书城自然科学海之福荫:美轮美奂的海洋植物
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第13章 细数海藻多少种(5)

金藻单细胞运动型的繁殖,常以细胞纵分裂的方式形成2个子细胞;群体运动的种类,常以群体断裂成2个或2个以上的段片,每个段片发育成一个新的群体;有囊壳的种类,原生质体纵裂为2个子细胞,其中一个子细胞游出囊壳,固着于基质上,群体类型则附着于母囊壳边缘,子细胞原生质分泌出纤维素质的新壳;不能运动的种类,以游动孢子进行生殖。游动孢子有1~2条鞭毛。有的金藻可以产生不动孢子。

形成不动孢子时,细胞停止运动并变圆,在原生质里面先分泌出一层纤维素膜,此膜渐变厚,有二氧化硅堆积而变硬,顶端有一开孔,膜外原生质经孔口移入膜内,孔口由一胶质塞子或二氧化硅化的塞子封闭起来,原生质内积累大量的金藻昆布糖和油。不动孢子可度过不良环境。有性生殖是同配,仅在少数属中发现。

4.金藻的代表植物

(1)黄群藻属(合尾藻属)。属于金胞藻目。植物体呈球形或椭圆形,是能运动的群体。群体细胞在中央以胶质互相黏附。细胞无壁,有原生质分泌的果胶质膜,膜上镶嵌有硅质小鳞片,小鳞片覆瓦状螺旋排列,鳞片表面有刻纹或硬刺,是种的特征。细胞内有2块载色体,前端有2条不等长鞭毛。细胞分裂时果胶质膜也会分裂。

黄群藻属约有10种。在小池塘和人工贮水池中生活,于晚秋、早春或冬季可大量出现。

(2)锥囊藻属(钟罩藻属)。属金胞藻目。植物体单细胞或联成树状群体。细胞着生于纤维素质的钟形囊壳中。细胞内有2条载色体,眼点明显,顶端有2条不等长鞭毛,群体运动不灵活。通常进行营养繁殖,有性生殖是同配。

锥囊藻属约有17个种。多数浮游生活于贫营养的淡水中,水中有机质多时就消失,有的种也生活在酸性泥炭水体中。已知有2个种属于海产。

(3)金枝藻属。属于金枝藻目。植物体为分枝的丝状体,基部有1个细胞特化成半球形固着器,附生于其他藻体上。细胞内有2块色素体,贮存食物为粒状金藻昆布糖。生殖时在细胞内产生1、2、4、8个游动孢子,游动孢子有2条不等长鞭毛。

本属约有3种。在池塘、湖泊和沼泽地等水中,附生于其他藻体上,是罕见淡水藻类。

金藻门中常见的还有单鞭金藻属(金光藻属)和鱼鳞藻属。单鞭金藻属植物体单细胞,1根鞭毛,原生质体裸露,有的种可变形。鱼鳞藻属植物体单细胞,无细胞壁,果胶质膜上有硅质小鳞片,呈覆瓦状螺旋排列,每个鳞片上有1硬刺,1根鞭毛,另有1根退化。

甲藻

1.甲藻的分类与分布

(1)认识甲藻。甲藻是藻类植物的1门。除少数裸型种类外,都有厚的主要是纤维素组成的细胞壁,被称为壳。

甲藻的光合色素为叶绿素a和叶绿素c、β-胡萝卜素,叶黄素类为硅甲藻素、甲藻黄素、新叶黄素及甲藻所特有的多甲藻素。全世界约有130属,1000多种。多数为海产种类,少数产于淡水及半咸水水体中。中国常见的淡水种类有4属 15种,罕为共生或寄生性;温暖水域中的比寒冷水体中的多;海产种类的形态变化较大。

(2)甲藻的主要种类。原甲藻属海中生的种类有啮蚀原甲藻,细胞卵形,细胞壁很薄。当原生质膨胀时,将细胞壁分成左右不等的两瓣。细胞前端略凹入,在凹入部位生出两根鞭毛。

