简介

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藻类由种类繁多的生物从潮湿的岩石和树干上的绿色污渍,到安静的池塘和大型海洋中形成的精细浮渣海藻漂浮在海洋里。一般来说,藻类是由一个或多个真核生物组成的生物细胞(有真正细胞核的细胞)含有叶绿素,而且没有植物复杂。许多种类的藻类都是由单细胞组成的。其他类型可以形成菌落或细胞丝,或像海带一样形成简单的组织。大约有27000种海洋和淡水藻类已被描述。

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藻类在地球上随处可见,特别是在海洋、河流、湖泊、小溪、池塘和沼泽中。它们有时会堆积在玻璃鱼缸的侧面。虽然通常发现在水和潮湿的地方,一些种类的藻类栖息在土壤中,可以在干燥的条件下生存很长时间。藻类可以在树叶上发现,特别是在热带和亚热带,在木头和石头上。有些物种生活在植物和动物体内或靠它们生存。某些物种能够忍受176°F(80°C)的温度居住在温泉及其周围,某些其他物种生活在北极和南极地区的冰雪中。

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海藻,比如常见的海藻,在多岩石的海岸线上最为明显。在北温带,它们在岩石上形成几乎连续的薄膜。在热带地区,人们在泻湖的底部发现了它们,它们与珊瑚礁和环礁有关。有几种藻类通过分泌碳酸钙来促进珊瑚礁的形成。在北极和南极水域,它们延伸到相当深的地方。在淡水中,丰富的营养物质可以大大促进藻类的生长污染,例如含有肥料的径流。

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作为一个群体,藻类是不容易界定的。多年来,藻类因其繁殖能力而被归类为植物光合作用.后来,藻类被置于多样化王国原生生物.尽管有这种分类,但藻类的主要类群并没有密切的进化关系。藻类在它们周围的生物中扮演着许多角色——有时有益,有时有害,这取决于物种。在自然界中,藻类是许多鱼类和其他水生生物的主要食物来源,它们在很大程度上有助于地球上的氧气储存。

藻类的基本特征

“藻类”一词来自拉丁语中“海藻”的意思。藻类是这个词的复数形式吗海藻,这表示一种藻类生物。藻类种类的大小和组成从微小的单细胞Micromonas到巨大的多细胞海带聚集在大陆海岸线上的水下海带森林。海带Nereocystis luetkeana可以长到115英尺(35米)长,而Micromonas测量不到3微米(一个大细菌的大小),只有在显微镜下才能看到。

大多数藻类,不管它们的外表是什么颜色,都含有绿色色素叶绿素。这种物质使这些藻类能够利用阳光的能量,通过光合作用的过程,从二氧化碳和水中制造出它们自己的食物(碳水化合物)。其他色素也存在,使不同的藻类有不同的颜色,用作分类的基础。

对某些种类藻类的研究有助于深入了解藻类的进化植物.这些研究表明,绿藻与植物密切相关,因此具有相同的生长环境进化历史。绿藻和植物有许多共同特征,包括它们的叶绿素色素和细胞壁的组成。虽然绿藻没有真正的根、茎或叶,但这些特征也是苔藓植物的特征,苔藓植物包括苔藓而且苔类

Winton Patnode/图片研究人员

最简单的藻类是漂浮在水中的单细胞生物,通过细胞壁吸收食物。它们通过各种方法进行无性繁殖,包括裂变(简单的细胞分裂)和一种叫做萌芽的方法,在这种方法中,一个细胞从另一个细胞长出来。在较大的藻类中,繁殖方法差异很大。有时一小部分从主植株中分离出来,长成另一株完整的新植株。这被称为碎片化。出芽细胞可能会依附在亲本细胞上。有时它们在周围发芽,形成垫子或称为丝的长链细胞。这些细丝和垫子中的一些漂浮在安静的地方的岩石上,水的运动不足以将它们带走。当漂浮的细胞在水中波动时,这些细丝附着在表面,收集食物,发芽,并扩散成羽毛状的叶子。附着在岩石或其他基底上的部分称为固壁。

一些多细胞藻类的繁殖方式是孢子——在藻类表面形成的繁殖组织的微小集合,被水冲走。当孢子成熟时,它们就会被洗掉。这些自由漂浮的身体随后发育成成年细胞。一些较大的藻类种类可以进行有性繁殖。这些物种产生微小的生殖的身体叫做配子,它们被释放到水中。在那里,配子与异性的配子结合,形成一种新的藻类。

藻类的主要种类

多细胞藻类通常分为三大类:绿藻,或绿藻(来自希腊单词)氯的,意思是“绿色”phyt,意为“植物”);褐藻或褐藻(源自希腊词根)phaeo,意为“昏暗的”或“黑暗的”);还有红藻,或称红藻(Rhodophyta,这个名字来自希腊单词)rhod,意思是“玫瑰”或“红色”)。

大多数红藻和褐藻都是海洋物种,尽管在每一组中都有一些稀有的淡水物种。绿藻往往是淡水居民,尽管也有一些海洋物种。

常见的单细胞藻类类群包括金藻或金藻(来自希腊语,意为“金色植物”),以及鞭毛藻。大多数种类的金藻生活在淡水中,而大多数种类的鞭毛藻生活在海洋环境中。第三种重要的单细胞藻类,硅藻,与金藻密切相关。

蓝绿藻是另一类单细胞光合生物。然而,因为它们没有真核细胞,所以它们不被归类为藻类,而是一种含叶绿素的类型细菌称为蓝藻。

红藻:红藻

海岸上许多最美丽的植物都是红藻。这一类群中大约有5200 - 6000种藻类,被称为红藻。大多数红藻生活在热带海洋栖息地,大多数物种是多细胞的。红藻有着复杂的生活史,这意味着它们作为独立的有机体要经历几个发展阶段才能完成它们的生命周期。大多数进行有性繁殖。

