书城自然科学海之福荫:美轮美奂的海洋植物
16868900000011

第11章 细数海藻多少种(3)

(1)营养繁殖。一种是在幼期或成熟藻体上可以通过断折进行繁殖。通常固着生长在岩石上的藻体,垂直割裂成几部分,而每一部分仍固着在基质上,再长出新枝,于是一个个体变成了一丛藻体。另一种营养繁殖是在藻体上形成繁殖枝。如黑顶藻属的藻体上能形成有繁殖作用的二叉或三叉分枝,这些小枝脱落后附着基质上,长成新的个体。此外藻体也可以断折,与母体分离,漂浮在水中再生长成新藻体。

(2)孢子繁殖。褐藻除圆子纲Cyclosporeae以外的物钟,都能产生裸露的游孢子或不动孢子进行繁殖。游孢子梨形,具2根鞭毛,侧生不等长,用特殊的染色方法在电子显微镜下观察,前面长的一根为茸鞭型鞭毛,有2列纤毛,后面短的一根鞭毛无纤毛。游孢子内有1个细胞核、1个色素体及1个眼点。

不同性质的孢子分别由单室孢子囊和多室孢子囊产生。

单室孢子囊由一个细胞发育而成,发生之初是由单核细胞膨大后,细胞核分裂成4,8,16,32,64或128个子细胞核,然后细胞质分割成单核的许多原生质体,许多单核的原生质体之间并没有细胞壁将它们互相分开,最后每个单核的原生质体经过变态形成一个具有双鞭毛的游孢子,或是变态成为没有鞭毛的不动孢子,随着孢子囊壁的破裂,而使其孢子释出。单室孢子囊内细胞核的第一次分裂为减数分裂,因此,产生单室孢子囊的藻体必然是二倍体的孢子体,这种(游)孢子萌发必然成为配子体。

多室孢子囊的发育同样是由孢子体的一个细胞开始,先横分裂后纵分裂,产生隔壁,形成许多小室,即由许多细胞构成,每一个细胞产生1~2个游孢子,但细胞分裂时不经过减数分裂,因此它们萌发成为二倍体的孢子体。

孢子成熟后,孢子囊壁溶解,游孢子逸出。单室孢子囊孢子的放散是通过囊壁顶端的小孔逸出。多室孢子囊游孢子的放散,首先是细胞隔壁溶解,然后通过顶端或侧面的小孔逸出。

有些褐藻(如网地藻属)以不动孢子进行有性繁殖。这种孢子没有细胞壁,没有鞭毛,因此不能自由地游动,完全依靠水流传送,其发生过程与单室孢子囊相同,但每一个孢子囊,通常只产生4个单倍体的孢子。

生长最快的巨藻

巨藻属于褐藻门,顾名思义,海藻中,它的个体最大,人称海藻王,堪称植物之最。巨藻主要生长在北美洲西海岸外浅海区,其次产在澳大利亚、新西兰、秘鲁、智利及南非沿岸浅海区,一般单棵藻长数十米,有的可达100多米,最长可达300米,一棵巨藻一般重180千克。成年巨藻由三部分组成,即固着器、柄和叶片,有些像陆上植物的根、茎、叶,但没有陆上植物的根、茎、叶那样明确的分工。陆上植物根吸收土壤中的水分和养分,茎负责输送这些水分和养分,叶则进行光合作用,而藻类属较低等植物,它的全身组织没有明确的分工,它的每部分都能进行光合作用,都吸收水分和养分。它的固着器有些像陆生植物的根,分出许多假根须,把整个藻体固着在海底岩石或泥沙中,它的直径为30~100厘米。其上长有100多个细长柄,柄有韧性,可弯曲。柄的直径达0.6~1.9厘米,长度可达100多米。如将若干条柄拧成一条,可牢牢系住一条船而不断。柄上侧长有许多叶片,叶片长约34~102厘米,宽6.5~17厘米。每个叶片有一个叶柄,叶柄中央有一个直径2~3厘米,长5~7厘米的圆筒状气囊。由于每个叶柄上的气囊作用,使藻体漂浮在水中和海面,不会因为它的个体大和重而堆积在一起。巨藻叶片表面粗糙,边缘锯齿状。它的生长速度很快,一天可生长高达60多厘米,一年可长到50多米长。所以它生长繁茂,有时几百平方千米的海面和它下面100~200米深的水体里都被巨藻的叶子覆盖,走进这样的巨藻区,犹如走进海底森林,它为许多鱼类和其他浅海生物提供了一个良好的栖息场所。就像陆上的森林中,除了各种树木之外,还有大量的其他动植物生活着,组成一个庞大的生物群落。