双甲藻属细胞卵形或略似心脏形,后端尖,前端或中端略宽,左右则扁。壳自中央分成左右相等的两瓣,鞭毛两根,壳面上除纵裂线两侧外,其他部位布满孔状纹。常见的种类有闪光双甲藻,有发光现象,是形成赤潮的主要种类。

裸环藻属细胞圆形或椭圆形。角质膜上无纹或有条状纹,藻体为金褐色,绿色,也有蓝色或绿色的。它也能形成赤潮,如华美裸环藻。

夜光藻属藻体大,呈单细胞球形或肾脏形,成体横沟不明显,纵沟与口沟相通,末端生出一个触肢,两鞭毛退化,细胞中央为大液泡。藻体无色或蓝绿色,有时中央为黄色。它为主要发光浮游藻。每升海水中含量达到100万个藻体时,将形成赤潮。这种藻分布极广,在世界各地都有。

翅甲藻属细胞横沟的边翅伸向前方成漏斗形,壳面有孔状纹。如具尾翅甲藻。

管甲藻属藻体细长,横沟斜生于细胞前部,上壳短小,下壳很长。纵沟位于下壳前端较细的部分(颈部),鞭毛在纵沟末端,只有横鞭一条。常见的有具刺前管藻。

旋沟藻属这类藻都生在海洋里。常见的有条纹旋沟藻:细胞前端略尖,后部钝圆,末端有2至多个小短刺,壳面上有明显的条纹及网纹,能发光。

多甲藻属细胞球形,椭圆形或多角形,大多数为双锥形。前端常成细而短的圆顶状,或突出成角状,后端钝圆叉分成角,或有2~3个刺。细胞腹面略凹入,因此顶面观为肾脏形,多数种类壳片上都有花纹。我国沿海常见的种类有:锥多甲藻,扁多甲藻。

角藻属角藻是常见的浮游甲藻类,藻体为单细胞或几个细胞连成链状。细胞有一个很长的顶角,底角2或3个,海生角藻的两底角多弯曲向前,末端开口或封闭,也有的末端呈扁平片状或掌状分枝。还有些种类一个底角发达,另一个底角短小或完全退化。横沟在细胞中央,环状。细胞腹面中央为一斜方形的透明区,由数块薄片组成,纵沟即在此区的左方。透明区的右侧有一个锥形的沟,是用来容纳另一个个体的前角以联成群体的,细胞具有许多甲片。壳面有孔状纹。常见的有三角角藻。

(3)生态分布和意义。甲藻分布十分广泛,海水、淡水、半咸水中均有分布。多数种类生活于海洋中,几乎遍及世界各大海区,是海洋浮游生物的一个重要类群,在海洋生态系统中占有重要的地位。甲藻通过光合作用,合成大量有机物,其产量可作为海洋生产力的指标。甲藻同硅藻一样,也是海洋小型浮游动物的重要饵料之一。

淡水中甲藻的种类不及海洋中多,但有些种类可在鱼池中大量繁殖,形成优势种群,如真蓝裸甲藻是鲢鳙的优质饵料,素有“奶油面包”之称。光甲藻对低温、低光照有极强的适应能力,是北方地区鱼类越冬池中浮游植物的重要组成成分,其光合产氧对丰富水中溶氧,保证鱼类安全越冬有重要作用。

某些甲藻是形成赤潮的主要生物,对渔业危害很大。由于引起赤潮的生物种类不同,其危害程度和方式也不同,夜光藻等赤潮种类,可使海水缺氧,堵塞动物的呼吸器官,而导致生物窒息。而有些甲藻可分泌毒素,毒害其他水生生物,如短裸甲藻,分泌神经毒素,直接释放到海水中,使鱼、虾、贝类大量死亡。多边膝沟藻则在藻体死亡后产生毒素,危害海洋生物。有些种类对鱼类、贝类不造成致命影响,但毒素可在它们体内积累,如果人类或其他脊椎动物食用了这些有毒鱼类、贝类就会引发中毒、死亡。

