海洋植物(2)

MarinePlantsPart2海洋植物（二）海藻（marinealgae）•海藻概述（Introductiontoalgae）•蓝藻门、原绿藻门（Cyanophyta,Prochlorophyta）•甲藻门（Pyrrophyta）•硅藻门（Bacillariophyta）•褐藻门（Phaeophyta）•红藻门（Rhodophyta）•绿藻门（Chlorophyta）第二节蓝藻门Cyanophyta蓝藻门150属1500-2000种，多数淡水、陆生，海生较少中国海记载蓝藻物种约48属131种是最原始、最古老的藻类，大约在34-35亿年前就已经在地球上出现，大气中最早的氧气来自蓝藻的光合作用。outline2.1Generalcharacters2.1.1Typesofthallus（个体形态-体制）2.1.2Cellularstructure（细胞结构）2.1.3Reproduction（繁殖方式）2.2Taxonomy&representativespecies2.3Distribution&significance2.1.1基本体制•单细胞：圆球形，椭球形，棒形，镰刀形等•群体：子细胞被胶质包裹•丝状体藻丝（trichome）：丝状群体中的一列细胞衣鞘（sheath）：藻丝外的胶质不同颜色由单细胞组成的群体，一般是通过以藻丝(algalfilament)和胶质鞘组成一种丝状体或多个细胞群体2.1.2细胞结构1.细胞壁由纤维素（内层）和果胶质（外层）组成，外层由果胶酸和粘多糖(mucopolsaccharides)组成，细胞外有的具胶被或胶鞘。2.无细胞核，只具核质而无核仁和核膜。属原核生物，称为蓝细菌（Cyanobacteria）3.无色素体，色素均匀地散在原生质内。类囊体呈单条状，多分布于细胞周边。类囊体膜外表附有藻胆体(Phycobilisomes)，叶绿素a位于类囊体内。色素成分主要为叶绿素a、β胡萝卜素、藻胆素(蓝藻藻蓝素+蓝藻藻红素)。4.同化产物主要是蓝藻淀粉，遇碘呈淡红褐色。5.假空泡（气泡），充满气体，使植物体漂浮，如腔球藻属、鱼腥藻属、微囊藻属。2.1.3繁殖方式•繁殖方式主要为营养繁殖和孢子繁殖，未发现有性繁殖•细胞分裂•无性繁殖（孢子）•厚壁孢子：细胞增大，细胞壁加厚-抵御不良环境，可发育成新的丝体•内生孢子：•外生孢子：原生质体经过反复多次分裂后，形成小形团块产生多数的孢子，形成孢子囊同时形成在远轴端不断产生2.1.3繁殖方式内生孢子和外生孢子厚壁孢子和异形胞2.1.3繁殖方式•异形胞：丝状蓝藻类(除了颤藻目以外)产生的一种与繁殖有关的特别类型的细胞，它是由营养细胞特化而成的。圆形色淡，成熟的异形胞是透明的，其细胞壁在与相邻细胞相接处有钮状增厚部(极节球)。具有异形胞的蓝藻能固氮，当水中氮缺乏时，异形胞的数目显著增加。异形胞藻殖段（hormogonia）：蓝藻藻丝上两个营养细胞间生出的胶质隔片(凹面体)或由间生异形胞断开后形成的若干短的藻丝分段，又称段殖体或连锁体。藻殖孢：也是一种短丝体，与藻殖段的不同之处是外部具有胶鞘包围，形如含一藻殖段的孢子，位于母株分枝的顶端，萌发时胶鞘的一端或两端破裂，发育为新的个体2.1.3繁殖方式2.2Taxonomy&representativespecies•蓝藻门下设1纲3目，即蓝藻纲Cyanophyceae(也称粘藻纲Myxophyceae或裂殖藻纲Schizophyceae)。•色球藻目Chroococcales•管胞藻目Chamaesiphonales•颤藻目Oscillatoriales色球藻目Chroococcales•单细胞或非丝状群体•呈球形•细胞分裂、内生/外生孢子•膨胀色球藻（ChrococcusTurgidus）晶粒粘球藻高潮带岩石、木头颤藻目Oscillatoriales•丝状体•藻殖段、厚壁孢子、异形胞繁殖•螺旋藻属（SparulinaTurpin）螺旋藻属（SparulinaTurpin）1、藻体为丝状体，无胶质鞘，圆柱形，呈疏松或紧密的有规则的螺旋形弯曲。