第三章
硅藻门
Bacillariophyta
硅藻门植物细胞壁富含硅质,
硅质壁上具有排列规则的花
纹 。
细胞壁:外层为硅质,内层
为果胶质,细胞壁无色、透
明。底栖种类的细胞壁较厚,
浮游种类的壁较薄。细胞壁
的构造像一个盒子,套在外
面的较大,为上壳,相当于
盒盖;套在里面的较小,为
下壳,相当于盒底。即硅藻
上,下壳并非紧密连在一起,
而仅仅是相互套合。上壳和
下壳都不是整块的,皆由壳
面( Valve) 和相连带
( Connecting band) 两部分
组成。壳面平或略呈凹凸状,
壳面边缘略有倾斜的部分,
叫壳套( Valve mantle),与
壳套相连,和壳面垂直的部
分,叫相连带,亦称带面。
有些种类在壳套与相连带之间
具有间生带,凡贯壳轴较长的
种类都有间生带,其数目 1条 2
条或多条,花纹形状主要有三
类:鱼鳞状,如卡氏根管藻
Rhizosolenia castracanei; 环状,
如杆线藻 Rhabdonema; 领状,
如环形娄氏藻 Lauderia
annulatus和中肋角毛藻
Chaetoceros costatus。 具间生带
的种类,有向细胞腔内伸展成
片状的结构,称隔片 (sepum)。
隔片通常与壳面平行,隔片从
细胞的一端向内延伸或从两端
向中央延伸。如果隔片一端是
游离的,称为假隔片,如斑条
藻 ( Grammatophora); 如果
隔片从细胞的一端通到另一端,
则称为全隔片或真隔片,如楔
藻( Climacosphenia)。 间生带
和隔片都具增强细胞壁的作用。
硅藻细胞表面有向外伸展的多种
多样的突出物,有突起、刺、毛、
胶质线等。它们有增加浮力和相
互连接的作用。突起是细胞壁向
外的头状突出物,如弯角藻
Ercampia两个细胞突起相互连接,
其间的空隙,称胞间隙
( aperture),其形状多种,有
圆形、方形和六角形等。刺一般
细而不长,末端尖,其数目、长
短不一,最粗大的刺如双尾藻
Ditylum,中等的刺如盒形藻
Biddulphia,较小的刺如圆筛藻
Cascinodi scus的缘刺。毛为较细
长的突出物,长度常为细胞直径
的数倍,有的种类在粗毛里还有
色素体,这是毛与刺的最大区别。
此外还有膜状突起(如太阳漂流
藻)和胶质线、胶质块等胶质突
起(如海链藻)。
硅藻细胞壁上都具排列规
则的花纹,主要有 点纹,
为普通显微镜下可分辨的
细小孔点,单独或成条
(点条纹); 线纹,这是
由硅质壁上许多小孔点紧
密或稀疏排列而成,在普
通显微镜下观察时,无法
分辨而是一条直线状; 孔
纹,为硅质壁上粗的孔腔,
中心硅藻纲的孔纹基本为
六角形,其结构很复杂;
肋纹,为硅质壁上的管状
通道,内由隔膜分成小室
或壁上因硅质大量沉积而
增厚。
按硅藻细胞的方位有三个轴:
分别为纵轴,横轴和贯壳轴。
纵轴( apical axis) 为壳面中央
的纵线,又称顶轴、长轴。横
轴 (transapical axis)为壳面中央的
横线,又称切顶轴、短轴。贯
壳轴 (pervalvar axis)是上、下壳
面中心点的相连线,又称壳环
轴。由纵轴和横轴形成上、下
壳面。由纵轴、贯壳轴形成长
轴带面。由横轴、贯壳轴形成
短轴带面。一般鉴定硅藻标本
时,经常见到的是壳面和长轴
带面。从壳面看,称壳面观;
从带面(壳环面)看,称带面
