2010-03-29

水生藻类

指导老师:苏一志教授

组员:唐玺镇7930113

罗怡佳7930115

蔡蓉7930122

水生藻类

何谓藻类

藻类为低等植物,具叶绿素a和其他辅助色素,不含维管束,不开花,无根茎叶分化,生殖细胞外无保护细胞。如果依细胞组成可分为单细胞、单细胞群体或多细胞等3种。

因此一般通常依体型大小可分:

浮游藻(微藻) phytoplankton or microalgae ,多小于1cm因此难以肉眼辨别。 因体

型小即便具有鞭毛等而有运动能力,在水中依然像是随波逐流、漂浮于水团中,

因此称之浮游藻(或浮游植物)。

海藻(大型藻) seaweed or macroalgae,长可达数十公尺(如海带类)。

因此,在定义上海草(sea grass)并非藻类。

藻类之分布极广几乎只要有些微水分的环境便会有藻类的踪影。所以不论是海洋江或淡水的河川湖沼和冰雪,甚至是沙漠、70°C高温的温泉均可发现不同种类之藻类栖息其中。而依栖息场所的不同,藻类也因而有许多不同的称唿,如浮游藻、底栖藻、附生藻、水生藻、雪藻、温泉藻、陆栖藻、寄生藻、共生藻等。其中前三者之种类最为广泛常见,故浮游藻、底栖藻和附生藻为较常用之藻类称唿。

在细胞构造上,藻类则跨越原核生物和真核生物两大类。蓝绿藻(或称氰细菌)为原核生物,其他藻类则多属真核生物。另一方面由于在藻类的定义中只要具有叶绿素a不含维管束等便算是藻类,因此如裸藻一类以往在动物界则称为眼虫。

分类

近代的生物分类已将生物分成五大界,分别为:原核生物界、原生生物界、真菌 界、植物界与动物界。藻类则涵盖了原核生物界、原生生物界和植物界3个界。原核生物界中的藻类有蓝绿藻和一些生活在无机动物中的原核绿藻。属于原生生物界中的藻类有裸藻门、甲藻门(或称涡鞭毛藻)、隐藻门、金黄藻门(包括硅藻等浮游藻)、红藻门、绿藻门和褐藻门。而生殖构造复杂的轮藻门则属于植物界。属于大型藻者一般仅有红藻门、绿藻门和褐藻门等为大型肉眼可显而易见之固著性藻类。此类大型藻几乎99%以上之种类栖息于海水环境中,故大型藻多以海藻称之。另外,有些肉眼可见的固著性蓝绿藻和少数之硅藻严格而言应该亦属于大型藻的范围。

因此,约可将藻类分成十个门:

1. 蓝绿藻门(Cyanophyta)- 部分为大型海藻(共8种),淡水产为多。

2. 原绿藻门(Prochlorophyta)

3.绿藻门(Chlorophyta) – 浮游藻与大型海藻均有, 约一半为海水产,是藻类中种类最为繁多的一个门。

4.轮藻门(Charophyta) –75%为淡水产。

5.裸藻门(Euglenophyta) – 即眼虫不具细胞壁然有叶绿素a, 多为海水产(60%)。

6.金黄藻门(Chrysophyta) – 含硅藻(diatoms)。

7.甲藻门(Pyrrhophyta) –涡鞭毛藻(dinoflagellates)(含夜光虫),某些为赤潮种类,93% 为海水产。

8.隐藻门(Cryptophyta) –某些为赤潮(甚至褐潮)种类。

9.褐藻门(Phaeophyta) - 99%为海水产之海藻。

10.红藻门(Rhodophyta) – 98%为海水产之海藻。

台湾之大型海藻约有490种(蓝绿藻8种,绿藻120种,褐藻100种,红藻270种)。

藻类分类的依据:

1.细胞内参与光合作用之色素

2.储存之多醣类

3.细胞分化情形

4.外部形态

5.出现之生态环境

6.生活史与生殖

7.DNA定序等

藻类介绍

1.蓝绿藻门(Cyanophyta)

是最原始的古生物之一,至今存在地球已经有卅五亿年。这种蓝绿色的微小海藻形状,有如完整的螺旋结构的古生物,拥有强大的生命力。他没有细胞核,也没有其他胞器,染色体与色素均分散在细胞质中,所以和细菌同称为「原核生物」。大多数蓝澡呈现蓝绿色,这是因为体内含有蓝绿素和蓝藻素。蓝绿藻体外普遍具有一层黏滑的胶质鞘,这些胶质鞘可以保护蓝绿藻生长在不良的环境。 ,可忍受高温、冰冻、缺氧、干涸及高盐度,故从热带到极地,由海洋到山顶,85度温泉、零下60度雪泉、27%高盐度湖沼、干燥的岩石上、都有其存在。蓝绿藻没有性生殖,它主要是靠细胞直接分裂来增值。台湾的海产蓝藻目前已知共有4科4属6种。

