Marine Phytoplankton Department of Oceanography Xiamen University 1 海洋浮游植物 重要意义 ? 浮游植物（ phytoplankton） 是海洋中的 初级生产 者 ，是海洋动物直接或间接的饵料，在 海洋渔业 方面 有着重要的意义。 ? 浮游植物是海流和水团的 指示生物 （ Biological indicator） ，在生物海洋学研究中意义重大。 ? 浮游植物能 富集污染物质 ，在海洋环境保护研究中有 重要意义。 2 海洋浮游植物的主要类别 原核细胞型生物 ： 1.细菌（ Bacteria） 2.蓝藻门 (Cyanophyta) 真核细胞型生物 ： 1.硅藻门 (Bacillariophyta)：是最重要的浮游植物，将重点介绍。 2.甲藻门 (Pyrrophyta)：是很重要的类别，大多种类是赤潮生物。 3.绿藻门 (Chlorophyta)：是海水养殖中的重要饵料，如盐藻、扁 藻、小球藻。 4.金藻门 (Chrysophyta)：在海水养殖中也有重要地位，有些种类 是良好的饵料。 5.黄藻门 (Xanthophyta)：大多生活于淡水。 6.隐藻门 (Cryptophyta)：主要生活于淡水。 7.眼藻门 (Euglenophyta)：淡水中多，且个体极小，不易采到。 Chapter 1 BacillariophytaChapter 1 Bacillariophyta known as diatom, the most important group of phytoplankton, regarded as “Marine Pasture” 1.1 Morphological Features 1.1.1 Exterior morphology of the cell a.form： spherical, ellipsoid, triangular, poyangular etc. b.frustule： epitheca, hypotheca, valve, girdle band, connecting band, valve mantle c.axis： transapical axis, apical axis, pervalval axis 1.1.2 areolae, puncta, pore 1.1.3 raphe： central nodule, polar nodule, stauros 1.1.4 canal-raphe 1.1.5 intercalary band 1.1.6 processes on the cell surface： process, spine, hairs, membranaceous, gelatinous process 1.1.7 cell inclusion： nucleus, chromatoplasts 1.2 Classification 一、 分类系统的建立与发展 1、硅藻的分类依据 ： a）按地质史上出现的早晚 b）形态上的相似性 c）特征的产生缘由 2、 硅藻系统分类的主要研究过程 a） 1824～ 1871年，为硅藻分类的草创时期 b） 1872～ 1976年是近代硅藻分类的奠基时期 1872， 美国藻类学家 H.L.Smith，根据硅藻的形态和行 为，将其划分成三大类： 一是 不能行动的硅藻 二是 能动壳缝在中线上的硅藻 三是 能动壳缝在壳缘的硅藻 1896， 德国学者 F.Schiitt把上述三类合并为二类： 即现在的中心硅藻纲和羽纹硅藻纲。 1974， 英国学者 Hendey提出一系列硅藻的科名，并指 出系统方面，尚未接近自然分类。 1978～ 1990年， 金德祥教授 多次在国际藻类学术会上宣读有关硅藻系统 分类的研究论文，得到同行专家的认可和赞誉。 金德祥学术观点： 中心硅藻比羽纹硅藻原始 长形、无壳缝( 退化的结果 ) ^ 长形、部分壳缝消失 ^ 长形、能行动有壳缝的硅藻 ^ 圆形、能行动有壳缝的硅藻( 羽纹硅藻初始类型 ) ^ 圆形、不能行动的硅藻( 中心硅藻 ) 二、硅藻门的分类 根据 壳面花纹排列 的情况，硅藻门分为 2个纲： （共包括 9个目， 20个科， 44个属，约 1万多个种类） ---壳面花纹辐射对称的为 中心硅藻纲 （ Centriae） ---壳面花纹左右对称的为 羽纹硅藻纲 （ Pennatae） 硅藻门 Bacillariophyta分科检索表 1.壳面花纹辐射对称。中心硅藻纲 Centricae 2.壳面圆形、个别呈半圆形、椭圆形或三角形 -----圆筛藻目 Coscinodiscales 3. 壳面花纹无无花纹眼或无 “明显地分成小块 ”……1. 圆筛藻科 Coscinodiscaceae 4. 细胞球形或圆柱形，偶有壳面呈椭圆 形的，常相连成长链。壳外套发 达 ……………………………………1a.直链藻亚科 Melosiroideae 4.细胞短柱形或长柱形、靠硅质刺、硅质小突 起，胶质丝或胶质块相连成链，胞壁硅质很 少 ……………………………………1b.骨条藻亚科 Skeletonemoideae 4. 细胞盘形、鼓形，大多单独生 活，表面略有凸起，有时扁平 或略有凹入。壳环带花纹不明显。 壳套不特别发达 ………………1c.圆筛藻亚科 Coscinodisoideae 3. 壳面有明显的无纹眼，有乳状突或粗短的大突起 …2. 眼纹藻科 Eupodiscaceae 3. 壳面分成小块，表面常凹凸不平 5. 壳面中央不分块 ……………………………………3. 辐盘藻科 Actinodiscaceae 5. 分块达壳的中央 …………………………………4. 星纹藻科 Asterolampraceae 2. 壳面长椭圆形、多角形或长形，偶有椭圆形 -----盒形藻目 Biddulphiales 6. 壳面非长形 7. 刺毛短于细胞（唇状突），如长于细胞则有爪或没有刺毛， 有突 起 …………………………………………………5. 