形態特徵
綠藻門是綠藻中的一門[3],包含有約8000個物種[4][1],大部份都是水生光合真核生物。和陸生植物 (苔蘚植物和維管植物)一樣,綠藻也含有葉綠素 a 和 b,且將 能源轉化為澱粉存在其色素體內。[4]綠藻門和輪藻門與有胚植物相關,一起合稱為植物。
此門包含單細胞和多細胞的物種。大部份物種生活在淡水裡,其他許多物種則居住在海水中,另外還有一些物種適應了許多的環境,如雪藻居住在夏天的高山雪原中。其他還有依附在岩石或樹木上頭的。一些地衣和真菌與綠藻有共生關係,綠藻門中的藻類也會和原生動物、海綿及刺胞動物等形成共生關係。有些會有鞭毛而利於移動,有些會行同配生殖或異配生殖等有性生殖。
主要特徵
①光合作用色素是葉綠素a和b;和β胡蘿蔔素及幾種葉黃素;
②貯藏食物主要是澱粉;
③在生活史中,產生具有頂端著生的、多為2~4根、等長鞭毛的游泳細胞;
④有性生殖很普遍,為同配、異配或卵配。藻體有單細胞、群體、絲狀體、葉狀體、管狀多核體等各種類型。
本門約8600種,從兩極到赤道,從高山到平地均有分布。絕大多數種類產於淡水,少數產于海水,浮游和固著的均有,寄生的引起植物病害;此外還有氣生的種類,有的與綠水螅共生,少數種寄生或與真菌共生形成地衣。
有3種類型:
①單倍體的藻體型,生活史中只是合子是雙倍的,合子在萌發時即進行減數分裂;這一類型的綠藻很多,如衣藻;
②雙倍體的藻體型,生活史中只有配子是單倍的,減數分裂只在形成配子時進行;這一類型的例很少,如傘藻。以上兩型都沒有世代交替;
③雙單倍體的或稱單雙倍體的藻體型,這一類型的綠藻有世代交替,即在生活史中,有性世代與無性世代交替出現:有性世代的植物體即配子體,產生單倍的配子;配子結合成為雙倍的合子;合子發育成為無性世代的植物體即孢子體,產生孢子;減數分裂在產生孢子的過程中進行;孢子又發育成為配子體,如此循環往復。有不少的綠藻屬於此一類型,例如石蓴。
分布範圍
在淡水和海水中,海產種類約占10%,淡水產種類約占90%。有些種類專門生活在海水中,如鞘藻目和雙星藻目。石蓴目和管藻目是海產種占優勢。絲藻目是淡水種占優勢,另外也有不少種生活在半鹹水中。海產種多分布在海洋沿岸,往往附著在10公尺以上淺水中的岩石上。許多海產種有一定的地理分布,這是由於水的溫度決定的。淡水種的分布很廣,江河、湖泊、溝渠、積水坑中,潮濕的土壤表面,牆壁上,岩石上,樹幹上,花盆四周,甚至在冰雪上都可找到。它們中部分是沉在水中生活,許多單細胞和群體種類是漂浮在水中,但在海水中沒有浮游的綠藻,有的綠藻也可以寄生在動物體內,或者與真菌共生形成地衣。一般淡水種不受水溫的限制,大部分分布在世界各地。
綠藻是藻類植物中最大的一門,約有350個屬,5000—8000種。分成兩個綱,即綠藻綱和輪藻綱。我國一般將綠藻綱分為13個目,即團藻目、四孢藻目、綠球藻目、絲藻目、具毛藻目、石蓴目、溪菜目、鞘藻目、剛毛藻目、管藻目、管枝藻目、絨枝藻目和接合藻目。輪藻綱中只有輪藻目。
繁殖方式
營養繁殖
群體、絲狀體以細胞分裂來增加細胞的數目。大的群體和絲狀體常由 於動物攝食、流水衝擊等機械作用,使其斷裂。或由於絲狀體中某些細胞形成孢子或配子,在放出配子或孢子後的空細胞處斷裂。或由於絲狀體中細胞間膠質膨脹分離,而形成單個細胞或幾個細胞的短絲狀體(如裂絲藻屬Stichococcus),斷裂的每一小段都可發育成新的藻體。某些單細胞綠藻遇到不良環境時,細胞多次分裂形成膠群體,環境好轉時,每個細胞又可發育成一個新的植物體。
無性生殖
可形成遊動孢子或靜孢子。遊動孢子無壁,其它構造和衣藻屬的細胞相似。形成遊動孢子的細胞和普通營養細胞沒有區別。有些種的藻體,全體細胞都可產生遊動孢子,但是,群體類型的藻體,不是所有細胞都同時形成遊動孢子。有些藻類僅限於一定的細胞中產生遊動孢子。形成遊動孢子時,細胞內原生質體收縮,形成一個遊動孢子,或經過分裂形成多個遊動孢子,其數目是2的次方。遊動孢子多在夜間形成,黎明時放出,或在環境突變時形成遊動孢子。遊動孢子放出後,遊動一個時期,縮回或脫掉鞭毛,分泌一層壁,成為一個營養細胞,繼而發育為新的植物體。有些藻類以靜孢子進行生殖。靜孢子無鞭毛,不能運動,有細胞壁。另有一種靜孢子,在形態上與母細胞相同,稱似親孢子。在環境條件不良時,細胞原生質體分泌厚壁,圍繞在原生質體的周圍,並與原有的細胞壁癒合,同時細胞內積累大量的營養物質,形成厚壁孢子,環境適宜時,發育成新的個體。
