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蓝藻是原核生物,又叫蓝绿藻 蓝细菌;大多数蓝藻的细胞壁外面有胶质衣,因此又叫粘藻。在所有藻类生物中,蓝藻是最简单、最原始的一种。蓝藻是单细胞生物,没有细胞核,但细胞中央含有核物质,通常呈颗粒状或网状,染色质和色素均匀的分布在细胞质中。该核物质没有核膜和核仁,但具有核的功能,故称其为原核(或拟核)。在蓝藻中还有一种环状DNA——质粒,在基因工程中担当了运载体的作用。和细菌一样,蓝藻属于“原核生物”。

蓝藻是藻类生物,又叫蓝绿藻;大多数蓝藻的细胞壁外面有胶质衣,因此又叫粘藻。在所有藻类生物中,蓝藻是最简单、最原始的一种。所有的蓝藻都含有一种特殊的蓝色色素,蓝藻就是因此得名。但是蓝藻也不全是蓝色的,不同的蓝藻含有一些不同的色素,有的含叶绿素,有的含有蓝藻叶黄素,有的含有胡萝卜素,有的含有蓝藻藻蓝素,也有的含有蓝藻藻红素。红海就是由于水中含有大量藻红素的蓝藻,使海水呈现出红色。

概述

蓝藻是一种原始而古老的藻类原核生物,常于夏季大量繁殖,腐败死亡后在水面形成一层蓝绿色而有腥臭味的浮沫,称为“水华”。一般分为蓝球藻、肋球藻、地管藻、念珠藻和多列藻5个目,共约2000个分类单位,中国约有 900个分类单位。蓝藻在地球上已存在28~32亿年,是年代最久的放氧生物,对地球表面从无氧变为有氧环境起了巨大作用。蓝藻中的一些种类,可作为农作物的氮肥源、和家禽等的饲料以及直接供人类食用。但蓝藻过量繁殖会形成水华,导致水质败坏,从而对水产养殖业和环境造成有害影响。

科属分类

蓝藻属蓝藻门分为两纲:色球藻纲和藻殖段纲。色球藻纲藻体为单细胞体或群体;藻殖段纲藻体为丝状体,有藻殖段。蓝藻在地球上大约出现在距今35~33亿年前,已知蓝藻约2000种,中国已有记录的约900种。分布十分广泛,遍及世界各地,但大多数(约75%)淡水产,少数海产;有些蓝藻可生活在60~85℃的温泉中;有些种类和菌、苔藓、蕨类和裸子植物共生;有些还可穿入钙质岩石或介壳中(如穿钙藻类)或土壤深层中(如土壤蓝藻)。蓝藻是单细胞生物,没有细胞核,但细胞中央含有核物质,通常呈颗粒状或网状,染色体和色素均匀的分布在细胞质中。该核物质没有核膜和核仁,但具有核的功能,故称其为原核。和细菌一样,蓝藻属于“原核生物”。它和具原核的细菌等一起,单立为原核生物界。

繁殖

蓝藻的繁殖方式有两类,一为营养繁殖,包括细胞直接分裂(即裂殖)、群体破裂和丝状体产生藻殖段等几种方法,另一种为某些蓝藻可产生内生孢子或外生孢子等,以进行无性生殖。孢子无鞭毛。目前尚未发现蓝藻有真正的有性生殖。

形态构造

蓝藻为单细胞个体、群体或细胞成串排列成藻丝的丝状体,不分枝、假分枝或真分枝。细胞外具主要由肽多糖组成的胞壁,并往往有粘质胶鞘或胶被包裹。细胞质可分为周围有色素的色质区和中部无色具核质的中心质区。细胞质中常具有大小不等的强反光颗粒。浮游蓝藻往往有伪空胞(又称气泡),为两端呈锥形的微型空筒所组成,有遮光和漂浮的功能。

蓝藻不具叶绿体线粒体高尔基体内质网和液泡等细胞器,含叶绿素a,无叶绿素b,含数种叶黄素和胡萝卜素,还含有藻胆素(是藻红素、藻蓝素和别藻蓝素的总称)。一般说,凡含叶绿素a和藻蓝素量较大的,细胞大多呈蓝绿色。同样,也有少数种类含有较多的藻红素,藻体多呈红色,如生于红海中的一种蓝藻,名叫红海束毛藻,由于它含的藻红素量多,藻体呈红色,而且繁殖的也快,故使海水也呈红色,红海便由此而得名。蓝藻虽无叶绿体,但在电镜下可见细胞质中有很多光合膜,叫类囊体,各种光合色素均附于其上,光合作用过程在此进行。蓝藻的细胞壁和细菌的细胞壁的化学组成类似,主要为粘肽;贮藏的光合产物主要为蓝藻淀粉和蓝藻颗粒体等。细胞壁分内外两层,内层是纤维素的,少数人认为是果胶质和半纤维素的。外层是胶质衣鞘以果胶质为主,或有少量纤维素。内壁可继续向外分泌胶质增加到胶鞘中。有些种类的胶鞘很坚密拌可有层理,有些种类胶鞘很易水化,相邻细胞的胶鞘可互相溶和。胶鞘中可有棕、红、灰等非光合作用色素。蓝藻的藻体有单细胞体的、群体的和丝状体的。最简单的是单细胞体。有些单细胞体由于细胞分裂后子细胞包埋在胶化的母细胞壁内而成为群体,如若反复分裂,群体中的细胞可以很多,较大的群体可以破裂成数个较小的群体。有些单细胞体由于附着生活,有了基部和顶部的极性分化,丝状体是由于细胞分裂按同一个分裂面反复分裂、子细胞相接而形成的。有些丝状体上的细胞都一样,有些丝状体上有异形胞的分化;有的丝状体有伪枝或真分枝,有的丝状体的顶部细胞逐渐尖窄成为毛体,这也叫有极性的分化。丝状体也可以连成群体,包在公共的胶质衣鞘中,这是多细胞个体组成的群体。