像许多藻类一样,红藻含有叶绿素,因此能够光合作用它们自己的食物。红藻还含有红色色素藻红菊酯,这赋予了它们特有的颜色。由于其吸光特性,这种色素使红藻能够生活在水面以下的深处。

许多种类的红藻类,如紫菜、杜鹃和爱尔兰苔藓,都是作为食物而收获的。紫菜属的任何一种Porphyra)是海苔的来源,海苔是一种干燥的薄海带,在日本料理中很受欢迎。琼脂和卡拉胶是在几种红藻的细胞壁中发现的胶状物质,在各种商业应用中都很重要,包括在冰淇淋和其他乳制品中用作增稠剂。

褐藻:褐藻

这类藻类包括全球大约1500种。大多数褐藻是海洋生物,常见于寒冷的温带水域。种墨角藻属它们生活在岩石海岸线的潮间带。还有一些热带物种,如自由漂浮的大块海藻.所有的phyophyte都是多细胞的,大小范围从丝状的海藻,如种Ectocarpus到形成水下森林的巨大海带。在最大的海带中有该属的成员昆布属植物Macrocystis,Nerocystis

褐藻之所以颜色如此之深,是因为存在一种叫做岩藻黄质的棕色色素。由于这种色素的含量因物种而异,因此棕植植物的颜色范围从橄榄绿到深棕色。褐藻可进行无性繁殖或有性繁殖。孢子和配子分别产生,有两个长度不等的鞭毛。

褐藻蛋白是一种用于食品加工和其他工业的物质。某些种类的褐藻也被用作肥料,还有几种,如几种褐藻昆布属植物,在亚洲是作为蔬菜食用的。

绿藻:绿藻

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这个类群大约有6000 - 8000个物种,其中10%是海洋物种。有些是自由漂浮的,但大多数生活在岸边的岩石上,或聚集在死水上,如池塘里。有几种是陆生的,生长在潮湿栖息地的树上和岩石上。

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叶绿素的存在在绿藻的颜色中是不言而喻的。然而,其他色素的存在可能会影响一些物种的颜色,因此,事实上,个别种类的绿藻的颜色范围从黄绿色到非常深的颜色,几乎是墨绿色。

一些种类的绿藻无性繁殖,通常是通过简单的裂变或分裂;然而,有些物种会释放孢子。然而,有性繁殖更为常见。

绿藻是维持地球生物生存的食物链中至关重要的一环。它们是许多水生生物的直接食物来源,也是氧气的重要来源,氧气是光合作用的最终产物。一些物种,如石莼或海莴苣被人类食用。然而,绿藻也会带来问题。在一定的环境条件下,它们会迅速而不受控制地繁殖。这导致了覆盖湖泊和池塘的“水华”,阻挡了光线到达较低的深度。这引发了一系列的事件:减少的光线导致光合作用的下降,从而导致氧气产量急剧减少。许多生活在深水区的生物,如鱼类和浮游动物,都依赖于藻类和水生植物光合作用产生的氧气。但当光合速率下降,氧气生产停止时,这些生物就会死亡。

金藻:金色藻类

菊花科的成员相当多样化。虽然一些菊花植物在海洋栖息地被发现,但这个组中大约1000个物种中的大多数都在寒冷的淡水环境中被发现。菊花通常是单细胞鞭毛——生物体有鞭状附属物,称为鞭毛。它们的金色来自于次级色素岩藻黄质的存在。

并不是所有的蝶生植物都是完全自养的(自己制造食物)。这个类群的许多成员是兼性异养生物。这意味着在某些条件下——比如缺乏光照或水中存在大量现成的营养物质——它们表现为异养生物(以其他生物为食的生物)。这样的人生策略是一种适应这使得生物体能够在各种各样的环境下生存。

在菊花中有性繁殖是罕见的。大多数种类通过孢子的形成或简单的裂变进行无性繁殖。

的硅藻

硅藻是单细胞光合生物,表面覆盖着富含硅的微小外壳或外部骨架。它们大量地存在于海洋和淡水中。当硅藻脱落外壳时,外壳会掉落到底部,并形成沉积物,可堆积数米。硅藻土-由这种沉积物形成的沉积岩-有许多商业应用,包括用于过滤器、绝缘和磨料。

双鞭毛虫

道格拉斯·p·威尔逊

作为一个群体,鞭毛藻有时被称为Pyrrophyta,这个名字来自希腊语,意思是“火植物”。这个名字指的是某些种类的鞭毛藻能够生物发光,这是一种生物体中的某些化学物质发生反应并产生光的现象。在其他水生生物中也发现了生物发光。专家估计,世界上大约有2000种鞭毛藻,其中大多数是海洋生物。淡水物种栖息在各种各样的环境中,有些甚至生活在雪中。

鞭毛藻种类繁多。一些鞭毛藻是光合作用的,因此是自养的,而另一些是异养的。一些物种可能以浮游植物(自由漂浮的自养生物)的形式存在,而另一些物种可能生活在其他生物体内,如海绵或水母共生的关系。像硅藻一样,光合鞭毛藻是水生环境中大型生物极其重要的营养来源。

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在某些条件下,如温暖的水温和增加的营养物质,鞭毛藻种群可以爆炸或开花。当这种情况发生时,这些有机体就会产生严重的环境问题,即所谓的生态环境问题赤潮之所以如此命名,是因为生物密度的巨大增加导致水呈现红色。某些物种对海洋生物和人类的健康构成严重威胁,因为它们会产生导致瘫痪和死亡的毒素。