观 (侧面观 )。壳面和带面形状截
然不同。通常中心硅藻类壳面
呈辐射对称,多为圆形、椭圆
形,也有三角形或多角形的;
羽纹硅藻类,壳面一般细长,
呈两侧对称,有舟形、卵形、
弓形、S形、菱形、新月形和
椭圆形等。带面(壳环面)一
般为长方形、方形或楔形等。
硅藻类的生殖有营
养生殖、无性生殖
和有性生殖三种方
式。
⑴ 营养生殖
⑵ 复大孢子
auxospore
复大孢子的形
成方式有无性和有
性两种。
直链藻属 Melosira,细胞圆
球形或圆柱形, 由壳面相连
成链状或念珠状 。 壳面圆形,
细胞一般很厚, 有细点纹或
孔纹 。 有的种类相连带上有
一线形的环状溢缩, 称环沟,
又称横沟, 两细胞之间的沟
状溢入部称假环沟 。 有的种
类壳面具棘或刺, 有的种类
具龙骨突 。 常见种类有:具
槽直链藻 M.sulcala,为我国
沿岸水域常见种, 分布很广 。
颗粒直链藻 M.granulata为湖
泊池塘的普生种, 可形成优
势种群 。 变 异 直 链 藻
M.varians在海, 淡水中, 均
有分布 。
圆筛藻属 Coscinodiscus( 图 3-9), 细胞多呈圆盘状, 孔纹一般六角形, 有
的孔间隙大而使孔纹呈圆形, 孔纹在壳面正中心, 有时特别粗大, 似玫瑰花
朵排列, 称中央玫瑰区 。 正中心有时有块小的无纹区称裂隙, 较大时称中央
无纹区 。 壳缘部分称外围, 最外围孔纹间常有一圈小刺 。 色素体小而多, 粒
状或小片状, 常分布在细胞四周较浓的原生质中 。 本属是最常见的浮游硅藻
之一, 为海产仔幼鱼, 毛虾, 贝类的主要饵料 。 种类繁多, 约有 300多种,
但种的鉴定较难 。 我国已记录的有近 30种, 常见有线形圆筛藻 Cos.lineatus,
辐射圆筛藻 Cos.radiatus,星脐圆筛藻 Cos.asterromphalus和偏心圆筛藻
Cos.excentricus等 。
小环藻属 Cyclotella,单细胞或 2- 3个细胞相连。细胞圆盘形,
壳面花纹分外围和中央区,外围有向中心伸入的肋纹,肋纹有宽有
窄,少数呈点条状。中央区平滑无纹或具向心排列的不同花纹,壳
面平直或有波状起伏,或中央部分向外鼓起,本属共有 60多种,常
见种类有:扭曲小环藻 C,comta主要淡水产,近海也常发现。条纹小
环藻 C,striata,海产、半咸水河口及高盐水体也有分布。梅尼小环
藻(孟氏小环藻) C,meneghiniana,常见于淡水湖泊。
漂流藻属 Planktoniella,单细胞。细胞圆盘形,壳环面四
周有薄而透明的翼状突,翼上有许多射出肋,有支持翼状突
及有利漂浮的作用。本属只有 2种,我国仅 1种,太阳漂流藻
Planktoniella sol,分布我国南海、东海、南黄海,为暖水性种。
海链藻属 Thalassiosira,细胞呈圆盘形,以一条胶质线相连成串,
或埋在胶质块内。群体,极少数单个生活。壳面点纹,壳缘有许多
小刺。间生带明显,呈环纹状或领纹状。本属为近海浮游种类,我
国记录的有 4种,诺氏海链藻 T,nordenskioldi为我国北方沿岸性种类。
细弱海链藻 Thal.subtilis黄海、东海和南海均有分布。
骨条藻属,Skeletonema,细胞透镜形, 圆柱形, 直径 6-7μm,壳面圆而鼓起,
