼有两种植物体,即孢子体和配子体,两种植物体都由两层细胞组成。成熟的孢子体,除基部细胞外,藻体细胞均可形成孢子囊,开始形成于叶状体上部叶缘的营养细胞,以后向内及中、下部扩大。孢子囊孢子母细胞核经过减数分裂,形成8~16单倍的、具4根鞭毛的游动孢子。成熟后,由孢子囊的小孔逸出,游动一段时间后,附着在岩石上,失去鞭毛,分泌细胞壁,2~3天后萌发成配子体,此期为无性生殖。配子体成熟后行有性生殖时产生配子,配子的形成过程及放散与游动孢子相似,但配子囊母细胞核无减数分裂。每个配子囊产生16~32个具2条鞭毛的配子。多数为异配生殖,由不同藻体产生的配子才能结合成合子。合子在2~3天内萌发为孢子体。石莼属的孢子体和配子体外形相同,由这二种世代的同形藻体交替出现以延续后代,生活史属同形世代交替。

水绵属

水绵属是接合藻目中的常见植物。本属约300种。

常成片生于浅水的水底或漂浮于水面。植物体为不分枝的丝状体,由许多圆筒状细胞纵向连接而成。由于细胞壁外面有多量的果胶质,故藻体表面滑腻,用手触摸即可辨别。细胞质贴近细胞壁,中央有1个大液泡,细胞核由原生质丝牵引,悬挂于细胞中央。每个细胞内含1至数条带状叶绿体,螺旋状环绕于原生质体的外围。叶绿体上有1列蛋白核。

水绵的有性生殖为接合生殖,常见的有梯形接合和侧面接合。梯形接合时,在二条并列的丝体上,相对的细胞各生出1个突起,突起相接触处的壁溶解后形成接合管。同时,细胞内的原生质体收缩形成配子。一条丝体中的配子经接合管而进入另一条丝体中,相互融合成为合子。两条丝体和它们之间所形成的多个横列的接合管,外形很像梯子,因此叫做梯形接合。如接合管发生在同一丝状体的相邻细胞间,则叫侧面接合。合子形成厚壁,随着死亡的母体沉入水底休眠,萌发前经减数分裂,其中3核退化,仅1核发育为新的丝状体。

轮藻属

轮藻属约150种。植物体直立,体高10~60厘米,分枝树状,有主枝、侧枝、短枝之分。体表常含有钙质,以单列细胞分枝的假根固着于水底淤泥中。主枝和侧枝分化成节和节间,节的四周轮生有短枝。短枝也分化成节和节间,短枝又被叫做“叶”。无论是主枝或是短枝,顶端均有一个顶细胞,可继续生长。

轮藻属没有无性生殖,有性生殖为卵式生殖。雌雄生殖器官结构复杂,为多细胞,二者皆生于短枝的节上。

卵囊长卵形,位于假叶的上方,内有1个卵细胞。外围有5个螺旋形的管细胞,管细胞的顶端各有1个冠细胞组成冠。精子囊呈球形,位于假叶的下方,外围由8个三角形的盾细胞组成,成熟时鲜红色,中央有盾柄细胞、头细胞、次级头细胞及数条单列细胞的精囊丝,精囊丝的每个细胞内产生1个精子。精子放出后,进入卵囊与卵受精。合子休眠后,经过减数分裂萌发成为原丝体,然后再长出数个新植物体。轮藻的营养繁殖以藻体断裂为主。轮藻的枝状体基部也可长出珠芽,由珠芽长出植物体。

轮藻多生于淡水,在流动缓慢或静水底部呈小片生长,少数生长在微咸性的水中。

轮藻的植物体高度分化,生殖器官构造复杂,外面有一层营养细胞包围,可与高等植物的性器官相比较。

因此,有人将它们列为独立一门。

浒苔

浒苔藻体草绿色,管状膜质,丛生,主枝明显,分枝细长,高可达1米。基部以固着器附着在岩石上,生长在中潮带滩涂,石砾上。12月至翌年4月是其生长盛期。

在植物分类学上,浒苔属于绿藻类。虽然它的植物体非常纤细,肉眼看去呈绿色细丝状,但这样的大小已经足以让人们称之为“大型藻类”了,因为它是由多细胞构成的,比起那些直径只有几微米到几百微米的单细胞藻类来说,完全算得上是“庞然大物”。

而赤潮,作为一种近二十几年来逐渐为公众熟知的海洋灾害,指的则是某些海洋单细胞藻类(偶尔也有单细胞的原生动物)大量繁殖、使海水改变颜色的现象。

这些单细胞藻类主要是甲藻类和硅藻类。太湖藻灾则是“淡水赤潮”,是由蓝藻类的单细胞生物引发的。

浒苔的繁殖

浒苔是绿藻门石莼科的一属。藻体直立,管状中空或者至少在藻体的柄部和藻体边缘部分呈中空,管状部分由单层细胞组成。藻体单条或者有分枝,圆柱形,有时部分扁压。藻体基部细胞生出假根丝,向下形成固着器。每个细胞有1个细胞核,1个片状叶绿体,常有1个或者多个蛋白核。营养繁殖时,藻体断裂形成新藻体。

无性生殖是形成顶端有4条鞭毛的游动孢子,有性生殖为同配或者异配。约有40种,中国约有11种。多数种类海产,广泛分布在全世界各海洋中,有的种类在半咸水或江河中也可见到。常生长在潮间带岩石上或石沼中,或泥沙滩的石砾上,有时也可附生在大型海藻的藻体上。

中国常见种类有缘管浒苔、浒苔、扁浒苔、条浒苔。浒苔属的种类可食用。福建南部用浒苔做调味品和食品。

江苏、浙江称浒苔为“苔条”,为市场上常见食品。肠浒苔可供药用。

单细胞藻类个头小,表面积大,所以吸收养分快,又因为它们很容易死亡或被动物吃掉,所以一旦有合适的条件,它们就会以惊人的速度不停地繁殖、繁殖、繁殖,大量繁殖的藻华生物不仅会堵塞鱼类等的呼吸生物,致其死亡,而且会遮蔽射入水体的阳光,使固着在水底的其他藻类因缺少阳光而死去;有的藻华生物还会释放毒素,并在鱼和贝类中积累,水鸟或人类在摄食这些鱼和贝类之后便会中毒;藻华生物本身死亡之后还会腐烂分解,从而大量消耗水中的氧气,从而彻底让它爆发的水域成为“死水一潭”。