书城科普读物智慧百科(植物卷)
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第7章 藻类植物(1)

藻类植物绝不是一个单一的类群,各分类系统对它的分门也各不相同,一般分为蓝藻门、眼虫藻门、金藻门、甲藻门、绿藻门、褐藻门、红藻门等。藻类的分类有其特殊性,由于它们都无根、茎、叶等器官的分化,因此它们的分类一般只能根据它们的形态结构、细胞内所含色素、贮藏养料和生殖方式以及生活史等来进行。

藻类植物大概有2万余种,多数生活在淡水和海水中,少部分生活在土壤、树皮、岩石等陆地上。

藻类植物体具有多样类型,有单细胞、群体(各细胞形态构造相同,没有分工)和多细胞个体。藻类植物含有多种不同的色素,如叶绿素a、b、c、d、胡萝卜素、叶黄素和其它多种色素,因为叶绿素与其它色素的比例不同,所以呈现出不同的颜色。

巨藻

巨藻有点像海带,和海带是同族兄弟,都属于藻类中的褐藻。但它的体积大于海带,一般长达100米,大的可达300~400米,甚至500米以上。巨藻身体无根、茎、叶的分化,但有类似根、茎、叶的结构。它的根,有不少分枝,叫做假根。假根不能吸收水分和养分,而只能固着在海底的岩石上,所以又称为固着器。一棵大的巨藻,假根的直径可达1米左右。在假根上长着又粗又长的柄,这就是巨藻的“茎”。柄上巨藻是藻类植物中较高级的一个类群——有组织的分化。每隔10~15厘米,生着一张扁平的假叶,假叶的基部宽,先端窄,长可达1米左右,宽可达10厘米,在每片假叶的基部都有1个气囊,气囊的直径约有3厘米,空气充斥在里面,类似打足气的小皮球,巨藻凭借着无数个这样的气囊,漂浮在海面上。巨藻的柄,开始的部分是直立的,从假叶着生的地方,直到柄的末尾全都漂浮在海面,弯弯曲曲,随浪摆动,活像一条凶恶的海蛇。

巨藻的经济价值很高,据人们分析,巨藻体内含有9.2%的蛋白质、18种氨基酸、多种维生素,此外,钾化合物和微量元素也包含在部分巨藻中,是家畜和鱼类的良好饲料。从巨藻体中可以提取褐藻胶和碘甘露醇等工业原料。其中的褐藻胶,主要用于造纸、纺织和金属加工等方面,价值很高。巨藻还有一项重要用途,就是能产生沼气。人们把巨藻磨碎,经过细菌发酵,沼气就能产生出来。用巨藻提取沼气,成本低而污染少,因而引起人们的极大兴趣。据估计,在不久的将来,巨藻可能和煤、石油相提媲美,成为一种新型的绿色能源。

蓝藻

据地质史的研究称,地球上最早出现的绿色植物是蓝藻。已知最早的蓝藻类化石,发现在南非的古沉积岩中。这是34亿年前,在地球上已有生命的证据。古代蓝藻的样子形似现代的蓝球藻。

蓝藻是藻类生物,又称为蓝绿藻;大多数蓝藻的细胞壁外面有胶质衣,于是又叫粘藻。蓝藻在所有藻类生物中是最简单、最原始的一种。现在已知蓝藻大概有2000种,中国已有记录的大概有900种。分布十分广泛,遍及世界各地,但大多数为(约75%)淡水产,少数海产;有些蓝藻可生活在60~85℃的温泉中;有些种类与菌、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,不具有细胞核,但细胞中央含有核物质,一般呈颗粒状或网状,染色体和色素均匀的分布在细胞质中。这种核物质无核膜和核仁,但具有核的功能,因此把它叫做原核。和细菌一样,蓝藻属于“原核生物”。蓝藻和具原核的细菌等一起,单独称为原核生物界。

色球藻多为单细胞或群体,浮游的或气生的。

色球藻

色球藻为蓝藻门、色球藻科。色球藻藻体多数为2、4、6或更多一些细胞组成的群体,一小部分为单细胞。单细胞时细胞呈球形,群体中的细胞为半球形或四分之一圆形。细胞都含有明显胶被,群体者既含有群体胶被,其内的细胞也各有胶被,有的种类胶被还明显分层。细胞只有原核。细胞蓝绿色、淡蓝绿色或灰色或黄色等。色球藻为淡水常见种类,多见于有机质丰富的水体或潮湿的土壤和花盆壁上。