细胞间靠细刺组成长链, 刺的数目差异较大, 有 8- 30条, 细胞间隙长短不一, 但
比细胞本身长 。 壳面点纹极微细, 不易见到 。 本属我国只发现一种, 中肋骨条藻
S.costatum,为广温广盐种, 分布极广, 从北极到赤道, 从外海高盐水团到沿岸低
盐水团, 甚至半咸水中皆有, 但以沿岸为最多, 我国近海很常见 。 骨条藻在自然
海区, 是缢蛏和牡蛎等的优良饵料, 硅质少容易消化 。 河口, 港湾常由于有机质
污染, 即富营养化, 骨条藻大量生殖而形成赤潮 。
由于骨条藻在其它海洋硅藻不能生活的恶劣条件下仍能生存,其分布和数量可作
为水质污染的生物指标。
冠盖藻属 Stephanopyxis,细胞壳面圆形,略鼓起。壳缘着生一圈管状刺,以此连成短
链。细胞壁有明显的六角形孔纹,无间生带。我国沿海常见有掌状冠盖藻 S,palmeriana和
塔形冠盖藻 S,turris。
细柱藻科 Leptocylindraceae,细胞长圆柱形 。 以壳面紧密相连,构成细长的链状群体 。
链直或呈波状弯曲 。 壳面无刺无突起 。 细胞壁薄, 无花纹 。 色素体 2个或多个, 呈颗粒状或
圆板状 。
细柱藻属 Leptocylindrus,我国只一种,丹麦细柱藻 L.danicus,细胞直径 8-12μm,长 31
- 130μm,长等于宽的 2- 12倍。色素体颗粒状 6-33个。这是沿岸种,我国近海常见。
辐杆藻属 Bacteriastrum,特征同科,常见有透明辐杆藻 B,
hyalium和优美辐杆藻 B,delicatulum。
环毛藻属 Corethron,特征同上。我国只一种,豪猪环毛藻
C.hystrix单细胞,圆柱形。高大于直径。上壳刺毛有两种类
型,一圈较长,另有一圈较短,介在长刺毛之间,其末端呈
头状膨大。细胞壁较薄。本种为大洋种类,但在我国各沿海
都可采到。
根管藻属 Rhizosolenia,单细胞或组成链状群体,细胞长圆柱形,断面椭
圆形至圆形,扁平或略凸,或十分伸长呈圆锥形突起,其末端具刺,刺常
伸入邻胞而连成链状。细胞壁薄,有排列规则的点纹。壳环面长。间生带
呈环形,半环形或鳞片状。本属种类多,分布广,多数为暖海性浮游硅藻
之一。常见的有:斯托根管藻 R,stolterfothii,翼根管藻 R,alata等。淡水种
类很少,多生活在富营养型水体中,有长刺根管藻 R,longiseta等。
角毛藻属 Chaetoceros,
细胞壳面上的构造极为微
细而精致,一般不易看清,
细胞常借助角毛与邻胞交
接而成链状群体或靠壳面
连成群体,少数种类为单
细胞。色素体数目、形状、
大小、位置都随种类不同
而不同,是分类的主要依
据。本属种类很多,分布
很广,是最常见的浮游硅
藻之一,与骨条藻在近岸
(尤其河口附近)浮游生
物群中占有重要的地位。
常见有:洛氏角毛藻
C.lorenzianas,窄隙角毛
藻 C.affinis和牟勒氏角毛
藻 C.muelleri等。
盒形藻属 Biddulphia,细胞形状象一袋面粉或近圆柱形。壳面一般呈
椭圆形,两端有突起,突起的末端常有小型的真孔,能分泌胶质,使细胞
连成直链或锯齿状群体。也有直接靠细胞突起相连成群体。本属种类多,
常以胶质附着,营固着生活,仅少数为真正浮游生活,浮游种类常为单细
胞,多为海产,只少数分布淡水或半咸水。常见有中华盒形藻 B.sinensis。