蓝藻生长在阳光充足的温暖气候地带及硷性水域,在廿世纪中期以后,它被发现拥有完美的营养价值, 除了含有六十到七十巴仙以上的蛋白质,也富含人体所需的十八种氨基酸和多种维他命;有助于增强免疫力、抗辐射、健脾化痰、调节血脂等作用。

由于来自海洋, 因此也含有各种微量的矿物质,并含有亚麻油酸与胡萝蔔素等重要的抗老化物质。

螺旋蓝藻含有丰富的营养成份如胺基酸、矿物质、维生素、多元不饱和脂肪酸,还有能够帮助健全肠胃道机能的膳食纤维。螺旋蓝藻里的两种主成份,膳食纤维和蛋白质,对人体消化吸收的机能有相当大的帮助。

蓝藻的发现

蓝藻(螺旋藻 / Spirulina)对大多数人来说是陌生的,它是一种多细胞的水生植物,形状如钟錶的发条,呈螺旋状,宽度只有几微米,需在显微镜下放大才能看到其藻体。1921年,生物学家在非洲查德湖畔(Lake Chad)发现了它。1963年法国国立石油研究所(IFP)的克里蒙德(G.Clement)博士率队在非洲地区作研究考察时,发现了蓝藻优异的营养价值,并开始对其成分与人工培养作基础研究。

蓝藻可以说是大自然对人类的恩赐,由于其完整的组成成份和特殊的营养物质,目前已被认为是一种极理想、均衡的天然食品,并被广泛作为未来粮食的资源。

蓝藻纲 Class Myxophyceae

色球藻目 Order Chroococcales

色球藻科 Family Chroococcaceae

集胞藻属 Genus Synechocystis Sauvageau

粗集胞藻 Synechocystis crassa Wornichin var. crassa

细胞近球形,直径6-10微米。

分布:乌山头水库

段胞亚目 Suborder Hormocystineae

颤藻科 Family Oscillatoriaceae

螺旋藻属 Genus Spirulina Turpin

纤细螺旋藻 Spirulina subtilissima Kuetzing var. subtilissima

藻丝宽0.6-0.9微米,规则的螺旋形。螺旋宽1.5-2.8微米,螺旋间距离1.2-2微米。细胞 鲜蓝绿色。

分布:凤山水库

参考:Hirose & Yamagishi(eds.)103, pl.44, f.2, 1977; Desikachary, 196, pl.36, f.10, 1959.

2.原绿藻门(Prochlorophyta)

原绿藻门(Prochlorophyta) (或称绿氧菌门(Division Chloroxybacteria)),其分类特徵介于蓝绿藻和绿藻之间。

绿氧菌

1976年,Ralph A.Lewin在墨西哥Buja California的潮间带的喷出囗发现一单细胞、原核的生物。他在构造和化学成分上像蓝绿藻,但似高等植物含有叶绿素a和b,而且也缺藻胆色素。Lewinr将此圆形单细胞的新生物命名,属名为Prochloron。到了 1984 年,荷兰的科学家在荷兰Loosdrecht湖的洞穴里发现了一丝状的,且细胞构造和化学成分与Prochloron 相似的原生生物,将之命名,属名为为Prochlorothrix,他也具有叶绿素a和b,且无藻胆色素。此外Prochloron和Prochlorothrix 的叶绿层 (thylakoids) 与绿藻及植物相似而成叠状 (蓝绿藻的叶绿层不成叠状) ,生物学家因此认为原绿菌 Prochloron和原绿毛菌Prochlorothrix 可能是绿色植物叶绿体的祖先,他与植物的叶绿体一样具有相同的原核祖先。这两种新的生物有时被归在蓝绿藻门 (Division Cyanobacteria),有时则被独立于绿氧菌门(Division Chloroxybacteria)

Prochloron

3.绿藻门(Chlorophyta)