有性生殖
兩個生殖細胞結合形成合子,合子直接萌發成新個體,或經過減數分裂形成孢子,並發育成新個體。在形狀、結構、大小和運動能力等方面完全相同的兩個配子結合,稱為同配生殖。在形狀和結構上相同,但大小和運動能力不同,大而運動能力遲緩的為雌配子,小而運動能力強的為雄配子,此兩種配子的結合稱為異配生殖。在形狀、大小和結構上都不相同的配子,大而無鞭毛不能運動的為卵,小而有鞭毛能運動的為精子,精卵結合稱為卵式生殖。兩個沒有鞭毛能變形的配子結合,稱為接合生殖。
主要價值
小球藻和珊藻富含蛋白質可供人食用和作動物飼料。綠藻是藻類生理生化研究的材料及宇宙航行的供氧體,有的可制藻膠。綠藻在水體自淨中起淨化和指示生物的作用。
細胞結構
有單細胞的,群體的或多細胞的;群體定形或不定形;多細胞個體為球形、分枝和不分枝的絲狀、扁平葉片狀、杯狀和空管狀;除極少的例外,綠藻的營養細胞多具有細胞壁,細胞壁的外層是果膠質,內層是纖維質;剛毛藻屬、鞘藻屬和毛鞘藻屬的細胞壁還有幾丁質,松藻目細胞壁的最內層由胼胝質構成;通常具有1至多個細胞核,有液泡。
在一些群體的團藻類有明顯的胞間連絲;每個營養細胞都具1至數個色素體,色素體的形狀多樣,有杯狀、星狀、帶狀、片狀、網狀、粒狀等;絕大多數種類的營養細胞含有1至多個蛋白核,少數種類沒有;遊動細胞具有2、4條或更多的等長的鞭毛。
分類進化
分類系統至今還沒有取得一致的看法。1976年,中國藻類學家饒欽止提出本門應分為2綱、13目,即:
綠藻綱(Chlorophyceae) 生活史中具有鞭毛的遊動細胞;有性生殖普遍,但沒有接合生殖。包括12目:
團藻目(Volvocales),四孢藻目(Tetrasporales),綠球藻目(Chlorococcales),絲藻目(Ulotrichales),膠毛藻目(Chaetophorales),石蓴目(Ulvales),溪菜目(Prasiolales),鞘藻目(Oedogoniales),剛毛藻目(Cladophorales),管枝藻目(Siphonocladales),絨枝藻目(Dasycladales)和管藻目(Siphonales)。
接合藻綱(Conjugatophyceae) 生活史中不產生有鞭毛的遊動細胞;有性生殖只有接合生殖。此綱只有雙星藻目(Zygnematales)一目。
H.博爾德和 M.溫1985年提出把綠藻門分為1綱,16目,即綠藻綱(Chlorophyceae):團藻目(Volvoca-les),四孢藻目(Tetrasporales),綠球藻目(Chlo-rococcales),綠囊藻目(Chlorosarcinales),絲藻目(Ulotrichales),環藻目(Sphaeropleales),⑦膠毛藻目(Chaetophorales),橘色藻目(Trentepohliales),鞘藻目(Oedogoniales),石蓴目(Ulvales),剛毛藻目(Cladophorales),頂管藻目(Acrosiphoniales),雙星藻目(Zygnematales),松藻目(Codiales),管枝藻目(Siphonocladales)和絨枝藻目(Dasyclada-les)。
綠藻門的進化趨勢,根據F.F.布萊克曼1900年的意見,最原始的可能是單細胞種類,由此分出3條進化路線:①自群體的到多細胞的團藻目;②由四孢藻目到絲狀體、扁平葉狀以至杯狀和管狀的各類,高等綠色植物被認為起源於這一分支中的鞘毛藻類(coleochaetes);③綠球藻目這一支失去真正的營養性細胞分裂的種類。已知的綠藻化石不少,尤其是絨枝藻類,最早的記錄是前寒武紀的。
代表植物
綠藻綱(Chlorophyceae)本綱的植物體、細胞結構及繁殖方式差異都很大,絕大部分綠藻均屬此綱。現將常見的簡介於下:
(1)衣藻屬(Chlamydomonas)是團藻目內單細胞類型中的常見植物。本屬約有100種以上,生活於含有機質的淡水溝和池塘中,早春和晚秋較多,常形成大片群落,使水變成綠色。 植物體為單細胞,卵形,細胞內有1個厚底杯狀的葉綠體,其底部有1澱粉核。細胞核位於葉綠體上方的杯中。藻體的前端有2條等長的鞭毛,其基部有2個伸縮泡,旁邊有1個紅色眼點。在電子顯微鏡還可以看到類囊體、線粒體和高爾基體等。
