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单细胞藻类

、单细胞藻类

单细胞藻是海洋植物中结构最简单、但在海洋生态系统中最具重要意义的一群生物,它们是许多水生动物的直接饵料。而那些不是直接摄食单细胞藻类为生的动物,也大都是间接地以它们作饵料,经过一次或多次转换才成长起来的。据初步估算,自然界要生产出一公斤的鱼肉,约需数百公斤至上千公斤的单细胞藻类。因此,可以说:海域单细胞藻类的丰富程度是该海域渔业丰歉的一重要决定因素。当然,这里也应指出,如果某海域有机污染严重,造成水体富营养化,那么,在温、盐等环境条件适宜的情况下,可能会形成‘赤潮’(有关‘赤潮’的问题将在第五章海洋灾害加以叙述)。此外,有些单细胞藻类在研究海流与水团的动态方面有重要意义;有些种类可附着于大型海藻体表,成为藻类养殖的害藻;有些还附生于船底,能降低船的航速。

单细胞藻类在硅藻门、甲藻门、裸藻门、金藻门、黄藻门、蓝藻门、红藻门、绿藻门中都有它们的存在。其中,种类最多、数量最大的是硅藻门和甲藻门。

福建海域地处台湾海峡西部,是东海和南海的过渡区,常年受南海暖流和闽浙沿岸流的交错影响,况且还接纳许多河川输入的大量营养盐,水体肥沃,单细胞藻类非常丰富,调查记载的种类近千种,数量常年平均每立方米水体有单细胞藻类1340万个左右。近岸、港湾区的数量还要大得多,如:厦门西港区1987年调查时,年平均竟高达每立方米水体1.8亿个。

(一)硅藻门(Bacillariophyta)

硅藻为单细胞生活或借助胶质连成群体。细胞具有特殊的壳壁,壳壁主要成分是由果胶质和硅质组成。壳壁由两瓣套合,分为上、下壳,上壳稍大、下壳较小。壳面有各种花纹。根据花纹排列,分为中心纲和羽纹纲。福建省沿海(包括台湾海峡)共已记录了784种,其中,中心纲308种,羽纹纲476种。现将最主要属种简介如下:

1.中心纲(亦称辐射纲)(Centricae)

细胞壳面圆形、多角形、椭圆形或不规则形状,一般都有辐射对称花纹,没有纵沟和拟纵沟,不能运动,色素体小而数目多。

(1)直链藻属(Melosira)

细胞环面观圆柱形或球形,靠壳面相连成链珠状群体。主要是底栖附着种类,但常在风浪作用下,混入浮游生物中。福建沿海记录了6种,常见的有:念珠直链藻(Melosiramoniliformis)、具槽直链藻(M.sulcata)、朱吉直链藻(M.juergensi)、拟货币直链藻(M.nummuloides)。

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图4-1 直链藻

1.念珠直链藻2~3.具槽直链藻 4.朱吉直链藻 5.拟货币直链藻

(2)骨条藻属(Skeletonema)

细胞椭圆形或凸镜形,有时圆柱形。壳缘着生一圈细刺与邻细胞的对应刺相连接成链状群体。福建沿岸记录了4种,其中,最常见且常成为优势种的是广温、广盐、广分布的中肋骨条藻(Skeletonemacostatum)。

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图4-2 中肋骨条藻

(3)辐杆藻属(Bacteriastrum)

细胞圆盘状至圆柱形,壳面周缘有许多排列规则的刺毛向四周射出,并在一定距离处与邻细胞的刺毛相连接,然后再分成两支。但群体两端的细胞,刺毛不分支,常弯曲或呈螺旋形。福建沿海记录了11种,具代表性的如广温性沿岸种——透明辐杆藻(Bacteriastrumhyalinum)。

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图4-3 透明辐杆藻

1.群体

2.顶端细胞

3.链内细胞

(4)海链藻属(Thalassiosira)

细胞圆盘状,以一条胶质线相连成串,或许多细胞共同埋于一胶质块中。福建省沿海记录了17种,其中,细弱海链藻(Thalassiosirasubtilis)常成为福建海区的优势种;诺登海链藻(T.nordenskioldii)和圆海链藻(T.rotula)等也较常见。

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图4-4 海链藻

1.细弱海链藻

2.诺登海链藻

3.圆海链藻

(5)圆筛藻属(Cosicinodiscus)

细胞绝大多数为圆盘状,壳面有六角形或圆形孔纹,孔纹排列各种各样,它们是分类的主要依据。福建沿海共记录了53种,浮游和底栖生活的都有。常见的如:线形圆筛藻(Cosicinodiscuslineatus)、偏心圆筛藻(C.excentricus)、辐射圆筛藻(C.radiatus)等等。

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图4-5 圆筛藻

1.线形圆筛藻

2.偏心圆筛藻

3.辐射圆筛藻

(6)双尾藻属(Ditylum)