绿藻通常呈现鲜绿色,由于所含叶绿素a、b的比例与高等植物相同,光合作用产物为淀粉,细胞壁也是纤维素所组成,所以一般认为绿藻与陆生高等植物的演化有密切关系。

海产绿藻多分佈再日光可照到的潮间带,它的型态、数目和位置是分类的重要依据之一。可分成如孔石篿、石篿、松藻和伞藻等。

孔石篿和石篿对泌尿系统患者、水肿有疗效。

伞藻和松藻可作驱蛔虫剂。

绿藻生殖方式多样,无性生殖和孢子生殖,有性生殖则有同型和异型配子结合。台湾的海产绿藻,目前已知共有17科34属113种。

(1) 绿藻纲 Chlorophycea

团藻目 Volvocale

衣藻亚科 Chlamydomonadinae

衣藻 (单胞藻) Chlamydomonas sp., 单胞藻科: Chlamydomonadaceae

单细胞藻类,棉圆形,在细胞前端具2条等长的鞭毛。叶绿体常为杯状,具一个蛋白核。在细胞前 端有眼点。动物学者亦称之为衣滴虫, 藉鞭毛在水中活动。

分布:新山水库、永和山水库、西势水库、曾文水库、明德水库、苗潭、仁义水潭、白河水库、 阿公店水库、澄清湖、凤山水库

(2) 丝藻目 Ulotrichales

石蒓亚目 Ulvales

条浒苔 Enteromorpha clathrata (Roth.) J. Agardh, 石蒓科: Ulvaceae

扁浒苔 Enteromorpha compressa (L.) Greville, 石蒓科: Ulvaceae

石蒓 Ulva lactuca L., 石蒓科: Ulvaceae

裂片石蒓 Ulva fasciata Delile, 石蒓科: Ulvaceae

(3) 刚毛藻目 Cladophrales

刚毛藻 Cladophora sp., 刚毛藻科: Cladophoraceae

(4) 接合藻目 Conjugales

真接合藻亚目 Euconjugatae

水绵 Spirogyra jugalis, 接合藻科: Zygnemataceae

由许多细胞连结而成的丝状体,水绵的各个细胞中彼此可以独立生活,生殖时两条水绵平时彼此并排,生殖时由其中一条中细胞的细胞质流入另一方的细胞中而形成接合子,之后便进入休眠状态;接合子待到春天时就发芽。(右图: 水绵单体中的细胞核)

鼓藻亚目 Desmidiineae

鼓藻 Cosmarium sp., 鼓藻科: Desmidaceae

管藻目 Siphonales

水松 Codium fragile Hariot, 水松科 Codiaceae

4.轮藻门(Charophyta)

(1) 轮藻目 Charales

(放大图)

轮藻 Chara sp., 轮藻科: Characeae

5.裸藻门(Euglenophyta)

裸藻门含一纲一目四科,目前台湾发现的只有一科5属约5、60种,目前还在陆续发现中,预计可能有更多的裸藻被发现。我们在白沙湖发现的裸藻数量很多,但种类却很少,目前已找到的确定只有3属,分别为裸藻属、扁裸藻属、鳞孔藻属,裸藻属还不确定有几种,扁裸藻属有二种,为梨形扁裸藻及宽扁裸藻,鳞孔藻属有一种,为卵形鳞孔藻(其中含许多它的变种无法分辨)。

裸藻绝大多数为单细胞游动种类。细胞裸露无壁,细胞质外层特化为表质(periplast)。有的表质较硬,细胞保持一定的形态,如扁裸藻、鳞孔藻;有的较软,细胞能变形,如裸藻。表质表面常具线纹、点纹或光滑,可作为分类依据。部分种类,囊藻属及陀螺藻属,细胞具胶质的囊壶。囊壳与细胞不相连,囊壳因铁质沉积程不同,而显示黄色、橙色或褐色,囊壳表面具点孔状、颗粒状、瘤状、刺状或其色形状的纹佈,有的光滑无纹饰。

细胞前端具囊形的食道(canal),由胞口与外界相通,它的狭颈部为胞咽,下膨大部分为储存囊(reservoir),储存囊周围贴靠著一或数个伸缩泡,某些无色素体的属中,食道附近还有呈棒状的结构,称「杆状器」。

鞭毛(flagellum)一条或二条,少有三条者,从储存囊基部的生毛体经胞口伸出体外。鞭毛近基部具或不具颗粒体,分叉或不分叉。生毛体由一条根丝体和核上的一个中心体相接。毛构造的不同,为分科的重要依据。细胞前端的一侧具红色的眼点(stigma)。眼点是由无数的颗粒组成,但多数无色种类无眼点。眼点和鞭毛颗粒体,与感光反应有关。

