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【地球生物全系列——從單細胞到人類】原生生物界—定鞭藻門

原生生物界—定鞭藻門定鞭藻門(學名:Haptophyta)是一類真核生物,屬於多貌生物定鞭隱藻類,曾被歸類於囊泡藻界。1955年Parke等引入瞭”定鞭”(Haptonem

原生生物界—定鞭藻門

定鞭藻門(學名:Haptophyta)是一類真核生物,屬於多貌生物定鞭隱藻類,曾被歸類於囊泡藻界。1955年Parke等引入瞭"定鞭"(Haptonema)來描述細胞頂端的第3根鞭毛。其主要特征還有細胞表面包裹鱗片。

定鞭藻門主要是單細胞藻類。多數種類在它們的兩個波動足之間有一種叫做附著鞭毛的絲狀結構。推測這種結構被用作臨時錨定,可能在細胞運動時蜷縮。定鞭藻類通常存在於海洋和淡水浮遊生物中。

定鞭藻門Haptophyta隱藻門CryptophytaAlveolata真核生物的演化分支情形。

從大量死魚的魚池中收集分離出小定鞭藻Prymnesiumporvum的毒株,並在實驗室成功地進行瞭單種培養,當溫度23℃,光照600-800lx鹽度約12—16‰左右時,該藻在海水及人工海水培養基中均生長良好,在對數生長末期到平衡期溶血毒素活性最高。

1.定鞭藻

定鞭藻主要是單細胞藻類。多數種類在它們的兩個波動足之間有一種叫做附著鞭毛的絲狀結構。通常,在遊動細胞的前端除具有二條等長的尾鞭外,還具有附著鞭毛。附鞭毛比正常的復合鞭毛細,由圍在周圍的三層膜和縱走於內部的6—7根小纖維等所組成。推測這種結構被用作臨時錨定,可能在細胞運動時蜷縮。在遊動細胞的表面附著鱗片狀物體的分泌物,分泌物的主要成分是碳酸鈣,這與金藻綱所分泌的矽酸有區別。

定鞭藻綱主要的屬有等鞭金藻屬、膜孢藻屬及鈣板金藻屬等。

定鞭藻綱通常存在於海洋和淡水浮遊生物中。是對溫度及鹽度適應性范圍廣的海洋浮遊藻類。

定鞭藻綱分佈廣泛,從極地到溫帶地區的海洋生態系統中都存在。

定鞭藻綱是海洋初級生產力的重要組成部分,包含著許多可形成大規模藻華的種類和重要的經濟餌料種類,在生態環境和水產養殖中有著重要的作用。

另外,定鞭藻綱在碳、硫元素的生物地球化學循環(尤其是極地和沿海地區的碳循環)、食物網結構及全球氣候變化中都扮演著極其重要的角色。富營養條件下,定鞭藻綱以群體形式形成有害赤潮,抑制其他浮遊植物群落發展及浮遊動物攝食,並產生溶血性毒素、二甲基硫化物及硫丙酸等毒害海洋生物;藻華消退後,產生大量白色泡沫漂浮在水面,危害水體生態系統,影響海濱景觀。

2.單細胞藻類

單細胞藻類指的是無胚,自養,以孢子進行繁殖的低等植物。藻體為單細胞、群體或多細胞體,微小者須借顯微鏡才能看見,大者如馬尾藻、巨藻等可長達幾米、幾十米到上百米。內部構造初具細胞上的分化而不具有真正的根、莖、葉。整個藻體是一個簡單的含有葉綠素能進行光合作用的葉狀體。藻類的生殖基本上是由單細胞的孢子或合子離開母體直接或經過短期休眠後萌發成新個體。

(1)分佈

藻類分佈的范圍極廣,對環境條件要求不嚴,適應性較強,在隻有極低的營養濃度、極微弱的光照強度和相當低的溫度下也能生活。不僅能生長在江河、溪流、湖泊和海洋,而且也能生長在短暫積水或潮濕的地方。從熱帶到兩極,從積雪的高山到溫熱的泉水,從潮濕的地面到不很深的土壤內,幾乎到處都有藻類分佈。除輪藻門外的各門藻類都有海生種類。

根據不同的生態習性,藻類可分為浮遊藻和底棲藻。浮遊藻是在水中漂浮生活的小型藻類,包括矽藻、甲藻、金藻、黃藻、隱藻、裸藻和藍藻等門及綠藻門的單細胞種類。綠藻門的其他種類尤其是褐藻門和紅藻門的種類,全為大型多細胞的海洋底棲藻。底棲藻和陸生植物一樣,需要固定的生長基層。一般分佈在沿岸、潮間帶或淺水的底質上。藻類根據生長地域又可分為淡水藻、海藻、鹽水藻、流水生藻、氣生藻、土壤藻、溫泉藻、冰雪藻和附生藻等。

(2)生長習性

溫度是影響藻類地理分佈的主要因素。海藻根據生長地點溫度的差異可分為3種類型:

①冷水性種。生長和生殖最適溫小於4℃,其下又可分為適溫為0℃左右的寒帶種及適溫為0~4℃的亞寒帶種。

②溫水性種。生長和生殖的最適溫為4~20℃,其下又可分為適溫為4~12℃的冷溫帶種和適溫為12~20℃的暖溫帶種。

③暖水性種。生長和生殖適溫大於20℃,又可分適溫為20~25℃的亞熱帶種及適溫大於25℃的熱帶種。

多數海藻對溫度的適應能力不強,因此在海水溫度變化大的海區,一年中種類的變化很大,冬天有冷水性藻類,夏天有溫水性藻類,它們能在較短的適溫時間內完成生命周期。但有些底棲海藻對溫度變化的適應能力很強,如石蓴幾乎在世界各地都能全年生長。淡水藻中多數矽藻和金藻類在春天和秋天出現,屬於狹冷性種;有些藍藻和綠藻僅在夏天水溫較高時出現,為狹溫性種。

光照是決定藻類垂直分佈的決定性因素。水體對光線的吸收能力很強,湖泊10米深處的光強僅為水表面的10%;海洋100米深處的光強僅為水表面的1%;而且由於海水易於吸收長波光,還造成各水層的光譜差異。各種藻類對光強和光譜的要求不同,綠藻一般生活於水表層,而紅藻、褐藻則能利用綠、黃、橙等短波光線,可在深水中生活。

水體的化學性質也是藻類出現及其種類組成的重要因素。如藍藻、裸藻容易在富營養水體中大量出現,並時常形成水華;矽藻和金藻常大量存在於山區貧營養的湖泊中;綠球藻類和隱藻類在小型池塘中常大量出現。

此外,生活於同一水域的各藻類相互間的影響對它們的出現和繁盛也有重要作用,某些藻類能分泌物質抑制其他藻類的形成和發展。

(3)經濟意義

藻類在經濟上的重要性主要表現在:

①藻類通過光合作用固定無機碳,使之轉化為碳水化合物,從而為水域生產力提供基礎。海洋浮遊藻的總生產力估計每年為31×10的九次方噸碳。在食物鏈的轉換中,1千克魚肉約需100~1000千克浮遊藻,因此浮遊藻類資源豐富的海區都是世界著名漁場所在地,而浮遊藻類的產量就成為估算海洋生產力的指標。

②在池塘魚類養殖中一般根據水色判斷水質,而水色是由藻類的優勢種及其繁殖程度決定的。如血紅眼蟲藻占優勢種時表現紅色水華,說明水質貧瘦;衣藻占優勢時呈墨綠色水華且有粘性水泡,表示水質肥沃;微囊藻與顫藻、魚腥藻占優勢時池水呈銅銹色紗絮狀水華,味臭有害於魚;藍裸甲藻占優勢形成的藍色水華是養殖鰱、鳙、鯉、鯽、非鯽高產魚池的典型水質之一,但繁殖過盛也會使水質惡化造成魚類泛池。此外,扁藻、杜氏藻、小球藻等單細胞藻類蛋白質含量較高,是貝類、蝦類和海參類養殖的重要天然餌料。

③固氮藍藻是地球上提供化合氮的重要生物,也是可利用的重要生物氮肥資源。已知固氮藍藻有120多種,在每公頃水稻田中固氮量達16~89千克。

④褐藻門的海帶、裙帶菜,紅藻門的紫菜,藍藻門的發菜,綠藻門的石蓴和滸苔等都是重要的食用藻類。

⑤藻類在工業上的用途主要是提供各種藻膠。褐藻門的海帶、昆佈、裙帶菜、鹿角菜、羊棲菜等除供食用外,可作為提碘、甘露醇及褐藻膠的原料。巨藻、泡葉藻及其他馬尾藻也可作為提取褐藻膠的原料。褐藻膠在食品、造紙、化工、紡織工業上用途廣泛。從石花菜、江蘺、仙菜等可提取瓊膠用作醫藥、化學工業的原料和微生物學研究的培養劑。從紅藻門的角叉藻、麒麟菜、杉藻、沙菜、銀杏藻、叉枝藻、蜈蚣藻、海蘿和伊谷草等藻類中,可提取在食品工業上有廣泛用途的卡拉膠。

此外,藻類還可用於污水凈化和作為測量海流的指示生物,在使自然界中無生物地區轉化為適合生物生長的地區等方面也有重要作用。

藻類進行繁殖的方法多種多樣,並且非常復雜。一種長在巖石上的褐藻━━墨角藻就是一個典型的例子。墨角藻可以是雄性或雌性的,或者同時既是雄性又是雌性的。在一定時間,葉狀體的邊緣出現膨脹,包住用來生產繁殖細胞(或叫配子)的繁殖器官,而生產出來的繁殖細胞被釋放到水中,在水中受精,即雄配子和雌配子融合,形成單個細胞━━受精卵,再由受精卵長成新的植物。

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