红雪藻

红雪藻,又叫做雪衣藻,它是一种低级的藻类。红雪藻这种奇妙的微小植物体顽强生存在南高加索的高山地区。

由于高加索地区充足的光和热,雪衣藻的红色素迅速积累起来,在开始融化的雪里很快出现大片红色的“雪”,这是无数的雪衣藻聚成的。每一个雪衣藻都是静止的小球体。它的内部充满了红色素,外面是半透明的外壳。这样的球体生长缓慢,它们成熟后开始分裂,一个球体里的东西先分成两半,接着,这两半仍然分成两半。新生的小雪衣藻从破裂了的外壳中逃脱出来,开始其独立生活。

新生的小雪衣藻前部拱出两根细长的鞭毛,这便于它们在水面上漂游。当它们长到一定程度,就开始放慢了运动的速度,把它们的鞭毛浆逐渐地收进壳里,最后就完全静止下来。之后,这被红色色素撑得圆鼓鼓的雪衣藻成熟后再次分裂,雪衣藻的新生儿又从胀破的外壳中蹦出来,于是一切又从头开始了。

雪衣藻是以营养繁殖方式来繁殖后代的,单细胞的种类通过细胞分裂后,分成2个或4个子细胞,各成一个新个体,此时母细胞消失。于是,在夏天,雪上开始时出现鲜红的斑点,接着这些斑点占的地盘越来越大,最后形成一大片红雪。

8月中旬,高山地区已经很冷了,这些鲜红的雪逐渐褪了色。夜间的严寒把雪冻成冰,雪衣藻又开始准备冬眠了。此时,雪衣藻内部的物质开始变白,细胞停止了生长和活动,等待着数九寒冬的到来。

小球藻

小球藻是一种为人们所熟悉的,繁殖能力很强的绿藻。它能利用太阳光制造大量的蛋白质,一般含蛋白质50%,因此营养价值很高。

早在上世纪五十年代人们就开始开发与利用这种微藻,因此从技术到养殖都进入了一个相对比较成熟的阶段。小球藻是绿藻门,绿藻纲,绿球藻目的一属,单生或聚生,细胞多为球形、椭圆形;它们的细胞壁一般很薄,进行无性繁殖,新孢子成熟时母细胞破裂,孢子逸出,然后长大为新的个体。

小球藻分布于全世界,多生活在较小的浅水处,也能生长于容器、潮湿的土壤、岩石和树皮上,此外还有一些是海产种类。它们还能生活在其它的动植物体内,如除能构成地衣外,我们可以在草履虫、水螅和一些海绵动物的体内找到它们。

小球藻繁殖能力极强,它可以通过太阳光制造丰富的蛋白质,含量可达50%,超过像牛肉、大豆等高蛋白食物;小球藻还富含脂肪、糖类、微量元素和多种维生素;另外人们还发现小球藻内含有一种生长因子(CGF),它能促进机体尤其是儿童机体生长和体质的增强,并能强化免疫系统功能。从前人们多用小球藻加工为饲料,目前可加工为人们直接食用的食品或食品添加剂。人们曾设想将它们作为外太空生存的理想的宇宙食物,而且在其生长过程中还可以被用来做气体交换发生器。

海带

海带属褐藻门,海带属植物。又称为昆布、海带菜、江白菜。藻体褐色,长带状,革质,一般长2~6厘米,宽20~30厘米。藻体明显地区分为固着器、柄部和叶片。固着器像假根一样,柄部粗短圆柱形,柄上部为宽大长带状的叶片。在叶片的中央有两条平行的浅沟,中间为中带部,厚2~5毫米,中带部两缘较薄有波状皱褶,也是藻类植物,像根的部分只是起到固着作用的根状物,像叶的部分叫叶状体。

我国辽宁、山东、江苏、浙江、福建及广东省北部沿海均有养殖,野生海带在低潮线下2~3米深度岩石上均有。受从北到南温差、光照等诸因素差异的影响,使海带的生长成熟期有早有迟,在同一海区或同一苗绳上的海带,其成熟期也有先后,因此,收获期从5月中旬延续到7月上旬。

