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| − | ''' | + | ''' 中文名称''' ： 藻类 |
| − | + | '''外文名 称'''：algae | |
| − | + | ''' 界 ''' ： 原核 生物 界、原生 生物 界 和植物 界 | |
| − | + | ''' 门 '''： 蓝藻门、 蓝 藻门等 | |
| − | + | '''特 点'''：无根、茎、叶等器官 | |
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| − | + | '''繁 殖'''：营养繁殖、无性繁殖、有性繁殖 | |
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| − | + | '''藻类'''，（''' algae''' ），又称作悬浮植物，包括数种不同类以[[光合作用]]产生能量的生物，其中有属于[[真核细胞]]的藻类，也有属于[[ 原核 细胞]]的藻类。它们一般被认为是简单的[[植物]]，并且一些藻类与比较高等的植 物 有关。虽然其他藻类看似从[[蓝绿藻]]得到光合作用的能力，但是在演化上有独立的分支。所有藻类缺乏真的[[根]] 、[[茎]]、[[叶]]和其他可在[[高等植物]]上发现的组织构造。藻类与细菌和 原生 动物不同之处，是藻类产 生 能量的方式为[[光合自营]]。 | |
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| − | 门 | + | 藻类涵盖了[[原核生物]]、[[原生生物界]]和[[植物界]]。原核生物界中的藻类有生活在无机动物中的原核绿藻。属于原生生物界中的藻类有[[裸藻门]]、[[甲藻门]]（或称[[涡鞭毛藻]]）、[[隐藻门]]、[[金黄藻门]]（包括[[硅藻]]等浮游藻）、[[红藻门]]、[[绿藻 门]]和[[褐藻门]]。而生殖构造复杂的[[轮藻门]]则属于植物界。属于大型藻者一般仅有红 藻门、 绿藻门和褐 藻门等 为大型肉眼可显而易见之固着性藻类。此类大型藻几乎99%以上之种类栖息于海水环境中，故大型藻多以[[海藻]]称之。另外，有些肉眼可见的固着性蓝绿藻和少数之硅藻严格而言应该亦属于大型藻的范围。 |
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| − | + | 藻类的概念古今不同。中国古书上说：“薻，水草也，或作藻”<ref>[http://www.guoxuedashi.com/a/22141m/279262h.html 《神农本草经》 草（中品）：案说文云：薻，水草也，或作藻。广雅云：海萝，海藻也。]，国学大师</ref>。可见在中国古代所说的藻类是对水生植物的总称。在中国现代的植物学中，仍然将一些水生高等植物的名称中贯以"藻"字(如金鱼藻、黑藻、茨藻、狐尾藻等)，也可能来源于此。与此相反，人们往往将一些水中或潮湿的地面和墙壁上个体较小，粘滑的绿色植物统称为青苔，实际上这也不是现在所说的苔类，而主要是藻类。藻类植物并不是一个纯一的类群，各分类系统对它的分门也不尽一致，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 。 | |
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| − | + | 原核生物界中的藻类有蓝绿藻和一些生活在无机动物中的原核绿藻。属于原生生物界中的藻类有甲藻门(或称涡鞭毛藻)、[[隐藻门]]、[[金黄藻门]](包括硅藻等浮游藻)、[[红藻门]] 、 绿藻门和褐藻门。而生 殖 构造复杂的轮藻门则属于植物界。属于大型藻者一般仅有红藻门 、 绿藻门和褐藻门等为大型肉眼可显而易见之固著 性 藻类。此类大型藻几乎99%以上之种类栖息于海水环境中，故大型藻多以海藻称之。 | |