叶绿体(chloroplast)一般呈盘状、片状或星状,有或无蛋白核。蛋白核的表面常具壳形的副淀粉鞘,少数无鞘。光合色素组成与绿藻类相似,含chloroplast a、chloroplast b、carotenoids、β-carotene、quinones、antheraxanthin、neoxanthin,有些种类具特殊的红色素,称「藻红素」,能使细胞呈红色。有些种类没有叶绿体。

细胞的储存物主要为淀粉核(paramylon),兼有脂肪,淀粉核呈球形、盘形、环形、桿形或其它形状,附著于叶绿体表面或散布于细胞质中。淀粉核为一种遇碘不变色的非水溶性多糖类。反光性很强,具同心的多层结构。

具叶绿体的绿色种类中,营养方式以自营的光合作用为主,而不含叶绿体的无色种类则以腐生或动物性的摄食生活(胞饮作用)。

裸藻的生殖方式只具有无性生殖,不含有性生殖,无性生殖通常为细胞纵分裂,环境不适宜时,可形成休眠孢囊。

裸藻多数生活在淡水,少有海水,若为海水,则多生长在近海的潮溼土壤中,而非海水中。淡水型多数生长在含有机质丰富的小型静水体中。阳光充足的温暖季节,常大量繁殖,形成膜状的水华,使水著色,亦有生长在河流、河、湖、沼泽或潮湿的土表,寄生种类则少。

各属介绍

裸藻属:表质较软,细胞形状能变,淀粉核的形状多变、大小不等

扁裸藻属:表质硬,细胞形状固定,细胞明显侧扁

鳞孔藻属:表质硬,细胞形状固定,淀粉核2个,较大,环形侧生

囊裸藻属:具囊壳,囊壳的领部与壳体界限明显,壳壁一般较厚

陀裸藻属:具囊壳,囊壳的领部与壳体界限不明显,壳壁一般较薄

6.金黄藻门(Chrysophyta)

本门大多为单细胞体制,有的个体具粘质物可互相粘合而行群体生活。金黄藻普遍含有过量的胡萝蔔素与叶黄素,藻体多呈金黄色因而得名。光合作用产物以油滴或金褐藻淀粉( Chrysolaminarin)型式贮存。生殖期所产生之泳孢子多具有二根不等长之刷状鞭毛。细胞壁具有果胶或硅质化。

本群植物依个体形态、色素比例、含量、分为三个纲:(l)黄绿藻纲,(2)金黄藻纲,(3)硅藻纲。

(1)黄绿藻纲( Xanthophyceae)

黄绿藻因含较多叶黄素而多呈黄绿色,细胞内常含有多个圆盘状的叶绿体。形态有单细胞、群生或丝状、或多核管状构造。本群约有四百余种,多分佈于淡水或潮湿的土壤内,常见有无隔藻( Vaucheria)、粒状气球藻(Botrydium)及葡萄藻( Botryococcus),海产的浮游藻则有Halosphaera。

(2)金黄藻纲( Chrysophyceae)

金黄藻则含较多胡萝蔔素而呈金黄色或黄褐色。细胞内只含有一个或二个色素体,形态有游动的单细胞及群体、或静止的单细胞与丝状体。金黄藻与黄绿藻均以无性生殖为主,行细胞分裂或产生孢子,极少见有性生殖,在环境不良峙,亦可产生硅质化的胞囊。

全世界金黄藻约有三百种,淡、海水均有产,常见有锥囊藻、黄群藻、水树藻 及光单鞭黄藻。

(3)硅藻纲( Bacillariophycaee) ( Diatom) :

本纲全为单细胞,有的虽可聚成群体,然每一个硅藻构造就像一个盒子,由上下两半相组合,在连接处有胶质的腰带相连细胞壁硅贺化、贝有各种精雕细刻的花纹巧夺天工,令人惊嘆!硅藻没有鞭毛,但能藉分泌物质或细胞本身原生质迴流而缓慢滑动,其无性生殖行分裂生殖,产生的子细胞各拥有一个母细胞的壳,再形成另一半的壳。有性生殖则行配子结合产生繁殖孢子。

本群植物依细胞形状分为圆心硅藻目(Centrales)和羽纹硅藻目(pennales)两群。前者多为海产,其外形常为圆形,壳面花纹呈辐射对称。后者则多呈椭圆形、平板形、舟形、长针形,花纹具左右对称,此多见于淡水产。壳盖的花纹形态是硅藻分类之依据之一。全世界约有二百多属一万多种,是藻类中最大的一纲,也是数量最为丰富的一群浮游植物,是巨大鲸鱼至细小浮游动物的主要食物,故硅藻的多寡及分佈、影响渔产量颇鉅。