生物学特性

蓝藻细胞以直接分裂方式增殖。分裂时细胞中部收缢形成隔壁,将细胞一分为二,丝状蓝藻往往断裂成短的细胞列,可以继续分裂形成新的丝状体。蓝藻也行无性生殖,形成内生孢子或外生孢子。有许多丝状蓝藻能形成厚壁孢子,贮存内含物丰富,有较强的抵抗外界不良环境的能力。厚壁孢子的细胞质可分裂产生新的藻丝。念珠藻目和真枝藻目的许多种类中有异形胞,由营养细胞分化形成,它的呼吸作用较营养细胞强,造成异形胞内的厌氧环境,是固氮酶固氮的主要场所。  

分布

蓝藻分布很广,在淡水和海水中、潮湿和干旱的土壤和岩石上、树干和树叶以及温泉冰雪,甚至在盐卤池、岩石缝等处都可生存,有些还可穿入钙质岩石或钙质皮壳中(如穿钙藻类)生活,具有极大的适应性。在热带亚热带的中性或微碱性生境中生长特别旺盛。有许多种类是普生性的,如陆生的地木耳 (Nostoc commune),不仅存在于热带、亚热带和温带,在寒带甚至南极洲亦有发现。

蓝藻的抗逆性很强,能耐干旱,有些干燥标本存贮65~106年还可保持活力。中国的固氮鱼腥藻(Anabaenaazotica)干燥保存19年后再重新培育时还能生长和固氮。有些蓝藻能在76℃温泉中生长繁殖,有的在54℃条件下还能生长固氮(如鞭枝藻Mastigocladus laminosum);有的可抗-35℃的低温(如地木耳);有一些在过饱和盐水中也可生长。因此,蓝藻常是先锋植物。

培养和利用

约有150多种蓝藻(大多数为念珠藻目的种类)能固定大气中的分子态氮成为结合态氮,并进一步合成蛋白质。其胞外有丰富的多糖类胶质,并含生长刺激物质,适于作稻田肥料,改良土壤,提高土壤保肥、保水能力。这些蓝藻称为固氮蓝藻。在热带、亚热带地区,固氮蓝藻在每公顷稻田中每年能固氮1~70千克。中国已筛选出固氮蓝藻藻种并创立了人工繁殖技术。其方法是先在实验室内培养原种,然后接种到水深3~5厘米的育藻池──土池或塑料薄膜池中扩大培养。池上加小拱薄膜覆盖以控温防雨。藻长满水面即及时捞取晒干贮存备用,或接种到空闲茬口田、杂交水稻制种田扩大生产藻种。收获的藻种可晒干或以鲜藻接种到刚插秧的晚稻田中繁殖,作为本田块的肥料。亦可捞取部分鲜藻接到其他田中繁殖或晒干备明年应用。此外,利用固氮蓝藻所含生长刺激物质处理作物的种子或秧苗,可获得壮秧和根系发达的植株。

蓝藻含有较高的蛋白质(一般为20~50%)、较完备的氨基酸和多种维生素。有些蓝藻可作为食品,如发菜(Nostoc flagelliforme,产中国西北干旱地区)、葛仙米(N.sphaeroides,产华中、华南山区稻田和湿地)、地木耳等。螺旋藻(Spirulina platensis)粗蛋白含量可达70%,为乍得和墨西哥的传统食品,近年来已人工培养作为商品,用作养鱼饲料。中国繁殖螺旋鱼腥藻(Anabaena spiroides)作为鱼种饵料效果良好,有些鱼类非鲫等的成鱼也以蓝藻作为饵料。

危害

在富营养化水体中,蓝藻大量繁殖可形成赤潮,导致养鱼池水缺氧而使鱼浮头甚至死亡,也会影响紫菜等的正常生长。此外,水华和赤潮发生时,蓝藻的有毒突变种分泌的毒素以及腐藻分解时散发的腐臭将影响饮用水源的水质,使人畜中毒。

更为严重的是,蓝藻中有些种类(如微囊藻)还会产生毒素(简称MC),大约50%的绿潮中含有大量MC。MC除了直接对鱼类、人畜产生毒害之外,也是肝癌的重要诱因。MC耐热,不易被沸水分解,但可被活性碳吸收,所以可以用活性碳净水器对被污染水源进行净化。天敌蓝藻等藻类是花、鲢鱼的食物,可以通过投放此类鱼苗来治理藻类,防止藻类爆发。

参考资料

http://it.sohu.com/20070531/n250336429.shtml

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