巨藻适合生长于水温20℃以下的海域,寿命长8~12年,如果每公顷海域有100棵巨藻,每年可产鲜藻重750~1200吨,是植物中生产力非常高的一种藻类,每年净生产力可达每平方米1000~7000克碳,比陆上热带雨林要高得多。

一般植物光合作用的太阳能转化效率为2%,由于巨藻生长速度快,它的光合作用太阳能转化效率比其他植物高,能够储存更多的能量。据测算每公顷巨藻每年产鲜藻重750~1200吨,相当于每年能将400兆焦耳的太阳能转变为化学能,由此可见巨藻的能量储备是相当可观的。目前,人们对巨藻的兴趣,不仅是它的巨大的食品和药用功能,并着手利用它能量。人们试想找到一种细菌能将巨藻分解为甲烷,甲烷是天然气的主要成分,如果这样,巨藻可代替石油或煤作为生物能源来开发,成为一种洁净的能源。据估计,只要种植面积相当于中国国土面积2%~3%的巨藻,其产生的甲烷可满足中国目前可燃气的需要,这样一种新兴的洁净能源的开发工程,吸引了许多专家、学者和工程技术人员的兴趣。人们可以大规模地建立巨藻的海上农场或牧场,为开发这种生物能源作准备。日本、美国在这方面做了不少研究,也在大规模养殖巨藻,并进行海洋能源农场的试验和构想。

褐藻的代表植物

水云:藻体为异丝体,由单细胞组成,并生分枝,分枝顶端细或延伸成无色毛。孢子体产生两种孢子囊,一种是单室孢子囊,另一种是多室孢子囊。水云生于潮间带岩石上或石沼中,或附生在其他藻体上。它是海藻养殖中的有害藻类。

索藻:藻体黄褐色,干燥时为黑色,单生或丛生,圆柱状,近基部分的分枝为不规则互生,向各方面伸出,年幼时藻体富黏质柔软,老时革质。一年生,生于潮间带岩石上。

黏膜藻:藻体绿褐色,干燥时褐色,质黏滑,稍呈球状,大小不一,表面凹凸,幼时实心,长大后中空,生于潮间带岩石上,或附生在其他藻体上。

海蕴:藻体黏滑,带绿黄色,由丝状体组成假膜体,外形呈圆柱形,具有分枝,固着器为盘状,一般附着在绳藻上,在春节左右可食用。

酸藻:藻体淡黄色,分枝很多,呈圆柱形,基部有盘状固着器固着在岩石上。生活时藻体呈淡黄色,生长在寒冷的海洋中。因为他呈酸性,所以称其为酸藻。是海藻养殖中的害藻。当它和其他海藻混在一起时,会很快使其他海藻腐烂。

点叶藻:藻体为褐色的叶状,顶端稍钝圆,不分枝,柄短,固定器为圆盘状。高10~18厘米,宽3~7厘米。在叶面上散布着暗褐色斑点。生长在低潮线附近岩石上或附生于其他藻体上。

萱藻:藻体黄褐色,单条,圆柱形管状,每隔1.5~8厘米有一收缩部(关节),在两关节之中膨大,似豆荚;顶端和基部尖细,固定器呈盘状。高15~70厘米,丛生在潮间带岩石上,春冬季节生长繁茂。

囊藻:藻体暗褐色,中空囊状,球形,直径4~10厘米。生于潮间带低潮线附近、岩石上或附生于其他藻体上。

幅叶藻:藻体绿褐色或橄榄色,质软,披针形或倒卵形,基部软短,固着器呈盘形。一般长6~12厘米,生于低潮线岩石上。

绳藻:藻体褐色,呈不分枝的鞭状,中空,顶端细,固着器为盘状,往往由同一固着器生出几个藻体,长1~4米,生长于低潮线附近岩石或贝壳上,上部鞭状体浮于水面,可食用。

海带:海带是褐藻中我们最熟悉的一种。原产于日本海,现在已自然生长在辽东和山东两个半岛的肥沃海区,如大连、烟台、青岛等地。近年来,我国沿海劳动人民经过多次科学实验,已在东海、南海移植成功。目前海带的人工养殖已在全国沿海普遍进行,养殖面积年年扩大,单位面积产量日益增长。