2、螺旋藻含丰富的蛋白质，高达60-70%。是人类至今发现的蛋白质含量最高的生物。3、螺旋藻含丰富的β胡萝卜素，为胡萝卜的15倍，为菠菜的40-60倍。4、螺旋藻含丰富的维生素5、螺旋藻中含很高的γ亚麻酸有促进钙吸收、提高免疫力、防止代谢紊乱和防止衰老的功能。6、螺旋藻中的多糖，有抗辐射的功能，并通过增强机体免疫力，间接抑制癌细胞的增生。7、螺旋藻含多种人体必需的微量元素钝顶螺旋藻Spirulinaplantensis聚球藻属（Synechococcus）•1979年，Waterbury发现•海洋浮游植物群落的优势组分，是全球碳循环的主要参与者和初级生产力的主要贡献者，在海洋生态系统的光合作用、碳循环及食物链中扮演着举足轻重的角色•球形或短棒形，3μm3•独特的光合色素：叶绿素a，水溶性藻胆蛋白•我国海区普遍存在，近岸可达105cells/ml表面荧光显微镜下的自发荧光正在分裂的聚球藻2.3Distribution&significance•蓝藻在地球上分布很广•淡水中的微囊藻水华极为常见，它是水体富营养化的标志•在海洋沿岸带可形成束毛藻等蓝藻赤潮。第三节原绿藻门Prochlorophyta•1970s，美国柳文博士，加利福尼亚海湾•曾呈奎院士——建立原绿藻门•西沙群岛、海南岛•迄今为止最原始的绿藻•对研究植物系统进化有重要意义——可能是所有高等植物的共同祖先•已发现3属原绿藻Prochloronsp.C.K.Tseng藻体单细胞，草绿色，聚集成群原核与绿藻色素成分相似，没有藻胆素附着在珊瑚礁内动物植物体表（尤其海鞘）海洋原绿球藻（Prochlorocuccus）•1988年发现，1992年定名•藻体直径1μm，生活在开阔大洋50-100m水层，是超微型浮游生物的重要成员•独一无二的光合色素——二乙烯基叶绿素（Divinylchlorophylla,b），可捕捉极微弱的光•是迄今发现的丰度最高的产氧光能自养生物，是大洋初级生产力的主要贡献者之一•我国分布：南海、东海大部、黄海东南部第四节甲藻门Pyrrophyta以海产为主是海洋浮游植物的重要组成之一——“海洋牧草”。许多海生甲藻能发光，是藻类中唯一能发光的类群赤潮生物outline4.1Generalcharacters4.1.1Typesofthallus（个体形态）4.1.2Cellularstructure（细胞结构）4.1.3Reproduction（繁殖方式）4.1.4Redtide&PoisoningPyrrophyta（赤潮和有毒甲藻）4.2Representativespecies4.1.1个体形态•多数为单细胞•有2根鞭毛，可运动•细胞呈球形，卵形，针形，多角形等•少数为丝状体或单细胞连成的各种群体。各属种的小甲板的形状、数目和排列方式不同，是分类的鉴别特征。1、细胞壁4.1.2细胞结构2、鞭毛横裂甲藻类（Dinokont）：两根鞭毛从细胞腹部伸出，一根横绕在横沟里，另一根向后伸出位于纵沟里纵裂甲藻类（Desmokont）：两根鞭毛从细胞前部伸出，细胞壁由左右二片组成，无纵沟和横沟。纵裂甲藻横裂甲藻3、细胞核•甲藻细胞核特殊，大而明显，中核细胞（mesokaryote）•染色体状态处于原核和真核生物之间•具有真核细胞同样的细胞器•甲藻是介于原核生物和真核生物之间的所谓间核生物(mesocaryon)。•有些学者将甲藻门归入为原生动物中的鞭毛虫纲4、色素体•大多数甲藻光合作用色素有叶绿素a、c，β-胡萝卜素和甲藻特有的甲藻素(phycopyrrin)和多甲藻素(peridinin)。•甲藻的色素体呈圆盘形、片状、杆形或星形等。颜色多呈黃褐色、紅褐色、藍綠色，或黃綠色，•色素体多个，分散于細胞表层或呈輻射狀排列。有的種類具蛋白核。