7.甲藻植物门

甲藻是全为单细胞,有鞭毛的浮游性植物。体外多被有纤维素的膜壳,膜壳上有花纹,呈现美丽彫刻,有的还具有羽状或角状之突起,就像披上盔甲的战士,所以有「甲藻」这个名称。由于甲藻常具有长短鞭毛二根,有的称其为「双鞭毛藻」。其鞭毛运动时,藻体常作迴旋运动,使水呈旋涡状,故又有「涡鞭毛藻」之称。

甲藻兼具体、植物特徵,如有眼点,有的无细胞壁,有鞭毛,可行异营生活(如腐生、摄食、寄生)等。繁殖则以无性生殖为主,行细胞纵向分夸或产生游孢子囊。甲藻的色素体呈圆盘形、桿形或星形、由于有多量暗红色及红褐色的色素,而使藻体多呈暗红色或褐色。已知的甲藻约有一千多种,依细胞形状、花纹、突起、色素体的形状、鞭毛数目与位置,分为四纲十六目。

例子:沟鞭藻

特徵:

单细胞藻类,有厚细胞壁,组成上下两个壳,两个壳中间有一横沟,和横沟垂直的有一纵沟。每个细胞有两条长短不一的鞭毛。长鞭毛如带般围绕著横沟,而短的一条则在纵沟之上并露出细胞外。细胞具叶绿素及其他色素,能进行光合作用。沟鞭藻的分佈非常广泛。在淡水及海水均有发现,是主要的浮游植物之一。某些沟鞭藻可引致红潮,对鱼造成死亡。

赤潮和甲藻的关系

很多人常将赤潮误以为是由红藻所造成的,这是完全不正确的;另有人把一些会呈红色水华的蓝绿藻或裸藻 误认为是赤潮的主角这也不对。真正造成赤潮的主角是属于甲藻门的藻类。甲藻又称为涡鞭毛藻,由于它的叶绿体可能来自隐藻类、金藻类或绿藻类所以水华呈现的颜色十分丰富,红、橙、黄、绿、蓝、棕均有。因此,赤潮不一定是红色的,但是赤潮通常就是指由涡鞭毛藻所造成的水华,其他藻类的水华很少被称为赤潮。

何谓水华?

当一个水域中藻类大量增生,到达一种极为显著的现象,即为水华。例如有机废物造成的优养化,常是水库、池塘甚至海岸边的水华形成原因。一般对水产养殖有经验的人都知道,当养殖池出现水华,即是池水含有大量有机废物。这时由于藻类大量增生,白天因行光合作用,池中生物尚无大碍,但在晚上因行唿吸作用,造成水中含氧急速下降,池中的鱼贝类因此窒息大量死亡,然后腐败的尸体,伴随大量死亡的藻类浮于水面!

8.隐藻门(Cryptophyta)

9.褐藻植物门

褐藻没有单细胞,全为多细胞植物,最简单的是由单列细胞组成的分支丝状体,如外子藻目〈Ectocarpales〉。

褐藻体型普遍较为大,可长至60多公尺长,大量繁殖时形成海洋森林或藻海,吸引无数海洋生物匯集,带来丰富的海洋资源。

海带类褐藻多喜欢分佈在较冷水域,台湾四周较温暖,所以没有巨大海带生长,但是仍盛产马尾藻。褐藻普遍含有大量黄橙色的藻褐素,所以多呈褐色。

其光合产物为精油、褐藻淀粉和甘露醇。其细胞壁富含藻胶物质,具有胶状或浓稠的特性,常被用于各种食品的添加或纺织工业、橡胶工业及其他工业用途。许多褐藻可以被食用,常见有海带、裙带菜等。因含有大量的维生素及无机盐类,常被视为补充营养的副食品。现代医学研究也已证明有些褐藻有降血压和抗捱作用,甚至利用褐藻胶制成抗凝剂、止血剂等,具有很高的经济价值。

台湾的海产褐藻,目前已知共有10科25属86种。

(1)外子藻目 Ectocarpales

红水云 Ectocarpus rhodochortonoides Boergesen, 水云科: Ectocarpaceae

(2) 网目藻目 Dictyotales

裸胞藻 Pocockiella variegata (Lamouroux) Papenfuss, 网目藻科: Dictyotaceae

大团扇藻 Padina crassa Yamada, 网目藻科: Dictyotaceae

(3) 石衣藻目 Fucales

狭叶马尾藻 Sargassum angustifolium (Turn.) C. Agardh, 马尾藻科: Sargassaceae

10.红藻植物门(Rhodophyta)

