第一篇 浮游植物
浮游植物(phytoplankton):是一个生态学概念,是指在水中营浮游生活的微小植物,通常浮游植物就是指浮游藻类。而不包括细菌和其它植物。
第一章 藻类概述
一、主要特征
藻类(algae)是低等植物,分布甚广,绝大多数生活于水中,没有真正的根、茎、叶的分化。藻类植物体通常可以看做是简单的叶,故又称叶状体植物。藻类具有叶绿素,整个藻体都有吸收营养,进行光合作用的能力,因此一般均能自养生活。
藻类的生殖单位是单细胞的孢子或合子。虽然高等藻类的生殖单位可以是多细胞构造,但均直接参与生殖作用,不分化为生殖部分和营养部分。藻类的生活史中没有在母体内孕育着具有藻体雏形胚的过程。
简单说来藻类是无胚而具叶绿素的自养叶状体孢子植物。
二、形态结构
1细胞壁:藻类大多数种类都有细胞壁,少数种类没有细胞壁。
无细胞壁的种类有以下几种类型:
(1)体全裸露,表层不特化为周质体(Perplast,也叫表质),细胞可变形。
(2)藻体细胞质表层特化成为一层坚韧有弹性的周质体,具周质体的种类藻体形态较稳定。周质体表面平滑或具纵走条纹或具螺旋绕转的隆起,或附有硅质或钙质小板,有的硅质板上还有刺。
(3)某些藻类还具特殊性的细胞壁状的构造——囊壳(Iorica)。囊壳中无纤维质,但常有钙或铁化合物的沉积,常呈黄色、棕色甚至棕红色。囊壳的形状、开孔、附属物(如棘、刺、疣状突起等)在分类上,尤其在属、种的鉴定甚至分科鉴定上具有重要意义。
2细胞核:除蓝藻细胞无典型的细胞核外,其余各门藻类的细胞大多具有一个细胞核,少数种类具有多个细胞核。细胞核具有核膜(nuclear membrane),内含核仁(nucleolus)和染色质(chromatin),这种细胞核叫真核(eukarya)。这类生物因而被称为真核生物(eukaryote)。
3色素和色素体:色素成分的组成可分为4大类,即叶绿素(chlorophyll)、胡萝卜素(carotene)、叶黄素(lutein)和藻胆素(phycobelin)。各门藻类因所含色素不同,因此藻体呈现的颜色也不同。
叶绿素有a、b、c、d、e 5种类型,所有的藻类均含有叶绿素a 。叶绿素b 则仅存在于绿藻、裸藻和轮藻,这几门藻类的叶绿素组成与高等植物的相同,植物体呈绿色。叶绿素c存在于甲藻、隐藻、黄藻、金藻、硅藻和褐藻门,而红藻有叶绿素d、红藻红素和红藻蓝素。胡萝卜素中最常见的是β-胡萝卜素,存在各门藻类中。藻胆素只在蓝藻、红藻及隐藻中发现。因此可以说藻类所共有的色素为叶绿素a和β-胡萝卜素。
除蓝藻和原绿藻外,色素均位于色素体内。色素体是藻类光合作用的场所,形态多样,有杯状、盘状、星状、片状、板状和螺旋带状等。色素体位于细胞中心(称轴生)或位于周边,靠近周质或细胞壁(称周生)。
4蛋白核:蛋白核是绿藻、隐藻等藻类中常有一种细胞器,通常由蛋白质核心和淀粉鞘(starch sheath)组成,有的则无鞘。蛋白核与淀粉形成有关,因而又称之为淀粉核, 其构造、形状、数目以及存在于色素体或细胞质中的位置等,因种类而异。绿藻门色素体上大多具有一个或多个蛋白核。
5同化产物:由于各门藻类的色素成分不同,所以光合作用制造的营养物质——同化产物及转化的贮藏物质也不相同。例如蓝藻门为蓝藻淀粉,金藻门为金藻糖(白糖素)及脂肪,黄藻门和硅藻门以脂肪为主,裸藻门为副淀粉,甲藻门为淀粉或淀粉状化合物,绿藻门为淀粉。绿藻和隐藻的贮藏物都在色素体内,而其他藻类的贮藏物均在色素体外。红藻的同化产物为红藻淀粉(floridean starch),褐藻的同化产物为褐藻淀粉(Laminarim)及甘露醇(mannitol)。
