浮游植物實質上就是藻類植物,它是生活于水體中的低等植物的一個大類。
一、浮游植物
浮游植物是一類能獨立生活于水體中的自養(yǎng)型生物。同樹木花草一樣,浮游植物具有葉綠素,能利用陽光進行光合作用并釋放氧氣,將無機物質轉變?yōu)?/strong>有機物質。藻類植物的整個藻體都能吸收營養(yǎng)制造有機物質,不需要像高等植物那樣將相當多的能量消耗在支持器官上。
藻類植物個體微小、形態(tài)多樣,許多種類要用顯微鏡才能觀察清楚,故稱為小型微觀藻類植物。它們的形態(tài)結構簡單,其繁殖通常以細胞分裂為主,當環(huán)境條件適宜,營養(yǎng)物質豐富時,藻體的個體增長非常快速。淡水藻類植物分布十分廣泛,各種水域中均有。有些種類在淺水湖泊或小水體中大量繁殖,使水體呈現(xiàn)一定色彩,這一現(xiàn)象稱為“水華”。
二、浮游植物的主要特征
藻類植物沒有真正的根莖葉分化,整個植物體通常可以看作是簡單的葉,故又稱為葉狀體植物。藻類植物的整個藻體都有吸收營養(yǎng)、進行光合作用的能力。藻類植物的生殖單位是單細胞的孢子或合子。雖然有些高等藻類植物的生殖單位可以是多細胞構成,但均直接參與生殖作用,不分為生殖部分和營養(yǎng)部分。藻類植物的生活史中,沒有在母體內孕育著具有藻體雛形胚的過程。簡單地說,藻類就是無胚具葉綠素的自養(yǎng)葉狀體孢子植物。藻類與植物細胞結構對比見圖1。
(衣藻)
(植物細胞)
圖1 藻類與植物細胞結構對照
三、浮游植物的形態(tài)構造
淡水藻類的體型多種多樣,有單細胞體、多細胞體和群體。單細胞體種類大都營浮游生活,為小型微觀藻類,藻體通常為球形、橢圓形、圓柱形、紡錘形、纖維形、新月形等。群體類型的種類常呈球狀、片狀、絲狀、樹枝狀或不規(guī)則形狀。藻類的形態(tài)以及群體中的細胞數(shù)目、排列方式、細胞間的相互關系在分類學上占有重要地位,如圖2所示。
圖2 示浮游植物的形態(tài)
藻體細胞都可以分為細胞壁和原生質兩大部分,但有極少數(shù)種類沒有細胞壁。由于種類不同,細胞壁的組成成分也不一樣。比如綠藻門以及其它具有纖維質細胞壁的種類,外層為膠質,內層為纖維質;硅藻門的細胞壁主要是由硅質組成,即外層為硅質,內層為果膠質;黃藻門的細胞壁由果膠質組成,常為兩瓣套合而成。
圖3 藻類的結構
細胞壁是原生質的分泌物,堅韌而具有一定的形狀,表面的各種紋飾、突起、棘、刺等對于單細胞體藻類營浮游生活有特殊意義。藻類的原生質分化為細胞質和細胞核。原生質內有色素、色素體、造粉核、同化產物等。
據(jù)生化分析,各大門的藻類植物均含有不同的色素。色素的種類是分類的重要依據(jù)。各類藻類植物均含有葉綠素、胡蘿卜素,但其它色素依種類不同而各異。也正是因為含色素不同,藻體所呈現(xiàn)的顏色也不相同。例如,綠藻門為鮮綠色,金藻門為金黃色,藍藻門多為藍綠色。同時,又因具有的色素不同,它們進行光合作用的產物也不相同,藍藻的光合作用產物為藍藻淀粉,金藻的光合作用產物為金藻素(白糖素)及脂肪,黃藻和硅藻的光合作用產物以脂肪為主,裸藻的光合作用產物為副淀粉,甲藻的光合作用產物為淀粉或淀物狀化合物,綠藻的光合作用產物為淀粉。
四、浮游植物的繁殖
藻類植物的生殖機能很強,通常以無性繁殖細胞分裂植物體分割和形成孢子。有性生殖不普遍也不經(jīng)常發(fā)生。
1. 無性繁殖
(1)細胞分裂(又叫營養(yǎng)生殖)。是由一個細胞連同細胞壁均分為兩個。分裂的方向,有的只有一個,有的有2~3個。在適宜的環(huán)境條件下,一個營養(yǎng)細胞均等地分裂成兩個同樣的子細胞,這種方法增加個體是非常迅速的。在群體和多細胞體的藻中,它的“植物體”也常常分裂為較小的群體或多細胞體,如圖4所示。
圖4 細胞分裂模式圖
(2)孢子繁殖。孢子的形成與細胞分裂不同,先是核的分裂,隨后為細胞質的分裂。細胞質的分裂有的是在細胞核分裂完畢后才發(fā)生,有的是隨核的每次分裂而分割,這樣分裂的結果,在一個母體內可以形成2、4、8、16、32、64……個小細胞,這種細胞即是孢子。孢子離開母細胞后即成為新個體,這種繁殖方式稱為孢子繁殖。孢子繁殖模式見圖5。
圖5 孢子繁殖模式圖
有性生殖一般只在一定的條件下或生活史中某一時期才進行,比如生存條件不適宜時生成的孢子細胞壁增厚形成厚壁孢子,或在細胞內另生被膜形成休眠孢子,經(jīng)過一段時間休眠生活條件適宜時又萌發(fā)為新的營養(yǎng)細胞,這樣可以保證藻類在該環(huán)境永續(xù)繁衍。
2.有性繁殖
有性生殖一般只在一定的條件下或生活史中的某一時期才進行。有性繁殖是由雄配子和雌配子結合成一個合子。合子形成以后,一般要經(jīng)過一段時期的休眠后才會生成一個新個體。有的藻類一個合子只生成一個新個體;有的種類則生成兩個或兩個以上的新個體。
雌雄配子形成合子有4種類型:
(1)同配生殖。雌、雄配子的形態(tài)大小都相同,即兩個同形的配子運動結合成合子,一個合子發(fā)育成一個新的個體。
(2)異配生殖。雌、雄配子的形態(tài)相似而大小不同,即大小不同的配子運動結合。
(3)卵配生殖。雌、雄配子的形態(tài)大小都不相同。卵子(雌配子)大不能運動,精子(雄配子)小而可以運動,具有鞭毛,兩個配子結合成合子。
(4)接合生殖。也稱為靜配生殖。它由兩個成熟的細胞發(fā)生接合管相接合或由原來的部分細胞壁相接合,在接合處細胞壁溶化,兩個細胞的內含物或一個細胞的內含物通過溶化處的接合管中或在另一個細胞中相接合而成合子。這種接合生殖方式是綠藻門接合藻目所特有的生殖方式。
致謝作者:梁洪
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