红藻植物门大多为多细胞藻体,其中有简单的单列或多列细胞的丝状体,也有由许多澡丝组成的树枝状、膜状、叶状等多样的藻体。其由藻丝组成的藻体分为单轴型和多轴型等。单轴型藻体中央有一条中轴藻丝,由它向周围各方向生出侧丝组成皮层,如石花叶〈Gelidiurn〉等藻类属此型。多轴型藻体中央由许多中轴藻丝组成髓部,再由其向各方向分出侧丝组成皮层,如海索目〈Nernalionales〉之种类。

由于红藻细胞之间具有孔相连,是藻类中体制较有分化且最漂亮的一群。红藻因为具有藻红素〈phyooerythrin〉和藻蓝素〈phyoocyanobilin〉,所以藻体多呈现紫红、玫瑰红、暗红等颜色。由于藻红素可吸收叶绿素无法吸收的青绿光,所以红澡可以比其他藻类生长在较深的海域。红藻的细胞壁普遍含有丰富果胶及黏质多醣类。可以食用,也可以提炼洋菜及红藻胶,工业用途广泛,是藻类中较有经济价值的植物。有些红藻还可自海水中吸收钙质,在体内沉淀碳酸钙,这些石灰质海藻对造礁有莫大贡献。台湾的海产红藻,目前已知共有38科114属261种。

原始红藻纲

(1) 头髮菜目 Bangiales

长叶紫菜 Porphyra dentata Kjellman, 头髮菜科: Bangiaceae

圆叶紫菜 Porphyra suborbiculata Kjellman, 头髮菜科: Bangiaceae

真红藻纲

(1) 海索面目 Nemalionales

粗状顶毛藻 Acrochaetium robustum Boergesen, 顶毛藻科: Acrochaetiaceae

(2) 隐丝藻目 Cryptonemiales

花布煳 Gloiopeltis complanata Yam, 剌枝藻科 Endocladiaceae

珊瑚藻 Corallina pilulifera, 珊瑚藻科 Corallinaceae

(3) 杉海苔目 Gigartinales

长枝棘煳藻 Hypnea charoides Lamouroux, 棘煳藻科: Hynpeaceae

(4) 仙菜目 Ceramiales

纵胞藻 Centroceras clavulatum (C.Ag) Mont., 仙菜科: Ceramiaceae

小仙菜 Ceramium byssoideum Harvey, 仙菜科: Ceramiaceae

繁殖

藻类的繁殖方式基本上有三种:营养繁殖、无性生殖和有性生殖。

营养繁殖是一种不通过任何生殖细胞(动孢子、不动孢子、配子等)进行繁殖的方法。许多单细胞种类的营养繁殖是通过细胞分裂进行的,而丝状体则可以由藻体的一部分脱离母体长成一个新的植物体。

藻类的无性生殖是通过产生不同类型的无性孢子进行的。孢子类型很多,有动孢子、不动孢子、休眠孢子、微孢子、似亲孢子(孢子形状与母细胞相似)、四分孢子、内生孢子和外生孢子等。绿藻的动孢子具2(或4)条等长的鞭毛;金黄藻的动孢子具2条长短不等的鞭毛。每个母细胞通常产生多数(多为2的倍数)的孢子。

许多藻类至今尚未发现有有性生殖,如蓝绿藻、裸藻等。藻类的有性生殖有三种类型:

1.同配生殖—两个结合的配子,形状和大小完全相同。

2.异配生殖—两个结合的配子,形状相同而大小不同,大的称雌配子,小的称雄配子 。

3.卵配生殖—两个结合的配,形状大小都不同,大的不能游动,称为卵,小的能游动,称为精子。

绿藻的有性生殖主要是同配和异配方式,卵配生殖很少。甲藻和硅藻只有同配生殖。褐藻有性生殖三种类型都有,主要是异配和卵配生殖。红藻全部无卵配生殖,生殖过程极复杂,精子不能游动,称不动精子,卵囊称果胞,瓶状,卵位于果胞底部,果胞上部延长形成受精丝。轮藻与红藻一样,只有卵配生殖,藏卵器和藏精器构造很复杂。

在藻类的生活史中,其无性生殖与有性生殖常有规则地交替进行,形成复杂的生活史。一般可分成三种基本型:


藻类在生态中所扮演角色

初级生产者: 在水域生态系中将二氧化碳转换成碳水化合物,提供消费者的食物来源。相较于海草或者是红树林的一些植物藻类是食物链中转换效益较高的食物因为较易为动物所消化吸收。

提供栖息场所: 大型海藻本身亦提供一个三度空间的栖息场所给其他的动植物。在某些温热带海域褐藻门的马尾藻属(热带)或海带属(温带)甚至会形成海藻森林(或称海洋森林)。

造礁生物: 一些钙化藻(如红藻门的珊瑚藻目中叶藻和宽珊藻等、绿藻门的仙掌藻等)本身含有大量之碳酸钙成分,在珊瑚礁生态系中成长速度远较珊瑚快速,是主要的造礁生物。

危害: 某些浮游藻属于毒藻,他们本身会产生毒素,如蓝绿藻门的微藻、鱼腥藻(念珠藻),涡鞭毛藻类的角甲藻和隐藻门的亚力山大藻等。他们产生的毒素或会造成鱼类的死亡。一般而言,红潮(或称赤潮)多由涡鞭毛藻所组成,除了因为产生的神经性毒素会经由生物蓄积,透过贝类等水产品而危害消费者之外,在自然界中浮游藻类大量繁生(或称藻华;藻花)于夜间因本身亦行唿吸作用,也常造成大量生物的集体缺氧暴毙。

竞争者: 藻类生存需要光、营养盐和空间,所以对同一生态系中的其他生物而言,只要也需要前三要素者藻类可算是他们的竞争者。

经济利用

保健食品: 由于几乎每一种藻类都含有高量的DHA、EPA、高度不饱和脂肪酸、维他命、矿物质甚至纤维素等高营养素,近来来是极受推广的健康食品。大部分的肉质性大型海藻都可不经加工直接食用。浮游藻类则以螺旋藻、单胞藻等经加工制成粒状之营养食品为主。螺旋藻、单胞藻所含均为必须 胺基酸故亦制成牙膏状用于太空飞行中。

生吃--蕨藻(或海葡萄)在日本和菲律宾是餐桌上常见的生鲜美食。许多海藻其实只要保持在新鲜状态且清洗干净不受污染均适合生吃,但由于运送过程极易造成细菌之滋生顾以熟食为宜。

熟食–龙鬚菜、青海菜、紫菜、海带等。煮汤或煎炒为海藻主要之烹调方式。

加工制品–海苔酱、干海苔(均为紫菜制品)、螺旋藻锭等。

在这个世纪,当人口持续增加而陆地却因气候变迁造成旱化和可耕作面积一直下降,新的粮食来源或许得从海洋中寻找。大型海藻便将成为最佳的食物,如何改进烹调技术、改善其口感,来提高大众的接受度将是当前的课题。

医药: 几乎每一种大型海藻都有一些药效因而可做为药材。 中国最古老使用海藻做为药材的是鹧鸪菜,它的制品或原藻可用来驱虫,其实便为红藻类的海人草(Digenea simplex)。以往一些大型海藻之疗效举列如下:

红藻门:角叉藻治咳嗽、胃失调,紫菜(Porphyra)可治抗坏血病、甲状腺肿。石花菜 (Gelidium)可治气管炎。麒麟菜(Echeuma)对化痰结痞积则有疗效。

褐藻门:海带治外伤,含碘在内陆地区是预防粗脖子的重要食品。马尾藻(Sargassum)可治水肿、噎膈、消胀等。两者均有降血脂、血糖等功效。

绿藻门:石莼治烫伤,伞藻则可治膀胱、肾失调。

在现代医葯方面的研究与开发则朝向抗癌物质与抗氧化物质方面为主。 除此之外,藻类所含的活性化物质对于人体促进免疫能力的功能机制也是当前热门的研究主题。 红藻类与褐藻类的一些多醣类已知具有增强免疫能力及抗癌的活性,这些多醣类其实便为红藻胶与褐藻胶,其抗癌的机制可能和吞噬细胞及干扰素活性增强有关,进而间接地诱发细胞蛋白质的免疫反应及影响淋巴细胞的活性。海藻的一些脂溶性物质亦属抗癌活性物质(马尾藻和海带等)。研究显示此抗癌活性物质主要可能来自类胡萝蔔素(Cartenoid)。除此之外,有些自浒苔(Entermophora)、石花菜、默角藻(Fucus)、裙带菜(Undaria)和马尾藻等抽取出的脂溶性物质(类胡萝蔔素)尚具有清除自由基的功能,因而有减少多种疾病之产生并减缓老化之速率。