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==起源进化== | ==起源进化== | ||
| − | [[File:藻类起源进化.jpg| | + | [[File:藻类起源进化.jpg|300px|缩略图|右|[https://timgsa.baidu.com/timg?image&quality=80&size=b9999_10000&sec=1576594955694&di=48d4814db07112dcaf675f37f6b4dc65&imgtype=0&src=http%3A%2F%2Fwww.kedo.gov.cn%2Fupload%2Fresources%2Fimage%2F2017%2F05%2F02%2F151550.png 原图链接][http://ask.kedo.gov.cn/c/2017-05-02/881738.shtml 来自蝌蚪五线谱 的图片]]] |
| − | 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 | + | 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<ref>[http://algae.ihb.ac.cn/Article/ArticleContent.aspx?ArticleId=102 藻类-起源进化]，中国科学院淡水藻种库，2012 | + | 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<ref>[http://algae.ihb.ac.cn/Article/ArticleContent.aspx?ArticleId=102 藻类-起源进化]，中国科学院淡水藻种库，2012-1-1</ref>。 |
==生物学== | ==生物学== | ||
| − | 一些藻类与其他真核生物一样有细胞核，有具膜的液泡和细胞器(如线粒体)，大多数藻类于生活过程中需要氧气。用各种叶绿体分子(如叶绿素、类胡萝卜素、藻胆蛋白等)进行光合作用。地球上的光合作用90%由藻类进行，据信在地球早期的历史上藻类在创造富氧环境中发挥重要作用<ref>[https://www.dowater.com/Tech/2018-12-25/869068.html 利用藻类光合作用低能耗污水处理技术]， | + | 一些藻类与其他真核生物一样有细胞核，有具膜的液泡和细胞器(如线粒体)，大多数藻类于生活过程中需要氧气。用各种叶绿体分子(如[[ 叶绿素]] 、类[[ 胡萝卜素]] 、[[ 藻胆蛋白]] 等)进行光合作用。地球上的光合作用90%由藻类进行，据信在地球早期的历史上藻类在创造富氧环境中发挥重要作用<ref>[https://www.dowater.com/Tech/2018-12-25/869068.html 利用藻类光合作用低能耗污水处理技术]，中国污水处理工程网 ，2018-12-25</ref>。浮游的藻类是海洋食物链中非常重要的环节，所有高等水生生物的生存最终依靠藻类的存在，此外，从史前时代起藻类一直被用作牲畜的饲料和人类的食物。 |
藻类可进行营养繁殖(透过细胞分裂或断裂)、无性繁殖(透过释出游动孢子或其他孢子)或有性繁殖。有性繁殖通常发生于生活史中的艰难时期(如于生长季节结束时或处于不利的环境条件下)。 | 藻类可进行营养繁殖(透过细胞分裂或断裂)、无性繁殖(透过释出游动孢子或其他孢子)或有性繁殖。有性繁殖通常发生于生活史中的艰难时期(如于生长季节结束时或处于不利的环境条件下)。 | ||