双尾藻属 Ditylum,
单细胞、三角形、
柱形、四角柱形或
圆柱形。壳面中央
有一条粗直中空的
长刺,和贯壳轴平
行。有的种类在壳
面四周有许多小刺。
壳环面的长短随间
生带多少而改变。
细胞壁薄,花纹不
明显。我国沿岸水
域常见为布氏双尾
藻 D.brightwellii,本
种适温范围广,属
于世界种。
四棘藻属 Atthetas,壳面中部凹入, 两端各有两根粗长的刺状突起, 细
胞壁极薄 。
三角藻属 Triceratium,壳面中部不凹入, 单细胞或以突起相连成短链 。
壳面三角形, 四角形或多角形 。 壳面有排列整齐的六角形孔纹 。
弯角藻属 Eucampia:特征同科 。 我国近海常见为浮动弯角藻 E.zoodiacus,
为沿岸广温性种类, 分布很广 。
星杆藻属 Asterionella:细胞呈棒状,两端异形,通常一端
扩大。细胞以一端连成星状、螺旋状等群体。假壳缝不明显。
色素体多数,呈板状或颗粒状。浮游种类,海、淡水均有分
布。常见有日本星杆藻 A.japonica。
针杆藻属 Synedra:
细胞长线形。浮游种类单
独生活或形成放射状群体;
着生种类为放射状或扇状
群体。壳面线形、披针形,
中部至两端略渐尖,或等
宽,末端呈头状。壳面中
央常有方形或长方形的无
纹区。具假壳缝,两侧具
横线纹或点纹。色素体带
状或颗粒状。分布广泛,
淡水、海水皆有,浮游或
着生在沉水植物、丝状藻
类上,或着生在流水处的
岩石、木头上。
脆杆藻属 Fragilaria:细胞以壳面相互连成带状群体, 或以每个细胞的一端
相连成, z,状群体 。 壳面长披针形或椭圆形, 两侧对称, 壳面具线形假壳缝,
线纹或点纹 。 带面长方形 。 间生带仅在海产某些种类有 。 主要分布淡水中 。
海毛藻属 Thalassiothrix:细胞棒形, 两端形状不同 。 单细胞或以胶质柄相连
成锯齿状或星形群体 。 壳缘有小刺 。 无假壳缝, 间生带和隔片 。 色素体多数,
颗粒状 。 常见佛氏海毛藻 T.frauenfeldi。
海线藻属 Thalassionema:细胞棒形,壳面两端圆形,等大。细胞以一端
相连成锯齿链状群体。本属仅菱形海线藻 T.nitzschioides,分布广,为世界种。
在我国沿岸常同佛氏海毛藻一起出现。
扇形藻属 Meridion:细胞互相连成扇形或螺旋形群体 。 壳面棒形或倒卵形, 具假壳
缝 。 壳面和带面具横肋纹和细线纹 。 带面楔形, 具 1-2个间生带 。 壳内具发育不全的横
隔膜 。 色素体小盘状, 多数 。 此属种类在小水沟和半永久性的池塘中最为丰富 。 常见
有环状扇形藻 M.circulare。
等片藻属 Diatoma:细胞常连成带状或锯齿状群体。壳面线形、棒形至椭圆形,有
的种类两端略膨大。假壳缝狭窄。壳面和带面均有横隔片和细线纹。带面长方形,具
一至多数间生带。色素体椭圆形,多数。主要产于淡水,海水也有。
平板藻属 Tabellaria:细胞常连成, Z”形或星形的群体 。 壳面棒形或线
形, 中部常明显膨大, 两端略膨大 。 假壳缝狭窄, 纵隔片直, 线纹 。 色素
体盘状, 多数 。 为淡水池塘, 湖泊及缓流的小河中的浮游硅藻 。
斑条藻属 Grammatophora,细胞由胶质连成锯齿状或星形的群体。壳