盒形藻科 Biddulphiaceae 7.刺毛长于细胞，毛端无爪。细胞借角毛相连 …6. 角毛藻科 Chaetoceraceae 6. 壳面长形 ……………………………………………7. 舟辅藻科 Rutilariaceae 2.壳面宽椭圆形，偶有圆形 ----根管藻目 Rhizosoleniales……8. 根管藻科 Rhizosoleniaceae 硅藻门 Bacillariophyta分科检索表 1.壳面花纹左右对称，羽纹硅藻纲 Penntae 8. 两壳均具壳缝， 舟形藻目 Naviculales 9.壳面左右对称 ………………………………………………9. 舟形藻科 Naviculaceae 9.壳面左右不对称 ……………………………………………10.桥弯藻科 Cymbellaceae 9.壳面上下端不对称 ……………………………………11. 异极藻科 Gomphonemaceae 9.壳面很不对称，弯转似人耳或肾形。两 壳的龙骨突向同一方向转 弯 ……………………………………………………12. 耳形藻科 Auriculaceae 8.壳缝多少退化 10.全部壳缝退化。 等片藻目 Diatomales……………13.等片藻科 Diatomaceae 10.单条壳缝或部分壳缝退化。曲壳藻目 Achnanthales 11.壳的横轴弯曲 ……………………………………14. 卵形藻科 Cocconeiaceae 11.壳的纵轴弯曲 ……………………………………15.曲壳藻科 Achnanthaceae 10.中部壳缝退化， 短缝藻目 Eunotiales……………17.短缝藻科 Eunotiaceae 8.壳环带和一个壳面退化，有时全部硅质壁退化。 褐指藻目 Phaeodactylales………………………………………16.褐指藻科 Phaeodactylaceae 8.壳缝成为管壳缝者。 双菱藻目 Surirellales 12.管壳缝在壳面中央，成人字型 …………………18.窗纹藻科 Epithemiaceae 12.管壳缝在壳的一侧 ………………………………19.菱形藻科 Nitzschiaceae 12.管壳缝在壳的两侧 ………………………………20.双菱藻科 Surirellaceae 1.2.1 Class Centriae 1 Order Coscinodiscales 本目分科的依据 ： ※ 壳面花纹有否 “无纹区 ”； ※ 壳面有否 分块 ； ※ 壳面有否 乳突 (1) Family Coscinodiscaceae Subfamily Coscinodisoideae – Planktoniella P. sol – Coscinodiscas 全世界有 450多种，我国约 30种，常见代表有： Cos. radiatus Cos. lineatus Cos. excentricus Cos. asteromphalus – Cyclotella – 偏心圆筛藻 Coscinodiscus 星脐圆筛藻 ( Coscinpdoscus asteromphalus) 线形圆筛藻 (Coscinodiscus lineatus) 辐射圆筛藻（ Coscinodiscus radiatus) Subfamily Melosiroideae – Melosira M. sulcata. – Stephanopyxis S. palmeriana. – Corethron C. hystrix. 具槽直链藻（ Melosira sulcata) Subfamily Skeletonemoideae – Skeletonema S. costatum – Bacteriastrum B.hyalinum B. delicatulum – Thalassiosira Th. rotula Th. subtilis 中肋骨条藻 （ Skeletonema costatum) 2.Order Biddulphiales (1) Family Biddulphiaceae ? Ditylum ? D. brightwellii Hemiaulus Triceratium ? Biddulphia ? B. sinensis Biddulphia.pulchella 布氏双尾藻 (Dytilum brightwellii) 中华盒形藻（ Biddulphia sinensis） (2) Family Chaetoceraceae Chaetoceros – 多色暗角毛亚属 ： 色素体分布于细胞内和角毛内 – 多色明角毛亚属 ： 细胞内的色素体 4个以上 – 寡色体亚属 ： 细胞内的色素体 2个以下 寡色体亚属是角毛藻中最重要的，生活在近岸水 域 。常见代表有： Ch. muelleri Ch. didymus 假弯角毛藻 (Ch.pseudocrinitus ) 旋链角毛藻 (Ch.curvisetus) 3 Order Rhizosoleniales Family Rhizosoleniaceae 根管藻属 (Rhizosolenia) 根据细胞壳面的突起；细胞 形状； 节间带 情况分如下几个组： ? 无刺组 ：突起的末端无刺。 ? 多鳞组 ：节间带的鳞片状，而且很多。 ? 窄隙组 ：壳面平或略成圆形，有短刺。 ? 粗壮组 ：壳面近圆锥形，单独生活。 ? 复瓦组 ：壳环纹（ 节间带 ）分为左右两列。 ? 模式组 ：壳环纹（ 节间带 ）为背腹两列。 Chapter I Bacillariophyta Part 2 Department of Oceanography Xiamen University References ? Round F.E. et al. , 1990. The diatoms (Biology & morphology of the genera). Cambridge University Press.747p ? Tomas C. R., 1997. Identifying marine phytoplankton. Academic Press. 