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藻类在水里非常常见，在陆域环境也是。然而陆域藻类通常较不显眼，且于潮湿、[[热带]]地区比干燥地区更常见，因为藻类缺乏[[维管束]]和其他营陆地生活的适应构造。藻类在其他地点如[[极地雪藻|雪地]]或以[[地衣]]的形式在裸露岩石表面与[[真菌]][[共生]]。 | 藻类在水里非常常见，在陆域环境也是。然而陆域藻类通常较不显眼，且于潮湿、[[热带]]地区比干燥地区更常见，因为藻类缺乏[[维管束]]和其他营陆地生活的适应构造。藻类在其他地点如[[极地雪藻|雪地]]或以[[地衣]]的形式在裸露岩石表面与[[真菌]][[共生]]。 | ||
| − | 种类繁复的藻类在水域生态系扮演重要角色。微观下悬浮于水柱者﹝[[浮游植物]]﹞提供食物给大多数海洋[[食物链]]。当藻类密度非常高﹝[[水华]]﹞时，可能使水变色，与其他生物竞争或使其他生物中毒或窒息。海草大部分生长在浅海水中，然而有些已有生长于300公尺深的纪录。有些供人类食用或生产有用物质如[[洋菜]]、[[卡拉胶|鹿角菜胶]]或肥料。 | + | 种类繁复的藻类在水域生态系扮演重要角色。微观下悬浮于水柱者﹝[[浮游植物]]﹞提供食物给大多数海洋[[食物链]]。当藻类密度非常高﹝[[水华]]﹞时，可能使水变色，与其他生物竞争或使其他生物中毒或窒息。海草大部分生长在浅海水中，然而有些已有生长于300公尺深的纪录。有些供人类食用或生产有用物质如[[洋菜]]、[[卡拉胶|鹿角菜胶]]或肥料<ref>[http://algae.ihb.ac.cn/Article/ArticleContent.aspx?ArticleId=101 藻类-生态特征]，中国科学院淡水藻种库，2012-1-1</ref> 。 |
==人类意义== | ==人类意义== | ||
| − | 我国利用藻类作为食品，不但有悠久的历史，食用的种类和方法之多，也是世界闻名的。据初步统计，我国所产的大型食用藻类至少有50～60种，经常作为商品出售的食用藻类主要是海产藻类，如礁膜(Monostroma nilidum)、石莼(Ulva lactula)、海带(Laminaria japonica)、裙带菜(Undaria pinnatifida)、紫菜(Porphyra sp.)、石花菜(Gelidium amansii)等。商品食用淡水藻类有地木耳(Nostoc commume)和发菜(Nostoc commume var.flagelliforme)。我国云南景洪地区傣族同胞食用和出口缅甸等国的 | + | 我国利用藻类作为食品，不但有悠久的历史，食用的种类和方法之多，也是世界闻名的。据初步统计，我国所产的大型食用藻类至少有50～60种，经常作为商品出售的食用藻类主要是海产藻类，如礁膜(Monostroma nilidum)、石莼(Ulva lactula)、海带(Laminaria japonica)、裙带菜(Undaria pinnatifida)、紫菜(Porphyra sp.)、石花菜(Gelidium amansii)等。商品食用淡水藻类有地木耳(Nostoc commume)和发菜(Nostoc commume var.flagelliforme)。我国云南景洪地区傣族同胞食用和出口缅甸等国的 “ 岛 ” 和 “ 解 ” 就是用淡水藻类中的水绵(Spirogy- ra)和刚毛藻(Cladophora)加工制成的。由于单细胞藻类中含有丰富的营养物质，又有繁殖快，产量高的特点，大面积培养单细胞藻类作为人类食用或家畜的精饲料，也早已引起人们的重视，而且有的(如[[ 小球藻]] 、[[ 栅藻]])已在国内外推广利用。 |
