第三章硅藻门
一、主要特征
硅藻门植物细胞壁富含硅质，硅质壁上具有排列规则的花纹。壳体由上下半壳套合而成。色素体主要有叶绿素a、c1、c2以及β胡萝卜素，岩藻黄素、硅藻黄素等。
二、形态结构
1．细胞壁：无色、透明。外层为硅质，内层为果胶质。
(1) 壳面和带面：细胞壁的构造像一个盒子，套在外面的较大，为上壳；套在里面的较小，为下壳。硅藻上﹑下壳相互套合。上壳和下壳都不是整块的，皆由壳面（Valve）和相连带（Connecting band）两部分组成。壳面平或略呈凹凸状，壳面边缘略有倾斜的部分，叫壳套（Valve mantle）：与壳套相连，和壳面垂直的部分，叫相连带，亦称带面。
(2) 间生带：有些种类在壳套与相连带之间具有间生带，凡贯壳轴较长的种类都有间生带，其数目1条2条或多条，花纹形状主要有三类：鱼鳞状，如卡氏根管藻Rhizosolenia castracanei；环状，如杆线藻Rhabdonema；领状，如环形娄氏藻Lauderia annulatus和中肋角毛藻Chaetoceros costatus。
(3) 隔片：具间生带的种类，有向细胞腔内伸展成片状的结构，称隔片(sepum)。如果隔片一端是游离的，称为假隔片，如斑条藻（Grammatophora）；如果隔片从细胞的一端通到另一端，则称为全隔片或真隔片，如楔藻（Climacosphenia）。间生带和隔片都具增强细胞壁的作用。
(4) 突出物：硅藻细胞表面有向外伸展的多种多样的突出物，有突起、刺、毛、胶质线等。它们有增加浮力和相互连接的作用。
突起：是细胞壁向外的头状突出物，如弯角藻Ercampia。
刺：一般细而不长，末端尖，其数目、长短不一，最粗大的刺如双尾藻Ditylum，中等的刺如盒形藻Biddulphia，较小的刺如圆筛藻Cascinodi scus的缘刺。
毛：为较细长的突出物，长度常为细胞直径的数倍，有的种类在粗毛里还有色素体，这是毛与刺的最大区别。此外还有膜状突起（如太阳漂流藻）和胶质线、胶质块等胶质突起（如海链藻）。
（5）花纹：硅藻细胞壁上都具排列规则的花纹，主要有点纹：为普通显微镜下可分辨的细小孔点，单独或成条（点条纹）；线纹：这是由硅质壁上许多小孔点紧密或稀疏排列而成，在普通显微镜下观察时，无法分辨而是一条直线状；孔纹：为硅质壁上粗的孔腔，中心硅藻纲的孔纹基本为六角形，其结构很复杂；肋纹：为硅质壁上的管状通道，内由隔膜分成小室或壁上因硅质大量沉积而增厚。
（6）三轴和三面：按硅藻细胞的方位分为纵轴、横轴和贯壳轴。由纵轴和横轴形成上、下壳面。由纵轴、贯壳轴形成长轴带面。由横轴、贯壳轴形成短轴带面。从壳面看，称壳面观；从带面（壳环面）看，称带面观(侧面观)。壳面和带面形状截然不同。通常中心硅藻类壳面呈辐射对称，多为圆形、椭圆形，也有三角形或多角形的；羽纹硅藻类，壳面一般细长，呈两侧对称，有舟形、卵形、弓形、Ｓ形、菱形、新月形和椭圆形等。带面（壳环面）一般为长方形、方形或楔形等。
纵轴（apical axis）：为壳面中央的纵线，又称顶轴、长轴。
横轴(transapical
axis)：为壳面中央的横线，又称切顶轴、短轴。
贯壳轴(pervalvar
axis)：是上、下壳面中心点的相连线，又称壳环轴。
2．色素体：硅藻的光合作用色素主要有叶绿素a、、c1 、c2以及β胡萝卜素，岩藻黄素、硅藻黄素等。色素体呈黄绿色或黄褐色，形状有粒状、片状、叶状、分枝状或星状等。
3．同化产物：主要是油滴，显微镜下观察，油点常呈小球状，光亮透明。
4．细胞核：硅藻的细胞核一个,常位于细胞中央，在液泡很大的细胞中，常被挤到一侧。用甲基蓝或尼罗蓝稀溶液染色，可见到细胞核。
三、生殖方式
1营养生殖 为硅藻最普通的一种生殖方式。分裂初期，细胞的原生质略增大，然后核分裂，色素体等原生质体也一分为二，母细胞的上、下壳分开，新形成的两个细胞各自再形成新的下壳，这样形成的两个新细胞中，一个与母细胞大小相等，一个则比母细胞小。这样连续分裂的结果，个体将越来越小。这在自然界和室内培养的硅藻可见到。