2.甲藻的主要特征

大多数的甲藻为单细胞,少数种类为球胞型或丝状体。

通常来说,细胞为球形或者是长椭圆形。甲藻有的没有细胞壁,细胞裸露,但是有些有细胞壁,但是细胞壁的厚度也是有区别的,要么较厚,要么比较薄。藻由左、右两个对称的半片组成,没有纵沟和横沟。板片是横裂甲藻细胞壁的组成部分。一般情况下,板片的表面有圆形孔吻或者是窝纹,有时也会有角、刺或突起。当然,板片的形态构造和组合情况也是有标准的,横裂甲藻多具1横沟和1纵沟,而横沟也被称为腰带,在细胞中部偏下部位,横沟上部称上壳或上锥部,下部称下壳或下锥部,纵沟也称腹区,位于下壳腹面。甲藻有很多载色体,形状多为盘状、片状、棒状或带状。如果将其放在显微镜下进行观察,载色体由3层膜包围,外层为载色体内质网膜,与核膜并不相连,载色体膜为里面两层。

由3条类囊体叠成的束为光合片层,其含有多种元素,如叶绿素、胡萝卜素、多甲藻(黄)素、硅甲藻素、甲藻素、硅藻黄素……因为与叶绿素的含量相比,黄色色素类的含量要大很多,所以,载色体通常呈黄绿色、橙黄色或褐色。而淀粉和油是同化产物。除此之外,有些甲藻也有蛋白核。

甲藻有着非常大的细胞核,在分裂期间染色体呈现浓缩的螺旋状态;而在染色体中有非常少的组蛋白,一般情况下,DNA的复制呈现两种情况:一种在细胞生活的周期中,DNA不间断地进行复制,这与原核细胞DNA的复制非常相似;而另一种与真核细胞有相似情况,DNA的复制有间断性,其复制需要在一定时间内进行。

甲藻细胞为有丝分裂,在分裂的时候核膜核仁并不消失,核内没有纺锤丝,染色体附着在核膜上或特殊的着丝点上。核膜凹陷形成沟管,而沟管横贯于细胞核,在沟管内的细胞质中有纺锤丝。中期没有真核所具有的中期板,后期核向两侧扩展,染色体移至核相对的两端,以环沟在核中部将核分开形成两个子核,这种核被称为中核或甲藻核。

甲藻的运动细胞有两条顶生或侧生鞭毛。这两条顶生鞭毛,一条直伸向前方为尾鞭型,另一条伸出后横向弯曲,为茸鞭型。从横沟与纵沟交叉处的鞭毛孔伸出的为侧生鞭毛,其中一条在横沟中,为茸鞭型,被称为横鞭毛,另一条沿纵沟向后方伸出,为尾鞭型,被称为纵鞭毛。在鞭毛鞘内有多条轴丝。

在甲藻细胞体表层有甲藻液泡,它是一种没有伸缩能力的囊状体,细胞体通过囊状体外端的一个开口与外界相通,起着渗透营养的作用。除此之外,甲藻还有一种从高尔基体长出来的刺丝胞,当甲藻遇到袭击的时候就会放出刺丝胞,只要刺丝胞被放出后就不会再收回,直到被水所溶解。

3.甲藻的繁殖方式

甲藻的繁殖主要是通过细胞纵裂,但也不排除其他一些形式,如产生游动孢子、不动孢子和厚壁休眠孢子。

多年来,随着海水富营养化进程的加快,甲藻爆发式的增长繁殖不断出现,导致水华形成。如果水华持续不断的发生必然会导致赤潮的形成。由于甲藻密度过大,所以在其死亡之后,藻体必然会导致大量细菌的滋生,最终使水中溶解氧不断下降,甲藻毒素产生,严重威胁着渔业的发展,造成重大的经济损失。与此同时,富集甲藻细胞的动物所释放的毒素,也严重威胁着人体健康。当甲藻死亡后就会沉入海底,成为古生代油地层中的主要化石,所以,在勘探石油的时候,工人们通常通过甲藻化石来判断是否有石油存在。