| − | 藻类对于医学和农业也有很密切的关系。有的直接作为药用，例如褐藻中的海带、裙带菜、羊栖菜(Sargassum fusiforme)等，都有防治甲状腺肿大的功效。红藻中的鹧鸪菜(Caloglos-sa leprieurii)和海人草(Digenea simplex)可作为驱除蛔虫的特效药。从褐藻中提取的藻胶酸、甘露醇和红藻中提取的琼胶也在医学中广泛应用，例如藻胶酸盐可作为制造牙模和止血药物的原料;甘露醇有消除脑水肿和利尿的效能，琼胶除作为轻泻药治疗便秘症外，还可用来作为制造药膏的药基，包药粉的药衣和细菌培养基的凝固剂。土壤藻类不但可以积累有机物质，刺激土壤微生物的活动，增加土壤中的含氧量，防止无机盐的流失，减少土壤的侵蚀，其中有些蓝藻还能固定空气中游离的氮素，在提高土壤肥力中起重要作用。此外，藻类是鱼类食物链的基础，鱼类的天然饵料，一般都直接或间接的来自浮游藻类，所以在淡水鱼类养殖中，多通过施肥，繁殖藻类，为鱼类提供饵料。但是，当浮游藻类大量繁殖发生水华的时候，由于水中缺氧或产生有毒物质，也往往引起鱼类大量死亡。 | + | 藻类对于医学和农业也有很密切的关系。有的直接作为药用，例如褐藻中的[[ 海带]] 、[[ 裙带菜]] 、[[ 羊栖菜]](Sargassum fusiforme)等，都有防治甲状腺肿大的功效。红藻中的鹧鸪菜(Caloglos-sa leprieurii)和海人草(Digenea simplex)可作为驱除蛔虫的特效药。从褐藻中提取的藻胶酸、甘露醇和红藻中提取的琼胶也在医学中广泛应用，例如藻胶酸盐可作为制造牙模和止血药物的原料;甘露醇有消除脑水肿和利尿的效能，[[ 琼胶]] 除作为轻泻药治疗便秘症外，还可用来作为制造药膏的药基，包药粉的药衣和细菌培养基的凝固剂。土壤藻类不但可以积累有机物质，刺激土壤微生物的活动，增加土壤中的含氧量，防止无机盐的流失，减少土壤的侵蚀，其中有些蓝藻还能固定空气中游离的氮素，在提高土壤肥力中起重要作用。此外，藻类是鱼类食物链的基础，鱼类的天然饵料，一般都直接或间接的来自浮游藻类，所以在淡水鱼类养殖中，多通过施肥，繁殖藻类，为鱼类提供饵料。但是，当浮游藻类大量繁殖发生水华的时候，由于水中缺氧或产生有毒物质，也往往引起鱼类大量死亡。 |
| − | 以藻类为原料所制成的产品，特别是藻胶酸盐，已广泛应用于工业生产中。例如琼胶在食品工业中可作为凝固剂和糖一起制成软糖，和淀粉一起制成包糖用的糯米纸，制面包时加入琼胶可以使面包保持长期的松软，加入果子露中，可制成冷冻果汁 | + | 以藻类为原料所制成的产品，特别是藻胶酸盐，已广泛应用于工业生产中。例如琼胶在食品工业中可作为凝固剂和糖一起制成软糖，和淀粉一起制成包糖用的糯米纸，制面包时加入琼胶可以使面包保持长期的松软，加入果子露中，可制成冷冻果汁 ； 制鱼、肉罐头时加入琼胶，可以保持鱼、肉的原形，不致在运输中散开 ； 在日本和欧美各国，还用琼胶作为酿造酒、醋、酱油的澄清剂。在建筑业中，藻胶酸除用以粉刷墙壁、水泥加固、涂敷木材、金属品和工作母机外，还可以制成格子板和油毡的代用品。 |
==商业用途== | ==商业用途== | ||
| − | 藻类有广泛的商业用途。藻类制品包括由70多种红藻制成的琼脂糖类(如琼脂)。琼脂用于鱼罐头制造、烹制鱼的包装、织物上浆及胶片和高级黏合剂的制造，又可用于汤、调味汁、果冻、糕饼、糖霜等中。由角叉菜制成的角叉菜胶，用途与琼脂相同，又包括钠、钾、钙盐。藻酸是褐藻的组分，可制成能像丝一样纺成线的碱金属盐。 | + | 藻类有广泛的商业用途。藻类制品包括由70多种红藻制成的琼脂糖类(如琼脂)。琼脂用于鱼罐头制造、烹制鱼的包装、织物上浆及胶片和高级黏合剂的制造，又可用于汤、调味汁、[[ 果冻]] 、[[ 糕饼]] 、糖霜等中。由角叉菜制成的角叉菜胶，用途与琼脂相同，又包括[[ 钠]] 、[[ 钾]] 、[[ 钙盐]] 。[[ 藻酸]] 是褐藻的组分，可制成能像丝一样纺成线的碱金属盐。 |
==藻类价值== | ==藻类价值== | ||