2复大孢子 硅藻细胞经多次分裂后，个体逐渐缩小，到一个限度，这种小细胞不再分裂，而产生一种孢子，以恢复原来的大小，这种孢子称为复大孢子。复大孢子的形成方式有无性和有性两种。
（1）无性方式 是由营养细胞直接膨大而成，如中心纲的变异直链藻（Melosira varians）。
（2）有性方式 通过接合作用，借助运动或分泌胶质使个体接近，然后包围于共同胶质膜内，进行接合。
3小孢子 多见于中心硅藻的一种生殖方式，细胞核和原生质多次分裂，形成8、16、32、64、128个不等小孢子，每个小孢子具1- 4条鞭毛，长成后成群逸出，相互结合为合子，每个合子再萌发成新个体。
4休眠孢子 是沿海种类在多变的环境中的一种适应方式。休眠孢子的产生常在细胞分裂后，原生质收缩到中央，然后产生厚壁，并在上、下壳分泌很多突起和各种棘刺。当环境有利时，休眠孢子以萌芽方式恢复原有形态和大小。
四、分类概述
根据壳的形状和花纹排列方式，硅藻门分成二个纲。中心硅藻纲Centriae和羽纹硅藻纲Pennatae。
（一）
中心硅藻纲
花纹辐射对称排列。细胞圆盘形、圆柱形或三角形、多角形等。细胞外面常有突起和刺毛。没有壳缝或假壳缝，不能运动。中心硅藻大多分布海水中，淡水种类很少。本纲分成三个目。
1圆筛藻目Coscinodiscales
单细胞，或以壳面相连成链状或靠胶质丝连成链状，或埋于胶质内。细胞常为圆形，鼓形或圆柱形，透镜形等。横断面圆形。壳缘平滑，有的种类壳缘具小刺。常见属直链藻属
Melosira、圆筛藻属Coscinodiscus、小环藻属Cyclotella、海链藻属Thalassiosira、指管藻属Dactyliosolen、冠盖藻属Stephanopyxis、辐杆藻属Bacteriastrum、漂流藻属Planktoniella、娄氏藻属Lauderia（凸盘链藻属）、骨条藻属Skeletonema、细柱藻属Leptocylindrus、环毛藻属Corethron。
2根管藻目Rhizosoleniales
细胞壳面大多椭圆形，少数圆形。贯壳轴伸长而呈管状，常有各种形状的间生带。壳面突起呈半球形、锥形、斜锥形等，末端常有小刺。常见属根管藻属Rhizosolenia。
3盒形藻目Biddulphiales
单细胞或形成链状群体。细胞形状像一袋面粉或小盒子状，各角隅常有突起，有的还具小刺。壳面椭圆形或多角形。大部分在海洋中营浮游生活。有的种类能分泌胶质，营回着生活。淡水种类极少。常见属角毛藻属Chaetoceros、半管藻属HeMIaulus、四棘藻属Atthetas、弯角藻属Eucampia、盒形藻属Biddulphia、双尾藻属Ditylum、三角藻属Triceratium。
五、生态意义
1分布特点
硅藻广泛分布于淡水、海水和半咸水中。硅藻是海洋浮游植物的主要组成者，是海洋初级生产力的一个重要指标。
2生态特点 鱼池清塘排水后，往往最先生殖的是菱形藻、小环藻等硅藻。这类既能浮游又能底栖（附生）的兼性浮游植物，大量发生可能与浅水、光照好及清塘后，水中硅酸盐含量丰富有关。硅藻在季节上，一年四季春、夏、秋、冬都能形成优势种群。
3饵料价值 硅藻死亡后的硅质外壳，大量沉积海底，形成的硅藻土，含有85.2%的氧化硅。在工业上用途广泛，可作为建筑、磨光等材料，过滤剂、吸附剂、造纸、橡胶、化妆品和涂料的填充剂，以及保温材料等。
4硅藻土 硅藻死亡后的硅质外壳，大量沉积海底，形成的硅藻土，含有85.2%的氧化硅。在工业上用途广泛，可作为建筑、磨光等材料，过滤剂、吸附剂、造纸、橡胶、化妆品和涂料的填充剂，以及保温材料等。化石硅藻对石油勘探有关的地层鉴定及古海洋地理环境的研究也有重要的参考价值。
5危害
1）赤潮：海洋环境如果受到富营养污染或其它原因，常使某些硅藻如骨条藻、菱形藻、盒形藻、角毛藻、根管藻、海链藻等生殖过盛，形成赤潮，使水质恶劣，对渔业及其它水产动物带来严重危害。
2）有些硅藻（如根管藻）生殖太盛并密集在一起，可阻碍或改变鲱鱼的洄游路线，降低渔获量。