衣藻通常進行無性生殖。生殖時藻體常靜止,鞭毛收縮或脫落,變成遊動孢子囊。原生質體分裂為2、4、8、16,各形成具有細胞壁和2條鞭毛的遊動孢子(zoospore),囊破裂後,遊動孢子逸出發育成新個體。
衣藻的有性生殖多數為同配生殖。原生質體分裂成8~64個小細胞,稱配子(gamete)。配子在形態上和遊動孢子相似,只是體形較小。配子從母細胞中放出後,遊動不久即成對結合,成為2N、具4條鞭毛的合子,合子遊動數小時後變圓,形成有厚壁的合子。合子經過休眠,在環境適宜時萌發。萌發時經過減數分裂,產生4個遊動孢子。當合子壁破裂後,遊動孢子游散出來各形成一個新的衣藻個體。
(2)團藻屬(Volvox)屬於團藻目。春夏兩季常見生於淤積的淺水池沼中。植物體是由數百至上萬個衣藻型細胞組成的球形群體,衣藻型細胞排列在球體的表面,空心球體內充滿膠質和水。有的種有胞間連絲,逐步過渡到多細胞的個體。群體中只有少數大型的細胞能進行繁殖,稱此為生殖胞(gonidium)。無性生殖時,少數大型的生殖胞經多次分裂形成皿狀體(plakea),再經翻轉作用(inversion)發育成子群體,落入母群體腔內,母群體破裂時放出子群體,即為一新植物。有性生殖為卵式生殖,精子囊和卵囊分別產生精子和卵,精子和卵結合形成厚壁的合子。當母體死亡腐爛後,合子落入水中,休眠後經減數分裂,發育成一個具有雙鞭毛的遊動孢子,逸出後萌發成一新的植物體。
浮游生物
(plankton ) | 在海洋、湖泊及河川等水域的生物中,自身完全沒有移動能力,或者有也非常弱,因而不能逆水流而動,而是浮在水面生活,這類生物總稱為浮游生物。這是根據其生活方式的類型而劃定的一種生態群,而不是生物種的劃分概念。一般又分為浮遊動物和浮游植物。 |
浮遊動物 (zooplantkon) | 原生動物(Protozoa) 動物界重最低等的一類真核單細胞動物,個體由單個細胞組成。 輪蟲 (rotifer)輪蟲形體微小,長約0.04-2毫米,多數不超過0.5毫米。它們分布廣,多數自由生活,有寄生的,有個體也有群體。 枝角類 (Cladocera)又簡稱“溞類”,水溞,俗稱紅蟲,屬無脊椎動物,甲殼綱,鰓足亞綱。絕大多數生活於淡水、池塘、湖泊、江河中,是魚類的重要食餌,故俗稱“魚蟲”。 橈足類 隸屬於節肢動物門、甲殼綱、橈足亞綱。營浮游與寄生生活,分布於海洋、淡水或半鹹水中。 |
浮游植物 (phytoplantkon) | 藍藻門 (Cyanophyta)最早的光合放氧生物,對地球表面從無氧的大氣環境變為有氧環境,藍藻門起了巨大的作用。已知藍藻約2000種,中國已有記錄的約900種。藍藻有極大的適應性,分布很廣。 硅藻門 (Bacillariophyta)一類真核藻類,多數為單細胞生物。硅藻普遍分布於淡水、海水中和濕土上,為魚類和無脊椎動物的食料。大多水生,幾乎在所有的水體裡都生長,只有極少數生活在陸地潮濕處。 金藻門 (Chrysophyta)藻類植物的一門。藻體為單細胞或集成群體,浮游或附著。主要分布在溫度較低的清澈淡水中。 黃藻門 (Xanthophyta)一類屬於不等鞭毛類的藻類生物。體類型為單細胞、群體、多核管狀或絲狀體。多數分布於淡水,有些種生活於土壤中,少數種生活于海水中。 甲藻門 (Pyrrophyta)除少數裸型種類外,都有厚的主要是纖維素組成的細胞壁稱為殼。多數為海產種類,少數產於淡水及半鹹水水體中。 綠藻門(Chlorophyta)本門約8600種,從兩極到赤道,從高山到平地均有分布。絕大多數種類產於淡水,少數產于海水,浮游和固著的均有,寄生的引起植物病害;此外還有氣生的種類。 隱藻門(Cryptophyta)隱藻門(Cryptophyta)藻類植物的一門。均為單細胞種類,含有葉綠素a和c,還含有α-胡蘿蔔素,甲藻黃素及藻膽素。體形不對稱,有背腹面。細胞無細胞壁,僅具有柔軟到堅固的周質。僅有隱藻綱1綱,約90種。中國有3種,均發現於淡水。 裸藻門(Euglenophyta)較低等的一個類群。無細胞壁,植物體除個別種類為樹狀群體外,都是具鞭毛遊動型的單細胞體。多數種類含有與綠藻門相似的色素體,有或無蛋白核。世界上約40屬,1000多種。中國現記錄有20屬,約300種。分布較廣。 |