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藻类通过光合作用固定无机碳，使之转化为碳水化合物，从而为水域生产力提供基础。海洋浮游藻的总生产力估计每年为31×10吨碳。在食物链的转换中，1千克鱼肉约需100～1000千克浮游藻，因此浮游藻类资源丰富的海区都是世界著名渔场所在地，而浮游藻类的产量就成为估算海洋生产力的指标。 | 藻类通过光合作用固定无机碳，使之转化为碳水化合物，从而为水域生产力提供基础。海洋浮游藻的总生产力估计每年为31×10吨碳。在食物链的转换中，1千克鱼肉约需100～1000千克浮游藻，因此浮游藻类资源丰富的海区都是世界著名渔场所在地，而浮游藻类的产量就成为估算海洋生产力的指标。 | ||
| − | 在池塘鱼类养殖中一般根据水色判断水质，而水色是由藻类的优势种及其繁殖程度决定的。如血红眼虫藻占优势种时表现红色水华，说明水质贫瘦 | + | 在池塘鱼类养殖中一般根据水色判断水质，而水色是由藻类的优势种及其繁殖程度决定的。如血红眼虫藻占优势种时表现红色水华，说明水质贫瘦 ； 衣藻占优势时呈墨绿色水华且有粘性水泡，表示水质肥沃 ； 微囊藻与颤藻、鱼腥藻占优势时池水呈铜锈色纱絮状水华，味臭有害于鱼 ； 蓝裸甲藻占优势形成的蓝色水华是养殖鲢、鳙、鲤、鲫、非鲫高产鱼池的典型水质之一，但繁殖过盛也会使水质恶化造成鱼类泛池。此外，[[ 扁藻]] 、[[ 杜氏藻]] 、[[ 小球藻]] 等单细胞藻类蛋白质含量较高，是贝类、虾类和海参类养殖的重要天然饵料。 |
| − | + | [[ 固氮蓝藻]] 是[[ 地球]] 上提供化合氮的重要生物，也是可利用的重要[[ 生物氮]] 肥资源。目前已知固氮蓝藻有120多种,在每公顷水稻田中固氮量达16～89千克。 | |
褐藻门的海带、裙带菜，红藻门的紫菜，蓝藻门的发菜，绿藻门的石莼和浒苔等都是重要的食用藻类。 | 褐藻门的海带、裙带菜，红藻门的紫菜，蓝藻门的发菜，绿藻门的石莼和浒苔等都是重要的食用藻类。 | ||
| − | 藻类在工业上的用途主要是提供各种藻胶。褐藻门的海带、昆布、裙带菜、鹿角菜、羊栖菜等除供食用外，可作为提碘、甘露醇及褐藻胶的原料。巨藻、泡叶藻及其他马尾藻也可作为提取褐藻胶的原料。褐藻胶在食品、造纸、化工、纺织工业上用途广泛。从石花菜、江蓠、仙菜等可提取琼胶用作医药、化学工业的原料和微生物学研究的培养剂。从红藻门的角叉藻、麒麟菜、杉藻、沙菜、银杏藻、叉枝藻、蜈蚣藻、海萝和伊谷草等藻类中，可提取在食品工业上有广泛用途的卡拉胶。 | + | 藻类在工业上的用途主要是提供各种藻胶。褐藻门的海带、昆布、裙带菜、鹿角菜、羊栖菜等除供食用外，可作为提碘、甘露醇及褐藻胶的原料。巨藻、泡叶藻及其他马尾藻也可作为提取褐藻胶的原料。褐藻胶在食品、造纸、化工、纺织工业上用途广泛。从石花菜、江蓠、仙菜等可提取琼胶用作医药、化学工业的原料和微生物学研究的培养剂。从红藻门的[[ 角叉藻]] 、[[ 麒麟菜]] 、[[ 杉藻]] 、[[ 沙菜]] 、[[ 银杏藻]] 、[[ 叉枝藻]] 、[[ 蜈蚣藻]] 、[[ 海萝]] 和[[ 伊谷草]] 等藻类中，可提取在食品工业上有广泛用途的卡拉胶<ref>[http://algae.ihb.ac.cn/Article/ArticleContent.aspx?ArticleId=103 藻类-经济价值]，中国科学院淡水藻种库，2012-1-1</ref> 。 |
===研究价值=== | ===研究价值=== | ||
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美国藻类采集计划以盘存获得之30万种标本种类著称。 | 美国藻类采集计划以盘存获得之30万种标本种类著称。 | ||
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| + | <center>多种多样的藻类植物</center> | ||
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| + | <center>浮游植物如此大规模的繁殖生产，对人类也十分的有利</center> | ||
