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第6章 硅藻(2)

直舟形藻

形态特征:细胞舟形至椭圆形,中部宽两端尖,有些略有变化。壳面中线上有壳缝,能自由行动。除纵轴左右对称外,横轴和壳环轴(一个壳面的中央至另一壳面的中央)也是左右对称。纵轴最长,横轴短,壳环轴一般短于横轴,壳面花纹左右对称,一般都呈点纹。壳的中央有中央节,两端各有端节一个,均向壁内凸出,起加强硅质胞壁的作用。没有船骨突。色素体每细胞2~4个。有复大孢子。色素体每细胞2~4个,板状或块状。该属和羽纹藻属的主要区别是该属的花纹为横线纹或点纹,无肋纹。

种属分布:该属是硅藻门种类最多的一个属,有1850种,中国有100多种,如直舟形藻种。细胞单独生活,也有少数群居于自己分泌的胶质管内。各种水域中均有。本属最早发现于新生代第三纪古新世,其古老种类中尚有两个种,一直生活到现在。

硅藻的主要特征

硅藻是淡水和海水中浮游生物的主要构成者之一。它们多单细胞,或彼此相连成各式群体。

细胞壁:由2个套合的硅质半片组成,外面稍大,为上壳,里面稍小的称下壳。上、下壳的正面称壳面,侧面称带面或环带面。上、下壳相套合的部分称连接带。有些种类的壳面具有壳缝,可以在水中运动。有些具壳缝的种类在细胞壳面两端各有一极节,中央有一中央节,为细胞壁增厚的部分。

细胞核:每细胞1核。

鞭毛:营养细胞无鞭毛;某些种类的精子具1~2条9+0型的鞭毛。

光合色素:含叶绿素a和叶绿素c,以及较多的褐色素,色素体黄褐色。

硅藻的植物体单细胞或连接成丝状体、群体。细胞壁是由2个套合的半片组成,称半片为瓣。硅藻的半片称上壳(在外)、下壳(在内),上下壳均有一凸起的面称壳面。侧面或壳边是两个瓣套合的地方,环绕1周称环带。上壳和下壳都是由果胶质和硅质组成的,没有纤维素。载色体有一至多数,为小盘状、片状。色素主要有叶绿素a、叶绿素c,β-胡萝卜素、α-胡萝卜素和叶黄素。叶黄素类中主要含有墨角藻黄素,其次是硅藻黄素和硅甲黄素。藻体呈橙黄色、黄褐色。同化产物为金藻昆布糖和油。有1个细胞核。营养体无鞭毛。精子具鞭毛,为茸鞭型。

硅藻的繁殖方式

硅藻常用一分为二的繁殖方法产生。分裂之后,在原来的壳里,各产生一个新的。盒面和盒底分别名为上、下壳面。壳面弯伸部分名壳套。上下壳套向中间伸展部分,称相连带。上下相连带总称为壳环,这个面称壳环面。有些种类,如根管藻,在壳环面细胞壁上还有很多次级相连带,或称间板。细胞质和一般植物细胞相似。生殖方法有形成复大孢子、小孢子和休止孢子等。

根管藻营养生殖

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中可以见到。

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时,这种小细胞就不再分裂,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。

复大孢子(2)有性方式是通过接合作用,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。

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个不等的小孢子,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。

休眠孢子

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。

硅藻的代表植物

小环藻属

硅藻的植物体单细胞,有些种以壳面互相连接成带状群体。细胞圆盘形或鼓形。带面平滑。有多个载色体,呈小盘状。以细胞分裂进行繁殖,每个细胞产生1个复大孢子。

小环藻属小环藻属属中心硅藻纲圆筛藻目。植物体单细胞,有些种以壳面互相连接成带状群体。细胞圆盘形或膨形。壳面为圆形,少数种为椭圆形,边缘部有辐射状排列的线纹和孔纹,中央平滑或具颗粒。

小环藻属是海产或淡水产的浮游藻类,也有土生的情况,早春时节大量出现。

羽纹硅藻属

硅藻的植物体单细胞或接成丝状群体,壳面为线状、椭圆形至披针形,两侧平行,极少数种两侧中部膨大或成对称的波状。壳面具两侧对称横向平行的肋纹。色素体两块,片状,位于细胞带面两侧,常各具1蛋白核。

羽纹硅藻属羽纹硅藻属在淡水和海水中均有分布。

硅藻生活在淡水或海水中,

并有各种形状和大小硅藻的生态意义与

经济价值硅藻的生态意义

浮游生物的个体虽然小得微不足道,却是水中原始食物的生产者,如果没有它们,水里的大生命恐怕也就无法生存了。

硅藻

尤其是硅藻,它营养丰富,容易消化,不仅浮游动物、小鱼小虾和贝类喜欢吃,许多大家伙,像鲸等又都以小鱼小虾等为食料。因此硅藻等浮游生物的多寡,明显决定了鱼类产量的高低,这是勿庸置疑的了。每年春天,对虾和许多鱼类都喜欢来我国渤海、黄河口一带产卵,因为这里风平浪静,水温适宜,硅藻非常丰富。有人估计,海豹长膘450克,需要消耗约05吨硅藻。另外,据报道,浮游生物每年制造的氧气就有360亿吨,占地球大气氧含量的70%以上。由于硅藻数量又占浮游生物数量的60%以上,这样可以推算,假设现在地球上没有硅藻了,不用3年,地球上的氧气就耗干了,动物和我们人类也就都没法呼吸了。

硅藻死后,它们坚固多孔的外壳——细胞壁也不会分解,而会沉于水底,经过亿万年的积累和地质变迁成为硅藻土。硅藻土可被开采,在工业上用途很广,可制造工业用的过滤剂、隔热及隔音材料,等等。我国山东山旺地区就出产大量的硅藻土。游泳池的主人将老化的硅藻壳拿来过滤水里的污染物质。诺贝尔奖的创始人AlfredNobel发现将不稳定的硝酸甘油放入硅藻所产生的硅土后可以稳定地成为可携带的炸药。

硅藻的危害

海洋环境如果受到富营养污染或其他原因,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,对渔业及其他水产动物带来严重危害。赤潮有些硅藻(如根管藻)的生殖太盛并密集在一起,会阻碍或改变鲱鱼的洄游路线,降低渔获量。

硅藻——水中艺术品

硅藻是水中有机物质初级生产者之一,它们的构造奇特,巧夺天工,呈现许许多多的不可思议的花纹和图案,但它们的身体却非常微小,一般小的仅有千分之单细胞硅藻几毫米,大的也不超过1~2毫米。在清澈透亮的水滴中,隐藏着它们的身影,必须借助光学或电子显微镜才能窥探其真容。别以为它们个体小,其实一个小细胞就是一个完整的生命体。当外界条件适宜,硅藻大量繁殖时,能使数万平方千米的海水改变颜色。水生动物的幼体以及鲻鱼、牡蛎、蛏、蛤……和肉眼不易看到的恒河沙数的浮游动物都直接地依靠吞食硅藻等这类小微型生物为生。俗话说“大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米”,那么“虾米”吃什么?就是吃这样的一些小微型生物了。

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