面线形或椭圆形,带面长方形,但四角圆形。间生带 2个。假隔片 2个,游
离端成头状。假壳缝不明显,壳上条纹精细。色素体 1至多个。海产盐岸
性种类,浮游生物中也出现。
楔形藻属 Licmophora:细胞楔形。壳面楔形或棍状。具隔片。
群体像把扇子,借胶质营附着生活。色素体或颗粒状多数,或大板
状少数。
短壳缝藻属 Eunoria:单细胞,或由壳面互相连成带状群体。壳
面弓形,背缘凸出,腹缘平直或凹入。两端各有一个明显的极节,
短壳缝从极节斜向腹侧边缘,无中央节。在软水池塘、水沟中常见,
营浮游生活,或附着其它物体上。
卵形藻属 Cocconeis:单细胞, 细胞扁平, 壳面宽卵形, 椭圆形或近圆形 。 上
壳具中轴区, 下壳具壳缝和中央节 。 点纹细小,不具胶质柄 。 分布海水或淡水中,
多营附着生活, 浮游种类极少 。 以下壳贴附在大型藻类, 沉水植物等体上 。 如盾
形卵形藻 C.scutellum可大量贴附在紫菜叶状体上, 影响其生长 。
曲壳藻属 Achnanthes:单细胞或连成链,或以胶质柄附着在它物上。上壳面
具假壳缝下壳面具壳缝和极节。壳面纵轴弯曲,带面屈膝形。生活海水、淡水和
半咸水中。短柄曲壳藻 A.breuipes海产,原为附着生活,受风浪打散后即过浮游生
活,。我国渤海、东海、台湾近海等有分布,是杂色蛤仔的饵料。
舟形藻属 Navicula:壳面线形、披针形、椭圆形。中轴区狭窄,壳缝发
达,具中央节和极节。壳面横线纹、布纹等。带面长方形。色素体片状,
多为 2块。本属种类极多,海、淡水及半咸水均有分布。
羽纹藻属 Pinnularia:单细胞或连成丝状群体。壳面椭圆形至披针形,
两侧平行。中轴区宽,有时超过壳面的 1/3,常在近中央节和极节处膨大。
壳面具横的平行的肋纹。带面长方形,色素体 2个,片状,位于细胞带面
两侧。本属种类多,多分布淡水的浅水水体中。
布纹藻属(双缝藻属) Gyrosigma:细胞狭而扁。壳面 S形。壳
缝在壳中线上,也呈 S 形。从中部向两端逐渐尖细,末端尖或钝圆。
中轴区狭,S形,中央节处略膨大。花纹为纵横线纹十字形交叉构成
的布纹。带面披针形。色素体 2块,片状。为淡水、半咸水、海水中
的浮游硅藻。波罗的海布纹藻 G.balticum, 为海产,我国近海有分
布,也出现于半咸水中。
双壁藻属 Diploneis:壳面呈椭圆形,少数线形或提琴形。
壳缝直,两侧具由中央节侧缘延长而形成的角状凸起,角状
凸起外侧为宽的或窄的壳缝,壳缝的外侧是横肋纹或横线纹。
带面长方形。色素体 2块,板状。多为海产种类,淡水和半咸
水的浅水区亦常见。
茧形藻属 Amphiprora:壳上有龙骨点,壳缝 S形。
桥弯藻属(新月硅
藻属) Gomphonema,单
细胞,或以胶质柄附着在
它物上。壳面扁平,两侧
不对称,呈半月形。壳缝
偏向腹侧,直或弧状弯曲。
中轴区和中心区明显。点
条纹明显,放射状排列。
色素体 1个,板状。典型
的淡水种类,仅少数生活
半咸水中。
双眉藻属(月形藻属) Amphora:多数单细胞,着生或浮游。
壳面半月形凸起,带面两侧外凸。较大、呈弧形凸起的为背面;
较小、常呈直线其中部弓形突起的为腹面。色素体 1块或 2-4块。
多为海产。
异极藻属(异端藻属) Gomphonema:细胞营固着生活,有时
从胶质柄上脱落,成为偶然性的单细胞浮游种类。壳面披针形或