•貯存物質为淀粉或油滴4.1.3繁殖方式•二分分裂•不良环境下，可以产生休眠孢子——孢囊似孢囊（proximatecyst）刺孢囊（choratecyst）穴孢囊（cavatecyst）休眠孢子成熟时，厚壁上有固定的开口称为古口（archaeopyle），细胞质或子细胞由此逸出。似孢囊刺孢囊穴孢囊4.1.4.1赤潮赤潮又称红潮或有害藻水华，通常是指海洋微藻、细菌和原生动物在海水中过度增殖或聚集致使海水变色的一种现象。赤潮原因：1、海水富营养化是赤潮发生的物质基础和首要条件2、水文气象和海水理化因子的变化是赤潮发生的重要原因。4.1.4Redtide&PoisoningPyrrophyta什么是赤潮？4.1.4.2许多甲藻物种是形成赤潮的主要原因种赤潮甲藻可以产生各种毒素浮游动物贝类，鱼类人类4.1.4.4藻类毒素麻痹性贝毒（ParalyticShellfishPoisoning,PSP）腹泻性贝毒（DiarrheticShellfishPoisoning,DSP）神经性贝毒（NeurotoxicShellfishPoisoning,NSP）西加鱼毒（CiguateraFishPoisoning,CFP）4.1.4.3有毒甲藻特征主要是自养型河口和浅海性种大部分存在底栖的休眠阶段大部分有较强的竞争能力而形成单一的浮游植物种群产生水溶性或脂溶性的生物活性物质已知的2000种海洋甲藻中，60种是有毒的夜光藻Noctilucascintillans(Macartney)Kofoid&Swezy藻体近于圆球形，游泳生活。细胞直径为150-2000μm。细胞壁透明，由两层胶状物质组成，表面有许多微孔。口腔位于细胞前端，上面有一条长的触手，触手基部有一条短小的鞭毛，靠近触手的齿状突出横沟退化的痕迹，纵沟在细胞的腹面中央。细胞背面有一杆状器，使细胞作前后游动。细胞内原生质淡红色，细胞核小球形，由中央原生质包围。本种是世界性的赤潮生物，也是我国沿海引起赤潮最普遍的原因种。该藻曾在南海、长江口外海域多次引发赤潮。4.2Representativespecies塔玛亚历山大藻Alexandriumtamarense(Lebour)Balech细胞球形，长略大于宽。细胞长20-42μm，宽18-40μm。上壳与下壳半球形，大小相近。上壳两肩突起；下壳两侧不对称，右半边比左半边短。细胞上、下两端都无刺或突起，下端微凹陷。横沟深，中央位，横沟弯曲下行的长度和横沟宽度相等。纵沟深，后部宽，甲片薄。此种常形成有毒赤潮。该藻分布较广，在较暖的海域里发生赤潮的频率较高，日本海、菲律宾、马来西亚、埃及、西班牙、阿根廷、意大利、美国、澳大利亚、香港等地均有赤潮记录。我国海域在南海大鹏湾、厦门海域和胶州湾均有发现，需警惕该种引发赤潮。海洋原甲藻ProrocentrummicansEhrenberg藻体外形主要由两块壳板、顶刺、鞭毛孔和两条鞭毛等组成。细胞形状多变，壳面观呈卵形、亚梨形或几乎圆形。体长为42~70μm，宽度为22~50μm，顶刺长6~8μm。细胞前端圆，后端尖，藻体中部最宽，顶刺尖生，顶生，翼片呈三角形，副刺短，鞭毛孔多个，位于细胞前端。两壳板厚，坚硬，表面覆盖着许多排列规则、凹陷的刺丝胞孔。藻体内细胞核呈“U”形，位于细胞后半部，色素体2个，褐色，板状。本种是世界性种，广泛分布于沿海、河口、大洋海域和中国的近海、东海、香港和南沙群岛等水域。它是南海北部近岸水域常见种，是形成赤潮的主要种类。微小原甲藻Prorocentrumminimum(Pavilard)Schiller藻体形状多变，壳面观呈心形或卵形。体长为15-23μm，宽度为13-17μm，顶刺长为1μm左右。细胞近前端最宽，前端平截，后段渐细，圆形。顶刺短小，叉状，顶生，副刺短。鞭毛两条，位于细胞前端中央的鞭毛孔周围稍加厚呈“V”字形。两壳板表面布满突起的小刺，刺丝胞孔稀疏地分布在壳板表面。藻体内细胞核圆形或球形，位于细胞的后部，2个板状的色素体，黄褐色。本种是沿岸种，广泛分布于全世界。我国沿岸和内湾都有分