细胞通常单个生活,但有时也可数个连成群体。壳面三角形,中央有一中空长刺,有的在长刺周围还有许多小刺。福建沿海记录的两种——布氏双尾藻(Ditylumbrightwellii)和太阳双尾藻(D.sol)的主要区别就在于壳面中部有无小刺。前一种适温范围广,属世界性种,后一种是偏暖性种类。它们均营浮游生活。

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图4-6 双尾藻

1~2.布氏双尾藻3~4.太阳双尾藻(壳环面) 5.太阳双尾藻(壳面)

(7)弯角藻属(Eucampia)

细胞环面观为“工”字形,壳面观椭圆形,壳面长轴两极各有一个突起,借此与邻细胞的相对突起相连成扇形或螺旋状链状群体。福建沿海记录了短角弯角藻(Eucampiazoodiacus)和长角弯角藻(E.cornuta)两种,其主要区别在于前者突起较短,细胞间隙小,节间带不易见到;后者突起较长,细胞间隙较大,节间带线纹极明显。两者均营浮游生活。短角弯角藻是沿岸广温性种类,而长角弯角藻是沿岸暖水性种。

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图4-7 弯角藻

1~4.短角弯角藻(1~2.群体,3.环面,4.壳面)

5~6.长角弯角藻(5.环面,6.群体)

(8)盒形藻属(Biddulphia)

单细胞或成链状群体。壳面两端有角状突起,突起的内侧还往往有特殊的刺毛状棘。大多数种类是营附着生活,少数是真正浮游的。福建沿海共记录了17种,常见的浮游性种类有:中华盒形藻(Biddulphia sinensis)、颗粒盒形藻(B.granulata)和活动盒形藻(B.mobiliensis)等。

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图4-8 盒形藻

1.中华盒形藻2~3.颗粒盒形藻 4.活动盒形藻

(9)角毛藻属(Chaetoceros)

细胞环面观方形至长方形,壳面一般为椭圆形或圆形,有两个突起并生有长角毛,通常借助角毛与邻细胞角毛相连成链状群体,只极少数是单细胞生活的。它们均为浮游性种类。福建沿海种类多、数量大,已记录了59种。其中,洛氏角毛藻(Chaetoceros lorenzianus)、旋链角毛藻(C.curvisetus)、并基角毛藻(C.decipiens)、窄隙角毛藻(C.affinis)、扁面角毛藻

(http://www.wendangku.net/doc/03e294e6524de518964b7d38.htmlpressus)、聚生角毛藻(C.socialis)等等,常成为优势种。

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图4-9 角毛藻

1.洛氏角毛藻

2.旋链角毛藻

3.并基角毛藻

4.扁面角毛藻5~6.聚生角毛藻(

5.宽环面,

6.狭环面)

(10)根管藻属(Rhizosolenia)

细胞单个或连成链状、弯曲形、螺旋状群体。细胞多呈长管状,壳面突起呈半球形、锥形、斜锥形、鸭咀形等等,末端常生小刺。壳环面有环形、半环形、鳞片状花纹。该属大多是暖海性浮游种类。福建沿海共记录了22种,常见的如:脆根管藻(Rhizosolenia fragilissima)、笔尖形根管藻(R.styliformis)、柔弱根管藻(R.delicatula)、斯托根管藻(R.stolterfothii)、翼根管藻(R.alata)等。

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图4-10 根管藻

1.脆根管藻

2.笔尖形根管藻

3.柔弱根管藻;

4.斯托根管藻

5.翼根管藻

2.羽纹纲(Pennatae)

细胞大多是长形至椭圆形,绝大部分种类有纵沟,能行动。壳面花纹均向着一条中线(长轴)左右排列成羽纹状。根据纵沟的构造可分为无纵沟(壳面无真正纵沟,只有拟纵沟)、单纵沟(仅一个壳面上有纵沟)和双纵沟(两个壳面均有纵沟)等三类。

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图4-11 日本星杆藻

(1)星杆藻属(Asterionella)

细胞呈棒状,两端异形。借壳面连结成链状、带状、螺旋状或星形群体。具不明显的拟纵沟。福建沿海记录了4种,均为浮游生活,以近海广温性的日本星杆藻(Asterionellajaponica)分布

最为普遍,数量也大。

(2)海毛藻属(Thalassiothrix)

细胞棒形至线状,直或略弯。单个生活或借助胶质相连成锯齿状或星形群体。壳面两端形状不同。壳缘有小刺。营浮游生活。福建沿海记录了5种,最常见的是长海毛藻(Thalassiothrix longissima)和伏氏海毛藻(T.frauenfeldii)。

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图4-12 海毛藻

1~2.长海毛藻(1.壳面,2.壳环面)

3~4.伏氏海毛藻(3.壳面,4.群体壳环面)

(3)海线藻属(Thalassionema)

