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“身份”复杂的藻类

媒体:自然阅览室  作者:涧歌
专业号:孙莹 2025/7/24 10:46:44

藻类生物,作为地球上最为古老且多样化的生物类群之一,在自然界中占据着举足轻重的地位。从碧波荡漾的湖泊到广袤无垠的海洋,从潮湿的岩石表面到温热的温泉,藻类都能找到属于自己的生存空间。

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很多人把藻类当成植物,事实果真如此吗?

一、对藻类的认识

为了对藻类有一个直观的认识,我们来看看下面这些图片,相信您在现实中见过。

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以上这些就是我们肉眼见到的藻类。那么,显微镜下的藻类又是什么样的呢?我们接着看下面的图片。

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藻类的形态结构包括:

单细胞藻类:如衣藻,细胞呈球形或卵形,具有鞭毛,能自由游动,有眼点可感知光线。

多细胞藻类:结构较为复杂,如海带,有类似叶片的“带片”、柄部和固着器。

二、藻类的“身份”

为什么说藻类的“身份”复杂呢?这主要来自于在生物分类体系中,藻类的跨界现象。有的说它是植物,有的说它是原核生物,有的又说它是真核生物,还有的说它属于细菌,等等。

总之,随着科学认知的深入不断演变,藻类如同一位神秘的“多面人”,在不同的分类框架中展现出多样的身份。

(一)藻类仅仅是植物吗?

说藻类属于植物的最大理由,是因为它能进行光合作用。

藻类是一群具有光合作用能力的低等生物,它们没有真正的根、茎、叶分化,形态结构极为丰富,从单细胞的衣藻到多细胞的海带,从微小的浮游藻类到巨大的巨藻,种类繁多。

藻类含有叶绿素等光合色素,能将光能转化为化学能,是生态系统中重要的初级生产者,为整个生态系统提供物质和能量基础,在生态系统的物质循环和能量流动中扮演着关键角色。

千万不要小看藻类在生态系统中的重要作用,说一个下面的数据,您可能就对它“肃然起敬”。

我们地球上70%的氧气来自于海洋中的藻类!而并非我们想象中陆地上的树木,只有30%的氧气来自于这些陆地植物。

有人会说:有那么神吗?真有这么神!不仅仅是这些,甚至地球上能够出现氧气也与藻类的作用分不开。

这个问题在《一直以为氧都是由陆地植物产生的,其实海洋藻类才是地球上制造氧气的开山鼻祖》、《蓝藻与地球大气层的形成》都有过介绍,这里就不展开了。

同时,藻类还具有多种繁殖方式,包括营养繁殖、无性生殖和有性生殖,以适应不同的环境条件,这些特点也符合植物的特性。

因此,在早期的林奈两界分类系统中,藻类凭借细胞壁的存在以及光合作用的能力,被简单而统一地归入植物界。在当时有限的认知条件下,这种分类方式为藻类的研究和理解提供了初步的框架,使得藻类与其他植物一同成为生物学研究的重要对象 。

但随着显微镜技术的发展和对细胞结构研究的深入,科学家们发现藻类群体内部存在着巨大的差异,这一分类方式的局限性逐渐显现。

(二)不能简单地把藻类全部归入植物

魏泰克提出的五界分类系统,标志着藻类分类的重大变革。在这一系统中,藻类不再被简单地归为一类。

——原核藻类,如蓝藻(蓝细菌),因其没有核膜包裹的细胞核、只有拟核区域以及简单的细胞器结构等原核生物特征,被单独划分到原核生物界。

——一些单细胞真核藻类,如甲藻、金藻等,由于其细胞结构和生活方式的独特性,被划分到原生生物界。

——而绿藻、红藻、褐藻等多细胞真核藻类,因其具备相对复杂的细胞结构和组织分化,仍然保留在植物界。

这种分类方式更加科学地反映了藻类生物的进化关系和生物学特性,使人们对藻类的认识更加深入和准确。

随着伍斯等人提出的三域分类系统,从分子生物学的角度进一步重新定义了藻类的分类地位。

——原核藻类中的蓝藻被归类于细菌域,强调了其与其他细菌在遗传和分子层面的相似性;

——而真核藻类则归属于真核生物域,根据其具体的生物学特征,分别被划分到植物界或原生生物界等不同类群中。

这一分类系统为藻类的研究提供了全新的视角,推动了藻类分类学向分子水平深入发展。

藻类生物在生物分类体系中的地位演变,是人类对自然认知不断深化的生动写照。

从最初简单地将其归为植物,到如今根据细胞结构、遗传信息等多方面特征进行细致分类,每一次分类体系的更新都代表着生物学研究的巨大进步。

以上我们可以看出,从林奈的两界分类系统到魏泰克的五界分类系统,再到伍斯等人的三域分类系统,藻类已经囊括了植物、原核生物、真核生物、原生生物、细菌等各种“身份”,够复杂的。

为了进一步对藻类有一个更深入的了解,补充以下一些内容。

三、藻类的积极意义与危害

(一)积极意义

1.生态作用:是生态系统中重要的生产者,为其他生物提供食物和氧气,维持生态平衡。同时,在水体净化、物质循环等方面发挥重要作用。

2.经济价值:许多藻类可供食用,如紫菜、螺旋藻等;可用于制药,如从褐藻中提取的藻胶酸用于制造药品;还可用于工业生产,如硅藻土可作过滤剂、吸附剂等。

(二)危害

藻类在一定条件下会对环境、生态系统及人类健康产生危害,主要体现在以下几个方面(本文前面的一组图片估计就已经让您感到不适了):

1.破坏水体生态平衡

引发水华和赤潮:当水体中氮、磷等营养物质丰富时,藻类会大量繁殖,形成水华(淡水)或赤潮(海洋)。这会导致水体溶氧量下降,使鱼类等水生生物因缺氧而死亡,同时还会抑制其他浮游生物生长,破坏水体生态平衡。

改变水体理化性质:大量藻类繁殖会使水体的pH值、透明度等发生改变。例如,藻类光合作用会使水体pH值升高,影响水生生物的生存环境。

2.影响水质和供水安全

产生异味和毒素:某些藻类能产生土臭素、2 - 甲基异莰醇等物质,使水体出现异味,影响饮用水的口感。一些蓝藻还会产生微囊藻毒素等毒素,可通过食物链传递,对人体肝脏等器官造成损害,威胁供水安全。

堵塞水处理设施:藻类大量繁殖会在水处理过程中堵塞滤池、管道等设施,增加水处理成本,降低水处理效率。

3.对旅游业的影响

水华和赤潮的发生会使水体变得浑浊、有异味,影响湖泊、海滩等旅游景点的美观度,降低其旅游价值,进而影响当地旅游业的发展。

4.对渔业的影响

除了因水体缺氧导致鱼类死亡外,一些藻类还会附着在鱼体表面,影响鱼的呼吸和生长。此外,藻类大量繁殖导致的水质恶化也会使鱼类易感染疾病,降低渔业产量和质量。

本文介绍了藻类的“身份”问题,使我们认识到不能简单地将藻类归入植物。随着科学技术的不断发展,新的分类方法和理论也在不断涌现,藻类生物的分类地位或许还会有新的调整和变化。但无论如何,对藻类生物分类地位的持续探索,都将有助于我们更深入地理解生命的起源、演化和多样性,也将为藻类资源的开发利用和生态环境保护提供更加坚实的理论基础。

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