6鞭毛:鞭毛是一种运动胞器。藻类的鞭毛是由11根细微的纤维组成,其基本结构是9+2,即周围有9根较粗的纤维围绕着中央2根较细的纤维。较粗的9根纤维内有双联微管,较细的2根纤维内具单根微管。鞭毛基部纤维则呈“9+
鞭毛有尾鞭型和茸鞭型两种类型,前者表面光滑,后者表面具微细茸毛,即具有1~2列横向羽状的短鞭毛。鞭毛除蓝藻门和红藻外,其余各门藻类均有营养细胞和生殖细胞具鞭毛或仅生殖期具鞭毛的种类。
三、生殖方式
生殖是指由母体增生新个体的能力,也可称为繁殖。其生殖方式可分为营养生殖(vegetative
reproduction)、无性生殖(asexual propagation)和有性生殖(sexual
propagation)。
(一)营养生殖:营养生殖是一种不通过任何专门的生殖细胞来进行繁殖的方式。细胞分裂是最常见的一种营养生殖。在单细胞种类,通过细胞分裂,即由一个母细胞连同细胞壁均分为两个子细胞。分裂的方向,有的只有一个,有的则有两个或三个。在适宜的环境条件下,由这种方法增加个体是非常迅速的。在群体和多细胞体的藻类中,通过断裂繁殖,即一个植物体分割成为较小的群体或多细胞体。这种繁殖方法也和细胞分裂相似,在环境良好时,数量的增加也很迅速。
(二)无性生殖:通过产生不同类型的孢子来进行生殖,即孢子生殖。孢子是在细胞内形成的,这与细胞分裂不同,先是核的分裂,随后为细胞质的分裂。核分裂的次数,各门藻类大体上是一定的,细胞质的分裂,有的是在细胞核都分裂完毕后才发生,有的是随着核的每次分裂而分割。这样分裂的结果,在一个母细胞内形成2的倍数的小细胞,即是孢子。孢子离开母细胞后即成新个体。
产生孢子的母细胞叫孢子囊,孢子不需要结合,一个孢子可长成为一个新的植物体。孢子的类型有动孢子、不动孢子、厚壁孢子、似亲孢子、休眠孢子、内生孢子(endospore)和外生孢子(exospore)等。
(三)有性生殖:进行有性生殖的细胞叫配子。产生配子的母细胞称为配子囊。有性生殖是由雄配子和雌配子结合成为一个合子。合子形成后,一般要经过休眠才发生成新个体。有些藻类,一个合子发生一个新个体;或经分裂发生多个新个体。
配子形成合子,有四种类型:
1.同配生殖:
2.异配生殖:
3.卵配生殖:
4.接合生殖:
(四)藻类生活史
生活史(生活周期)是指某种生物在整个发育阶段中所经历的全部过程,或一个个体从出生到死亡所经历的各个时期。
四、分类
1蓝藻门(Cyanophyta)
2金藻门 (Chrysophyta)
3黄藻门 (Xanthophyta)
4硅藻门 (Bacillariophyta)
5甲藻门 (Pyrrophyta)
6隐藻门(Cryptophyta)
7裸藻门(Euglenophyta)
8绿藻门(Chlorophyta)
9轮藻门(Charophyta)
10褐藻门(Fhaeophyta)
11红藻门(Rhodophyta)
五、生态分布和意义
(一)分布特点
根据藻类生活环境的特点及其与环境的关系,可分为三大生态类群:
1、浮游藻类(Phytoplankton)又称浮游植物。
2、底栖藻类
3、流水中的藻类
(二)与人类生活的关系
1与渔业的关系
2工农业价值
3医药食用价值