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==参考文献== | ==参考文献== | ||
[[Category:360 生物科學總論]] | [[Category:360 生物科學總論]] | ||
於 2022年8月9日 (二) 00:40 的最新修訂
| 藻類 |
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中文名稱：藻類 外文名稱：algae 界 ：原核生物界、原生生物界和植物界 門 ：藍藻門、藍藻門等 特 點：無根、莖、葉等器官 繁 殖：營養繁殖、無性繁殖、有性繁殖 |
藻類，（ algae ），又稱作懸浮植物，包括數種不同類以光合作用產生能量的生物，其中有屬於真核細胞的藻類，也有屬於原核細胞的藻類。它們一般被認為是簡單的植物，並且一些藻類與比較高等的植物有關。雖然其他藻類看似從藍綠藻得到光合作用的能力，但是在演化上有獨立的分支。所有藻類缺乏真的根、莖、葉和其他可在高等植物上發現的組織構造。藻類與細菌和原生動物不同之處，是藻類產生能量的方式為光合自營。
藻類涵蓋了原核生物、原生生物界和植物界。原核生物界中的藻類有生活在無機動物中的原核綠藻。屬於原生生物界中的藻類有裸藻門、甲藻門（或稱渦鞭毛藻）、隱藻門、金黃藻門（包括硅藻等浮游藻）、紅藻門、綠藻門和褐藻門。而生殖構造複雜的輪藻門則屬於植物界。屬於大型藻者一般僅有紅藻門、綠藻門和褐藻門等為大型肉眼可顯而易見之固着性藻類。此類大型藻幾乎99%以上之種類棲息于海水環境中，故大型藻多以海藻稱之。另外，有些肉眼可見的固着性藍綠藻和少數之硅藻嚴格而言應該亦屬於大型藻的範圍。
藻類的概念古今不同。中國古書上說：「薻，水草也，或作藻」[1]。可見在中國古代所說的藻類是對水生植物的總稱。在中國現代的植物學中，仍然將一些水生高等植物的名稱中貫以"藻"字(如金魚藻、黑藻、茨藻、狐尾藻等)，也可能來源於此。與此相反，人們往往將一些水中或潮濕的地面和牆壁上個體較小，粘滑的綠色植物統稱為青苔，實際上這也不是現在所說的苔類，而主要是藻類。藻類植物並不是一個純一的類群，各分類系統對它的分門也不盡一致，一般分為藍藻門、眼蟲藻門、金藻門、甲藻門、綠藻門、褐藻門、紅藻門等。
原核生物界中的藻類有藍綠藻和一些生活在無機動物中的原核綠藻。屬於原生生物界中的藻類有甲藻門(或稱渦鞭毛藻)、隱藻門、金黃藻門(包括硅藻等浮游藻)、紅藻門、綠藻門和褐藻門。而生殖構造複雜的輪藻門則屬於植物界。屬於大型藻者一般僅有紅藻門、綠藻門和褐藻門等為大型肉眼可顯而易見之固著性藻類。此類大型藻幾乎99%以上之種類棲息于海水環境中，故大型藻多以海藻稱之。
起源進化
藻類植物可以是從原始的光合細菌發展而來的。光合細菌具有細菌綠素，利用無機的硫化氫作為氫的供應者，產生了光系統。原始藻類植物，如藍藻類所具有的葉綠素a，很可能是由細菌綠素進化而來的。藍藻類利用廣泛存在的水為氫的供應者，具有光系統，通過光合作用產生了氧。隨着藍藻類的產生，光合細菌類逐漸退居次要地位，而放氧型的藍藻類則逐漸成為占優勢的種類，釋放出來的氧氣逐漸改變了大氣性質，使整個生物界朝着能量利用效率更高的喜氧生物方向發展。這個方向的進一步發展就產生了具有真核的紅藻類，同時，類囊體單條地組成為葉綠體，但集光色素基本上一樣，仍以藻膽蛋白為集光色素。藍藻和紅藻的集光色素，藻膽蛋白，需用大量能量和物質合成，是很不經濟的原始類型，所以只能發展到紅藻類，形成進化上的一個盲枝。
藻類植物的第二個發展方向是在海洋里產生含葉綠素a和葉綠素c的雜色藻類。葉綠素c代替了藻膽蛋白,進一步解決了更有效地利用光能的問題。在開始的時候，藻膽蛋白仍繼續存在，如在隱藻類，但進一步的進化，效率較低的藻膽蛋白沒有繼續存在的必要而逐漸被淘汰，所以在比隱藻類較為高級的種類，如在甲藻類、硅藻類，除葉綠素a以外，只有葉綠素c，而藻膽蛋白消失了。迄今，海洋仍為含有葉綠素c的種類，包括甲藻類、金藻類、黃藻類和硅藻類等浮游藻類和褐藻類的底棲藻類，占據優勢。但這個類群不能離開水體，仍是一個盲枝。