细胞棒形,与海线藻极为相似,所不同的是壳面两端形状相似,壳缘没有小刺。细胞常连成锯齿状群体。福建沿海只记录了菱形海线藻(Thalassionema nitzschioides)一种,它是世界广分布的近岸性种类。

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图4-13 菱形海线藻

1.群体壳环面

2.群体壳面

(4)楔形藻属(Licmophora)

细胞环面楔形,内有假隔片。壳面棒形。群体通常扇状,借胶质柄附着在大型藻类或其他物体上,但常混入浮游生物群中。福建沿海共记录了6种,最常见的如:短楔形藻(Licmophora

abbreviata)。

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图4-14 短楔形藻

1.群体

2.环面3~4.壳面

(5)菱形藻属(Nitzschia)

细胞梭形或棒形,断面菱形。单独生活或成群体。壳缘有管状纵沟。无中结。色素体一般两个。福建沿海记录了60多种,常在浮游生物中成为优势种的有:尖刺菱形藻(Nitzschia pungens)、柔弱菱形藻(N.delicatissima)、奇异菱形藻(N.paradoxa)等。其中,尖刺菱形藻是硅藻类中发现的唯一能引起毒性赤潮的种类。该种是典型的近岸性种类,其适温、适盐范围广。

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图4-15 菱形藻

1.柔弱菱形藻

2.尖刺菱形藻

3.奇异菱形藻

(二)甲藻门(Pyrrophyta)

甲藻绝大多数是单细胞种类。细胞有较厚的、由纤维素构成的外壳。壳的结构比较复杂,有的分成两瓣,有的则由许多块小甲片组成,甲片的数目和排列模式是分类的主要依据。细胞多数有两条鞭毛,有的生于细胞前端,有的生于细胞腹面,借助鞭毛摆动能游动。根据壳壁结构及分裂情况,分为纵裂甲藻纲和横裂甲藻纲。福建省沿海共记录了184种,其中,纵裂甲藻纲只记录3种,横裂甲藻纲181种。

1.纵裂甲藻纲(Desmophyceae)

细胞壳壁由左右两瓣组成,两鞭毛生于细胞前端。该纲的研究欠充分。常见的有:

(1)闪光原甲藻(Prorocentrum micans)

细胞卵形或心形,形如瓜子(故又称瓜子虫),左右侧扁,后端尖,顶端有一刺状突起。是赤

潮生物种类之一。赤潮时,夜晚海面有发光现象(参见图4-16之1~3)。

(2)海洋脱壳藻(Exuviaella marina)

细胞椭圆形。与前种的主要区别是细胞前端没有长的刺状突起,而只是在鞭毛孔周围有一圈很小的、不易见到的齿状突(参见图4-16之4)。

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图4-16 原甲藻、脱壳藻

1~3.闪光原甲藻(1.侧面观,2.背面观,3.细胞分裂) 4.海洋脱壳藻

2.横裂甲藻纲(Dinophyceae)

该纲是甲藻门最主要分支。运动细胞有纵沟和横沟,两根鞭毛分别生于腹面纵横两沟的相交点附近,一条绕于横沟,一条自纵沟伸向体后,藻体可借助鞭毛运动旋转前进。

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图4-17 裸甲藻

1.深绿裸甲藻

2.蓝色裸甲藻

3.米金裸甲藻

(?)~1986年6月厦门港发生赤潮的疑问种

(1)裸甲藻属(Gymnodinium)

该属许多种类标本保存较困难,常收缩变形,因此,分类研究不充分。福建沿海现鉴定到种的只有深绿裸甲藻(Gymnodinium aeruginosum)和蓝色裸甲藻(G.coeruleum)两种。该属的一些种类常能形成赤潮,有的还会产生麻痹性贝毒毒素(SPS)。

附注:1986年6月,厦门西港发生的赤潮就是该属一未被明确鉴定的种类(初步认为可能是米金裸甲藻(Gymnodinium mikimotoi)。

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图4-18 夜光藻

1.侧面观,

2.腹面观,

3.游孢子

(2)夜光藻属(Noctiluca)

该属中国沿海只有一种夜光藻(Noctiluca scintillans),但分布很广,是福建沿海最常见的发光赤潮生物种类。其细胞球形或肾脏形,成体的横沟不明显,纵沟与口沟相通,末端生出一个触枝。两鞭毛退化。

(3)鳍藻属(Dinophysis)

细胞左右侧扁,通常卵圆形或后端不规则突出,横沟和纵沟处均有发达的边翅,横沟边翅前伸成漏斗状。福建沿海记录4种,常见的如:具尾鳍藻(Dinophysis caudata)和矛形鳍藻(D.hastata)。该属种类大多是赤潮生物种,有些种类(如:具尾鳍藻)可产生下痢性贝毒毒素(DSP)。

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图4-19 鳍藻

1~2.具尾鳍藻(1.侧面观,2.腹面观) 3.矛形鳍藻(侧面观)

(4)角藻属(Ceratium)