棒状,上端比下端大,上下不对称,两侧对称。横线纹由粗点纹
或细线纹组成,略呈放射状排列。带面多楔形。色素体 1个,片
状,侧生。淡水产,海水种类较少。
菱形藻属 Nitzschia:细胞梭形、舟形、菱
形等。壳面直或 S形、线形、椭圆形,具横
线纹或横点纹。壳缘具管壳缝。色素体一般
2个。本属种类很多,广泛分布淡水、海水
和半咸水中。
新月拟菱形藻 N.closterium,单细胞,壳面中央膨大,两端
细长,向同方向弯曲成弓形。本种营潮间带底栖生活,在浮游
生物中也常见,已在实验室大量培养,为养殖动物幼体的良好
饵料。
棒杆藻属 Rhopalodia,壳面具明显的龙骨突,管壳缝内壁
无通入细胞的小孔。壳面多呈弓形。
波纹藻属 Cymatopleura:壳面椭圆形或纺缍形, 有时中部收缢, 管壳缝位于壳
面周缘 。 壳面顺顶轴方向有整齐的波状起伏 。 长轴环面长方形, 边缘呈波状 。 仅
分布淡水和半咸水中 。 草鞋形波纹藻 C.solea,,壳面宽线形, 中部缢缩 。 淡水普生
种类 。
双菱藻属 Surirella:单细胞 。 壳面线形, 椭圆形或卵形, 有时中部缢缩, 。 两侧
缘具龙骨突, 其上有管壳缝 。 具横肋纹, 肋纹间有细线纹 。 带面细长形或楔形 。
种类多, 营浮游生活 。 淡水, 海水及半咸水均有 。
马鞍藻属 Campylodiscus:壳面弯曲或马鞍状。
三角褐指藻
Phaeodactylum
tricornutum,
细胞卵形、梭形
或三角形。卵形的
细胞有一个和桥弯
藻相似的硅质壳面,
缺少另一壳面,也
无壳环带。此种硅
藻被广泛作为培养
对象,是实验生态
学良好材料,也是
鱼、虾、贝幼体的
良好饵料。
四、硅藻的生态分布和意义
1,硅藻的饵料意义
2,常见赤潮硅藻简介
3,硅藻的工业价值
硅藻的饵料意义
? 硅藻是海洋有机物的主要生产者之一,它同其它浮
游植物一起,构成海洋初级生产力。硅藻是海洋动
物及其幼体的直接或间接的饵料。在我国沿海贝类
的饵料中,硅藻占首要地位。海洋浮游甲壳动物以
及对虾和其它经济虾类的幼体等,也都以硅藻为主
要摄取对象。中国毛虾的全年食物中,硅藻占 54%。
又如鲜鱼、沙丁鱼等幼鱼也以硅藻为主要食物。可
见,海洋经济动物产量的高低与硅藻的数量有着密
切的关系。随着海水养殖业的发展,人工大量培养
硅藻,如中肋骨条藻、三角褐指藻、牟氏角毛藻、
新月菱形藻等,以解决经济海产动物人工育苗幼体
的饵料,这是提高种亩产量必不可少的技术关键。
常见赤潮硅藻简介
? 海洋环境如果受到富营养污染或其它原
因, 常使某些硅藻如骨条藻, 菱形藻,
盒形藻, 角毛藻, 根管藻, 海链藻等生
殖过盛, 形成赤潮, 使水质恶劣, 对渔
业及其它水产动物带来严重危害 。
? 有些硅藻 ( 如根管藻 ) 生殖太盛并密集
在一起, 可阻碍或改变鲱鱼的洄游路线,
降低渔获量 。
硅藻的工业价值
? 硅藻死亡后的硅质外壳, 大量沉积在海
底, 形成的硅藻土 (diatomaceous earth),
含有 83,2% 的氧化硅 。 它在工业上用途
很广, 可以作为建筑, 磨光等材料, 过
滤剂, 吸附剂, 造纸, 橡胶, 化妆品和
涂料的填充剂, 以及保温材料等 。 化石
硅藻对石油勘探有关的地层鉴定以及对
古地理的研究都有一定的参考价值 。