食品业或工业添加: 海藻的抽出物如:洋菜、红藻胶、褐藻胶等常可做为黏著剂、安定剂添加至乳酪、冰淇淋等食品中。洋菜除了做成菜燕外在微生物培养中是不可或缺的培养基,在建筑营造业中也常添加于最后一层的墙面粉刷。化妆品中常需要添加红藻胶做为增粘剂。油漆、医药、制酪等工业之制造过程中亦常添加红藻胶或褐藻胶。洋菜与红藻胶可由不同之红藻门大型海藻萃取出,褐藻胶则仅见于某些的褐藻门大型海藻。

抗生素:由单胞藻分离出来的chlorellin可抗G-和G+菌。另外褐藻门中海带属的Laminaria digitata亦含有此类抗生素。

其他: 改善水质底质、造纸、做为肥料或饲料添加等。

藻类与人类的关系

藻类在地球上的分佈相当广,对人类的生产和生活极其密切。绝大多数藻类具有色素,能够利用太阳光制造有机物质,海藻每年生产的有机总碳约为13.5×1010吨,比陆生高等植物生产的有机总碳约高7倍之多。藻类光合作用产生的氧是大气中氧的重要来源。地球上大气中的氮气约占3/4,但它不能为绝大多数的生物利用,有些细菌和蓝绿藻—称为固氮细菌和固氮蓝绿藻能够利用它,它们可以每年固定全球一亿七千万吨氮。不仅如此,藻类还直接或间接地被人类所利用。生长在江河湖海、塘堰水池中的浮游藻类,如甲藻、硅藻等,都是一些鱼、虾、贝类的天然饵料,即使那些不直接以藻类为饵料的经济水生动物,它们所食的浮游动物或其他小型水生动物,也是直接或间接以藻类为饵料。浮游藻类是水生食物链的最基本的一环,人们称为「初级生产者」。因此,水体中浮游藻类的丰富程度可以决定鱼或其它经济水生动物的产量。

由于单细胞藻类具有繁殖快,光合作用效率高,含有丰富的蛋白质和多种维生素等特性,国内外许多单位发展培养单胞藻类的实验,已经获得成功。国内也有不少单位培养小球藻、菱形藻、褐枝藻、叉鞭藻作为家畜以及虾类、类类的饵料,得到很好的效果。

另外,由海藻提炼之藻胶,如褐藻胶(algin)、洋菜、鹿角藻胶(carrageenan)、这些多醣类具有特殊凝胶性、黏稠性及乳化性,故广泛用于各种工业,如身品、纺织、造纸、化粧品、医药打粒、假牙印模、酿酒、防火材料、照相底片、废水处理等多种用途。另外硅藻死后,沉积形成之硅藻土也常被开採来制造石英、硅胶膜、火药、油漆、牙粉、金属擦光剂、绝缘隔热料、制糖或精炼石油时之滤除异物杂质之用。硅藻土亦是制造锅炉、蒸气管之原料。

一般藻类的生活史短、好培养、产量高,而藻类细胞基本构造与高等植物类似,是研究各种植物的生化反应与生理机制的最好材料。如卡尔文便是利用绿球藻(Chlorella)研究光合作用机制,得到诺贝尔奖。目前科学家也正研究蓝绿藻的固氮机制,打算利用遗传工程将固氮的基因接到经济作物上,若成功,未来作物就可不必施肥。另外,也有科学家利用藻类生成的叠层石,来研究地球的历史;其他如以藻类做水质污染指标、废水处理,以及生产氢气、碳氢化合物等能源。

参考网站

http://www.ntm.gov.tw/seaweed.s/b/b3-04.asp〔藻类文字参考网站〕


http://www.ied.edu.hk/has/bio/dlo/protist/pro-05.htm〔甲藻,沟鞭藻图参考网站〕

http://www.ngensis.com/flora-ii/alga.htm〔藻类图片参考网站〕


藻类之简介(一) ---国立屏东科技大学 水产养殖系 翁韶莲http://study.nmmba.gov.tw/upload/Resource/conserv1436.htm

主要参考文献〈藻类图片〉

[1]《中国大百科全书》生物学 I, II, III, 中国大百科全书出版社

[2]《简明生物学辞典》吴熙载 主编, 湖北人民出版社

[3]《植物分类学 地衣及藻类》卷贰, 刘棠瑞 著, 国立编译馆, 中华民国七十四年十二月初版


-完-

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