海带是一种营养价值很高的蔬菜,每百克干海带中含:粗蛋白8.2克,脂肪0.1克,糖57克,粗纤维9.8克,无机盐12.9克,钙2.25克,铁0.15克,以及胡萝卜素0.57毫克,硫胺素(维生素B1)0.69毫克,核黄素(维生素B2)0.36毫克,尼克酸16毫克,产生262干卡热量。与菠菜、油菜相比,除维生素C外,其粗蛋白、糖、钙、铁的含量都高出几倍、几十倍。海带是一种含碘量丰富的海藻。养殖海带一般含碘3~5‰,多可达7~10汛。从中提制得的碘和褐藻酸,在医药、食品和化工方面得到广泛运用。碘是人体必须的元素之一,缺碘会患甲状线肿大,多食海带能防治此病。还能预防动脉硬化,降低胆固醇与脂的积聚。

紫菜

紫菜,又称“紫英”、“子菜”、“索菜”,属红毛菜科植物。紫菜分布于世界各地,生长于浅海潮间带的岩石上,生长期为每年的12月至第二年5月。紫菜的种类很多,现已发现的就有70多种,主要品种有“坛紫菜”、“条斑紫菜”、“圆紫菜”等。

紫菜有着很高的营养价值,含有多种人体必需的营养成分。它的蛋白质含量比鲜蘑菇多9倍,每100克紫菜就含蛋白质26.2克;所含的维生素A、B、C和碘、钙、铁等微量元素也很丰富;其脂肪的含量也比海带多8倍,钙比干口蘑多2倍,尼克酸比木耳多1倍,核黄素比香菇多近10倍。所以,多吃紫菜对人体有着极为重要的保健功效。

具体来说,紫菜富含EPA和DHA,对于预防人体衰老有积极作用。紫菜所含的多糖具有明显增强细胞免疫和体液免疫功能,并可以促进淋巴细胞转化,提高机体的免疫力。紫菜含有大量可降低胆固醇的牛磺酸,有利于保护肝脏。同时,它还含有丰富的胆碱,而胆碱又是神经细胞传递信息的重要化学物质,对增强人的记忆、防止记忆衰退有良好的作用。

早在600年前,明代药王李时珍所着《本草纲目》中就记有:“紫菜可以主治热气,瘿结积块之症”。中医有利用紫菜来治疗甲状腺肿大、颈淋巴结核、慢性支气管炎、咳嗽、水肿、脚气、烦躁失眠、小便淋痛、泻痢等病症。近来年,又有科学实验证明,紫菜的1/5是食物纤维,可以保持肠道健康,将致癌物质排除体外,常吃紫菜对肠癌等癌症有抑制作用。因此,紫菜又被叫做“神仙菜”、“长寿菜”、“维他命宝库”。

甲藻

甲藻为单细胞,多数有2条不等长,排列不相称的鞭毛;少数群体具有分枝的丝状体;极少数无鞭毛呈变形虫状运动或不能运动;细胞核大而明显,有念珠状色质线,有核仁和核内体,原生质中央为1个大的液泡,有的还有搏动,有的有1个眼点,有的具单眼;色素体1或多个,黄绿色或棕黄色,偶为红色;色素体中除了含叶绿素a、c和β-胡萝卜素外,还有几种特有的色素,如硅甲黄素、甲藻黄素、新甲藻黄素、环甲藻素;贮存养分为淀粉、淀粉状物质或脂肪。一般自养,少数腐生或寄生。

主要繁殖方法是细胞分裂,每个子细胞各为母细胞的一半,另外的一半由子细胞自己发育;或是在母细胞体内产生2个或多个能运动的游动孢子,或不能运动的不动孢子;此外,休眠型的芽胞也有发现。只有少数属种中进行有性生殖。

甲藻分布很广,淡水、半咸水、海水中都有,为主要的浮游藻类之一,海生种类很多,特别是热带海洋最多,在寒带海洋中种类较少而数量较多。许多甲藻趋光性强,只生于一定光度的水层中。

甲藻对水温的要求也比其他藻类明显,水温恒定的水层与水温变化的水层分布的种类不同,在较为恒定的远洋生长着多数裸露的种类,而易受海岸影响的海区则多为有甲壳的种类。

在光照和水温适宜时,甲藻能够在短时期内大量繁殖,与硅藻一样为海洋动物的主要饵料,故有“海洋牧草”之称。但也时常由于突然死亡而造成毒害,常称为“赤潮”,引起鱼虾死亡。

地衣

地衣约大概有500个属,26000种左右,它是一种真菌和藻类合作的绿色共生体。这种特殊的构造,使它具有顽强的抵抗力,它凭借这个特殊的本领,广泛分布于全球各地。许多植物不能生长的地方,它都能安家落户。地衣分布得那么广泛,它的妙用也是多方面的。