藻类植物
藻类植物是一类比较原始、古老的低等自养型生物。
藻类植物其构造简单,没有根、茎、叶的分化,多为单细胞、群体或多细胞的叶状体,大小差别很大,含光合色素,能进行光合作用。它约有3万种,主要分布于淡水或海水中,某些种类过度繁殖会引起赤潮、水华等现象1。藻类分布的范围极广,对环境条件要求不严,同时自身适应性较强2。
基本信息
- 外文名
Algae
- 中文学名
藻类植物
- 拉丁学名
thallophytes
- 别称
原植体植物
- 界
原生生物界
物种起源
藻类植物可以是从原始的光合细菌发展而来的。光合细菌具有细菌绿素,利用无机的硫化氢作为氢的供应者,产生了光系统。原始藻类植物,如蓝藻类所具有的叶绿素 a,很可能是由细菌绿素进化而来的。蓝藻类利用广泛存在的水为氢的供应者,具有光系统,通过光合作用产生了氧。随着蓝藻类的产生,光合细菌类逐渐退居次要地位,而放氧型的蓝藻类则逐渐成为占优势的种类,释放出来的氧气逐渐改变了大气性质,使整个生物界朝着能量利用效率更高的喜氧生物方向发展。这个方向的进一步发展就产生了具有真核的红藻类,同时,类囊体单条地组成为叶绿体,但集光色素基本上一样,仍以藻胆蛋白为集光色素。蓝藻和红藻的集光色素,藻胆蛋白,需用大量能量和物质合成,是很不经济的原始类型,所以只能发展到红藻类,形成进化上的一个盲枝。
藻类植物的第二个发展方向是在海洋里产生含叶绿素a和叶绿素c的杂色藻类。叶绿素c代替了藻胆蛋白,进一步解决了更有效地利用光能的问题。在开始的时候,藻胆蛋白仍继续存在,如在隐藻类,但进一步的进化,效率较低的藻胆蛋白没有继续存在的必要而逐渐被淘汰,所以在比隐藻类较为高级的种类,如在甲藻类、硅藻类,除叶绿素a以外,只有叶绿素c,而藻胆蛋白消失了。迄今,海洋仍为含有叶绿素c的种类,包括甲藻类、金藻类、黄藻类和硅藻类等浮游藻类和褐藻类的底栖藻类,占据优势。但这个类群不能离开水体,仍是一个盲枝。
藻类植物的第三发展方向是在海洋较浅处产生绿色植物。它们除了叶绿素a以外,还产生了叶绿素b。据科学家估计,叶绿素a+b系统比之叶绿素a+藻胆蛋白系统,光合作用效率高出了3倍,也高于叶绿素a+c系统。这是藻类植物进化的主流。很可能十几年前发现的原绿藻就是这类植物的祖先。原绿藻植物出现的时间可能与原核的杂色藻类(尚未发现)差不多,但由于某种原因,可能与当时的大气光照条件有关,杂色藻类大量发展起来而原绿藻却停留在原始状态。后来,环境条件变为较为适合于叶绿素 b生物的生长,从原绿藻植物就产生了真核的绿藻类。它们不但已产生了叶绿体,而且已经有了比较其他藻类更加进步的光合器,即具有基粒的叶绿体。就是这类植物终于登陆,进一步演化为苔藓植物、蕨类植物及种子植物。几亿年前地球大气的含氧量已达到现在大气的百分之十,形成了臭氧屏蔽层,阻挡了杀伤生物的紫外线,使陆地具备了生命生存的条件。登上陆地后,光合生物的进化速度大大加快,在大约5亿年内就从原始的陆地植物发展到高等的种子植物4。
形态特征
藻类 Algae
具有叶绿素、能进行光合作用、营光能自养型生活的无根茎叶分化、无维管束、无胚的叶状体生物,又称原植体,一般生长在水体中5。
藻类有两个特点:
①藻体各式各样,氧气,藻类无根茎叶的分化,因而实际上藻体就是一个简单的叶,也称为叶状体;
②它们的有性生殖器官一般都为单细胞,有的可以是多细胞的,但缺少一层包围的营养细胞,所有细胞都直接参与生殖作用。
形态
藻类植物体大小悬殊,最小的直径只有1~2微米,肉眼见不到,而最大的长达60多米;形态相差很大,有单细胞、群体和多细胞。群体各体由许多单细胞个体群集而成。多细胞个体有丝状体、囊状体和皮壳状体等,也有类似根、茎、叶的外形,但不具备高等植物那样的内部构造和功能。 生殖器官多数由单细胞构成。合子不在母体内发育成胚。
色素
藻类植物细胞含有各式各样的色素,而不同的色素组成标志着进化的不同方向,是分门的主要依据。 但所有的藻类都含有叶绿素a和光合作用系统Ⅱ并能利用水作为氢的供体,在光合作用中释放出氧气。现大气中的游离氧气主要是光合作用的产物,其中大半是藻类所产生。藻类的色素主要有4类:叶绿素、藻胆蛋白、胡萝卜素和叶黄素,其中除叶绿素a以外,β-胡萝卜素也普遍存在于各种藻类,只是在隐藻门数量较少而已。此外,红藻门、和隐藻门还含有藻胆蛋白;隐藻门、甲藻门、黄藻门、金藻门、硅藻门和褐藻门含有叶绿素c;原绿藻门、屁藻门、绿藻门和轮藻门含有叶绿素b,在红藻门有的种类则含有叶绿素d。少数藻类在演化过程中营腐生或寄生生活,逐渐失掉叶绿素,成为没有色素的藻类。