海带是根据它的形状像带子而得名的。它的长度一般为2~4米,宽为20~30厘米,生长茂盛的长可达6米以上。

海带为褐色,在藻体上能明显地分出叶片、茎和固着器三部分。固着器是海带的根,但不能起高等植物根的作用。在固着器上生有分枝,分枝的末端有一个吸盘,将藻体固定在岩石上。叶片像一条带子,叶子中间有两条浅沟,叫中带部,比较厚,边缘有较薄的褶子。

海带有很高的经济价值,除食用外,还可以提取碘、褐藻胶和甘露醇等工业原料。

裙带菜:裙带菜也是一种大的褐藻,它能忍受高水温,因而在暖流海区生长较好。我国辽宁、山东、浙江等省沿海都能生长。它的幼苗与海带的幼苗相似,山东沿海群众通称它为海带。也有叫它“海带菜”的。

裙带菜长大后与海带有明显的区别,一般体长1~1.5米,宽60~100厘米。它的外形像一把大的破葵扇,也像裙带,所以又叫它裙带菜。它的尖端略粗大,用它附着在岩礁或其他物体上,茎扁平,当藻体快成熟时,茎的两侧就相对生长出形状像木耳的东西,俗称“耳朵”,这就是裙带菜的孢子叶。它是一年生的褐藻,在自然环境中,一般是在11月份开始生长,到第二年7月放出孢子后,就从叶片尖端开始腐烂脱落,结束一生。

鹅肠藻:鹅肠藻是生长在我国东海和南海潮间带岩礁上的一年生海藻。冬季生长更为繁盛。鹅肠藻为黄褐色,叶子扁平,也有带子状的,但是叶的中间没有中肋,一般能生长到25厘米。它是很受群众欢迎的副食品。

网地藻:藻体褐色,扁平,有重复的两个分枝,基部有固着器固着于基质。多生于热带及温带海岸低潮带附近的岩石上。

团扇藻:藻体棕褐色,扁平扇状,无中肋,单条或呈扇状裂片,下有短柄及固着器,边缘向下卷曲。上表面和下表面都生毛,排成若干同心纹,藻体高约10厘米,生于热带及温带海区低潮线附近的岩石上。

网翼藻:藻体橄榄色,扁平带状,具有中肋,叉状分枝,高约15厘米,固着器盘形,表面生出的毛成束。丛生于潮间带下部的岩石上。

鹿角菜:藻体新鲜时为黄橄榄色,干燥时为黑色。它有圆锥形的固着器,茎多为扁圆形,茎上有重复的叉状分枝,分枝上生有繁殖能力的小枝。

鹿角菜是我国黄海特有的一种褐藻,是我国北方沿海群众非常喜欢食用的海藻。做大卤面汤时常用它做黏稠剂。此外,它含有大量的褐藻胶,质量很好。

海蒿子:海蒿子是黄海、渤海沿岸常见的一种海藻。都生长在潮间带的石沼中和大低潮线下至4米深的岩石上。是一种多年生的,一年四季都可以生长的海藻。藻体为褐色,一般可生长到30~60厘米高,个别的能达到1米高。它的固着器为盘状,主干为圆柱状,主干的两侧生有羽状形的主枝,主枝上生有侧枝,侧枝上又生出许多披针形或倒卵形的分裂叶。气囊为倒卵形或球形,多生在枝梢上。生殖托为圆柱状。海蒿子可作饲料、肥料和工业原料。

羊栖菜:羊栖菜是我国沿海各地分布很广的一种食用海藻。藻体黄褐色,肥厚多汁,一般能生长到15~40厘米,有的也能生长到2米以上,它的固着器为圆柱状的假根,假根的长短不一致,主干为直立圆柱形,生有小枝,有的小枝顶端膨大,中间是空的。内含有气体,有帮助藻体浮起的作用,通称为“气囊”。也有的小枝两端稍细,中间为圆柱体,是羊栖菜的叶子,叶和气囊不一定同时生长在同一藻体上,有些羊栖菜终生只生有枝、叶。羊栖菜除食用外,还可以作药用。