藻類植物的第三發展方向是在海洋較淺處產生綠色植物。它們除了葉綠素a以外，還產生了葉綠素b。據科學家估計，葉綠素a+b系統比之葉綠素a+藻膽蛋白系統，光合作用效率高出了3倍，也高於葉綠素a+c系統。這是藻類植物進化的主流。很可能十幾年前發現的原綠藻就是這類植物的祖先。原綠藻植物出現的時間可能與原核的雜色藻類(尚未發現)差不多，但由於某種原因，可能與當時的大氣光照條件有關，雜色藻類大量發展起來而原綠藻卻停留在原始狀態。後來，環境條件變為較為適合於葉綠素 b生物的生長，從原綠藻植物就產生了真核的綠藻類。它們不但已產生了葉綠體，而且已經有了比較其他藻類更加進步的光合器，即具有基粒的葉綠體。就是這類植物終於登陸，進一步演化為苔蘚植物、蕨類植物及種子植物。幾億年前地球大氣的含氧量已達到現在大氣的百分之十，形成了臭氧屏蔽層，阻擋了殺傷生物的紫外線，使陸地具備了生命生存的條件。登上陸地後，光合生物的進化速度大大加快，在大約5億年內就從原始的陸地植物發展到高等的種子植物[2]。
生物學
一些藻類與其他真核生物一樣有細胞核，有具膜的液泡和細胞器(如線粒體)，大多數藻類於生活過程中需要氧氣。用各種葉綠體分子(如葉綠素、類胡蘿蔔素、藻膽蛋白等)進行光合作用。地球上的光合作用90%由藻類進行，據信在地球早期的歷史上藻類在創造富氧環境中發揮重要作用[3]。浮游的藻類是海洋食物鏈中非常重要的環節，所有高等水生生物的生存最終依靠藻類的存在，此外，從史前時代起藻類一直被用作牲畜的飼料和人類的食物。
藻類可進行營養繁殖(透過細胞分裂或斷裂)、無性繁殖(透過釋出遊動孢子或其他孢子)或有性繁殖。有性繁殖通常發生於生活史中的艱難時期(如於生長季節結束時或處於不利的環境條件下)。
藻類的分子式近似地為C106H263O110N16P(藻類原生質)。
生態
藻類在水裡非常常見，在陸域環境也是。然而陸域藻類通常較不顯眼，且於潮濕、熱帶地區比乾燥地區更常見，因為藻類缺乏維管束和其他營陸地生活的適應構造。藻類在其他地點如雪地或以地衣的形式在裸露岩石表面與真菌共生。
種類繁複的藻類在水域生態系扮演重要角色。微觀下懸浮於水柱者﹝浮游植物﹞提供食物給大多數海洋食物鏈。當藻類密度非常高﹝水華﹞時，可能使水變色，與其他生物競爭或使其他生物中毒或窒息。海草大部分生長在淺海水中，然而有些已有生長於300公尺深的紀錄。有些供人類食用或生產有用物質如洋菜、鹿角菜膠或肥料[4]。
人類意義
我國利用藻類作為食品，不但有悠久的歷史，食用的種類和方法之多，也是世界聞名的。據初步統計，我國所產的大型食用藻類至少有50～60種，經常作為商品出售的食用藻類主要是海產藻類，如礁膜(Monostroma nilidum)、石蓴(Ulva lactula)、海帶(Laminaria japonica)、裙帶菜(Undaria pinnatifida)、紫菜(Porphyra sp.)、石花菜(Gelidium amansii)等。商品食用淡水藻類有地木耳(Nostoc commume)和髮菜(Nostoc commume var.flagelliforme)。我國雲南景洪地區傣族同胞食用和出口緬甸等國的「島」和「解」就是用淡水藻類中的水綿(Spirogy- ra)和剛毛藻(Cladophora)加工製成的。由於單細胞藻類中含有豐富的營養物質，又有繁殖快，產量高的特點，大面積培養單細胞藻類作為人類食用或家畜的精飼料，也早已引起人們的重視，而且有的(如小球藻、柵藻)已在國內外推廣利用。