海忝子:海忝子是在黄海、渤海沿岸比较常见的一种多年生海藻。它多生长在背浪的地方,从低潮带到大干潮线下,4米处深水层中都能生长。藻体为暗褐色,一般高50~100厘米,有的可生长到3米。固着器为盘状。在圆柱状的主干上,生有多条主枝,主枝上生有叶片。小枝上生着椭圆形的气囊,生殖托为圆柱状。海忝子可作饲料、肥料和制胶原料。

§§§第四节其他海洋藻类

硅藻

在所有的藻类植物中还有一个类群,那就是硅藻,关于硅藻的属门问题,有人将其定为硅藻门,有人定为硅藻纲。硅藻为单细胞,很少为群体。从硅藻的结构来看,细胞壁由于高度硅质化,所以成为坚硬的壳体,壳体包括上、下两个半壳。在光合作用下,硅藻产生了叶绿素、胡萝卜素、岩藻黄素、硅藻甲黄素等,所以,黄绿色或黄褐色是其主要颜色。

硅藻大多数为水生,以浮游生活为主,除此之外,也有一些种类附生在水中各种基质或其他水生植物体上。同时,在土壤中也生存着少数硅藻。

由于硅藻细胞壁外的胶状膜可以吸附放射性物质,所以,硅藻可以作为放射性物质的指示植物。除此之外,还有一些硅藻有很强的耐油性,可以作为油污染的指示种,如普通等片藻。

并不是所有的地区都适合硅藻的生长,因为它的地域分布受到各种因素的影响,如地区、季节、水温、盐度……所以,不同地区有不同的指标种。有一些硅藻分布非常广,有非常强的适应性,同时还可以指示污染,对人们起到警示作用。

硅藻是一类低等植物,它的种类非常多。它不仅生活在海洋中,在淡水和潮湿的土壤中,硅藻也可以大量繁殖。硅藻种间的个体差异非常大。虽然硅藻属于单细胞,但是这个单细胞有细胞壁,而且这个细胞壁与其他植物的细胞壁有很多不同。硅藻的细胞壁由大量的硅质组成,分为上下两部分,上面的盖叫上壳,下面的底叫下壳,上壳套住下壳,而且在上下壳面上有非常精美的图案,非常漂亮。

硅藻的生活需要依靠太阳光和水中的无机物。每当春季来临,天气转暖的时候,这些小植物就会复苏。明媚的阳光为浮游植物的生长提供了非常好的条件,所以,它们的繁殖速度非常快。不久之后,它们就铺满了整个海面。如果没有阳光,硅藻是无法生存的,因此,阳光充足的水体表层是它们的聚居区。既然硅藻无法运动,那它们是如何待在水面表层而不沉到水底去的呢?由于它们体态轻盈,浑身充满水分,再加上长了许多突起物和刚毛,长成球形,增加了浮力或摩擦力,所以它们长期漂浮在海中是一件非常容易的事情。

硅藻为什么要住在海洋的玻璃屋里呢?据科学家们研究发现,这些漂亮可爱的外壳实际上与他们的功能是紧密相连的。五六千万年前地球大气层内的二氧化碳越来越低,硅藻便把自己装在玻璃容器里,因为这样能帮助在容器的空间内浓缩到足够的反应物质。另外玻璃壳上那些微孔与细微的纹路让硅藻产生了一些比平滑表面更多的表面积,这些表面积让硅藻的光合作用更有效率。因为演化出这个玻璃壳才让硅藻成为地球上数量最成功的生物体。

直链藻属细胞短圆柱形或球形,由壳面结合成链状群体。壳环有点纹状。壳面平或凸起略成球形。海洋中常见的种类有球形直链藻和有槽直链藻。

硅藻主要有以下种类:

球形直链藻:细胞近球形,或略呈圆柱形,壳面凸起。细胞壁厚,有横条纹,直径25~70微米。常成链状群体,为半浮游性。