藻類對於醫學和農業也有很密切的關係。有的直接作為藥用，例如褐藻中的海帶、裙帶菜、羊棲菜(Sargassum fusiforme)等，都有防治甲狀腺腫大的功效。紅藻中的鷓鴣菜(Caloglos-sa leprieurii)和海人草(Digenea simplex)可作為驅除蛔蟲的特效藥。從褐藻中提取的藻膠酸、甘露醇和紅藻中提取的瓊膠也在醫學中廣泛應用，例如藻膠酸鹽可作為製造牙模和止血藥物的原料;甘露醇有消除腦水腫和利尿的效能，瓊膠除作為輕瀉藥治療便秘症外，還可用來作為製造藥膏的藥基，包藥粉的藥衣和細菌培養基的凝固劑。土壤藻類不但可以積累有機物質，刺激土壤微生物的活動，增加土壤中的含氧量，防止無機鹽的流失，減少土壤的侵蝕，其中有些藍藻還能固定空氣中游離的氮素，在提高土壤肥力中起重要作用。此外，藻類是魚類食物鏈的基礎，魚類的天然餌料，一般都直接或間接的來自浮游藻類，所以在淡水魚類養殖中，多通過施肥，繁殖藻類，為魚類提供餌料。但是，當浮游藻類大量繁殖發生水華的時候，由於水中缺氧或產生有毒物質，也往往引起魚類大量死亡。
以藻類為原料所製成的產品，特別是藻膠酸鹽，已廣泛應用於工業生產中。例如瓊膠在食品工業中可作為凝固劑和糖一起製成軟糖，和澱粉一起製成包糖用的糯米紙，制麵包時加入瓊膠可以使麵包保持長期的鬆軟，加入果子露中，可製成冷凍果汁；制魚、肉罐頭時加入瓊膠，可以保持魚、肉的原形，不致在運輸中散開；在日本和歐美各國，還用瓊膠作為釀造酒、醋、醬油的澄清劑。在建築業中，藻膠酸除用以粉刷牆壁、水泥加固、塗敷木材、金屬品和工作母機外，還可以製成格子板和油氈的代用品。
商業用途
藻類有廣泛的商業用途。藻類製品包括由70多種紅藻製成的瓊脂糖類(如瓊脂)。瓊脂用於魚罐頭製造、烹製魚的包裝、織物上漿及膠片和高級黏合劑的製造，又可用於湯、調味汁、果凍、糕餅、糖霜等中。由角叉菜製成的角叉菜膠，用途與瓊脂相同，又包括鈉、鉀、鈣鹽。藻酸是褐藻的組分，可製成能像絲一樣紡成線的鹼金屬鹽。
藻類價值
經濟價值
藻類在經濟上的重要性主要表現在:
藻類通過光合作用固定無機碳，使之轉化為碳水化合物，從而為水域生產力提供基礎。海洋浮游藻的總生產力估計每年為31×10噸碳。在食物鏈的轉換中，1千克魚肉約需100～1000千克浮游藻，因此浮游藻類資源豐富的海區都是世界著名漁場所在地，而浮游藻類的產量就成為估算海洋生產力的指標。
在池塘魚類養殖中一般根據水色判斷水質，而水色是由藻類的優勢種及其繁殖程度決定的。如血紅眼蟲藻占優勢種時表現紅色水華，說明水質貧瘦；衣藻占優勢時呈墨綠色水華且有粘性水泡，表示水質肥沃；微囊藻與顫藻、魚腥藻占優勢時池水呈銅銹色紗絮狀水華，味臭有害於魚；藍裸甲藻占優勢形成的藍色水華是養殖鰱、鱅、鯉、鯽、非鯽高產魚池的典型水質之一，但繁殖過盛也會使水質惡化造成魚類泛池。此外，扁藻、杜氏藻、小球藻等單細胞藻類蛋白質含量較高，是貝類、蝦類和海參類養殖的重要天然餌料。
固氮藍藻是地球上提供化合氮的重要生物，也是可利用的重要生物氮肥資源。目前已知固氮藍藻有120多種,在每公頃水稻田中固氮量達16～89千克。
褐藻門的海帶、裙帶菜，紅藻門的紫菜，藍藻門的髮菜，綠藻門的石蓴和滸苔等都是重要的食用藻類。
藻類在工業上的用途主要是提供各種藻膠。褐藻門的海帶、昆布、裙帶菜、鹿角菜、羊棲菜等除供食用外，可作為提碘、甘露醇及褐藻膠的原料。巨藻、泡葉藻及其他馬尾藻也可作為提取褐藻膠的原料。褐藻膠在食品、造紙、化工、紡織工業上用途廣泛。從石花菜、江蘺、仙菜等可提取瓊膠用作醫藥、化學工業的原料和微生物學研究的培養劑。從紅藻門的角叉藻、麒麟菜、杉藻、沙菜、銀杏藻、叉枝藻、蜈蚣藻、海蘿和伊穀草等藻類中，可提取在食品工業上有廣泛用途的卡拉膠[5]。
研究價值
研究海洋或淡水藻類的學科稱為藻類學(Phycology或Algology)。
美國藻類採集計劃以盤存獲得之30萬種標本種類著稱。
視頻
藻類相關視頻
參考文獻
- ↑ 《神農本草經》 草（中品）：案說文云：薻，水草也，或作藻。廣雅云：海蘿，海藻也。，國學大師
- ↑ 藻類-起源進化，中國科學院淡水藻種庫，2012-1-1
- ↑ 利用藻類光合作用低能耗污水處理技術，中國污水處理工程網，2018-12-25
- ↑ 藻類-生態特徵，中國科學院淡水藻種庫，2012-1-1
- ↑ 藻類-經濟價值，中國科學院淡水藻種庫，2012-1-1