858p ? Botes L., 2003. Phytoplankton identification catalogue – Saldanha Bay, South Africa, April 2001. GloBallast Monograph Series, 7. IMO London. 87p ? Jin De-xiang et al., 1965. Marine Planktonic Diatoms of China. Shanghai Science & Technology Press. (in Chinese) ? Jin De-xiang, 1991. Marine Diatom. Xiamen University Press. (in Chinese) Contents ? 1.1 Morphological Features ? 1.2 Classification 1.2.1 Class Centricae 1.2.2 Class Pennatae ? 1.3 Reproduction ? 1.4 Significance 1.2 Classification Valves of cell radially symmetrical, without raphe and pseudoraphe Centricae Valves of cell pennatrical with raphe and pseudoraphe Pennatae ? 1.2.1 Class Centricae ? 1.2.2 Class Pennatae 1.2.2 Class Pennatae 6 orders, 12 families 两壳均具壳缝 舟形藻目 Naviculales 壳面左右对称 舟形藻科 Naviculaceae 壳面左右不对称 桥弯藻科 Cymbellaceae 壳面上下端不对称 异极藻科 Gomphonemaceae 壳面很不对称，弯转似人耳或肾形；两壳的龙骨突向同一方向转 弯 耳形藻科 Auriculaceae 壳缝多少退化 全部壳缝退化 等片藻目 Diatomales 等片藻科 Diatomaceae 单条壳缝或部分壳缝退化 曲壳藻目 Achnanthales 壳的横轴弯曲 卵形藻科 Cocconeiaceae 壳的纵轴弯曲 曲壳藻科 Achnanthaceae 中部壳缝退化 短缝藻目 Eunotiales 短缝藻科 Eunotiaceae 壳环带和一个壳面退化，有时全部硅质壁退化 褐指藻目 Phaeodactylales 褐指藻科 Phaeodactylaceae 壳缝成为管壳缝者 双菱藻目 Surirellales 管壳缝在壳面中央，成人字型 窗纹藻科 Epithemiaceae 管壳缝在壳的一侧 菱形藻科 Nitzschiaceae 管壳缝在壳的两侧 双菱藻科 Surirellaceae 1.2.2.1 Order Naviculales Family Naviculaceae Navicula Diploneis Gyrosigma Pleurosigma 1.2.2.2 Order Diatomales Family Diatomaceae Asterionella Synedra Thalassiothrix Thalassionema Licmophora 舟形藻 Navicula 双壁藻 Diploneis Family Naviculaceae 曲舟藻 Pleurosigma 布纹藻 Gyrosigma Family Naviculaceae 星杆藻 Asterionella 海毛藻 Thalassiothrix 针杆藻 Synedra Family Diatomaceae 海线藻 Thalassionema Family Diatomaceae 1.2.2.3 Order Phaeodactylales Family Phaeodactylaceae Phaeodactylum tyicornutum 楔形藻 Licmophora Family Diatomaceae 1.2.2.4 Order Surirellales Family Nitzschiaceae Nitzschia Family Surirellaceae Suirella 双菱藻 Surirella 菱形藻 Nitzschia Contents ? 1.1 Morphological Features ? 1.2 Classification ? 1.3 Reproduction 1.3.1 Vegetative reproduction 1.3.2 Sexual reproduction (auxospore) 1.3.3 Resting spore ? 1.4 Significance 1.3 Reproduction ? 1.3.1 Vegetative reproduction (Cell division) ? 1.3.2 Sexual reproduction (auxospore) 精原孢囊精原孢囊 Spermatogonangium (54.4 μm) 1 精母细胞精母细胞 Spermatid 32 卵囊卵囊 Oogonium (57.4 μm) 1 双鞭毛精细胞双鞭毛精细胞 128 单鞭毛精子单鞭毛精子 Sperm 128 卵子卵子 2 分裂 减数分裂 Meiosis 发育 减数分裂 Meiosis 合子 Zygote (250.3 μm) 复大孢子 Auxospore 新子代营养细胞 Initial cell 林均民 , 沈国英 , 1987. 中华盒形藻有性生殖的研究 . 厦大学报 , 26(1): 117-122 15 hr 12 hr Sexual reproduction of a centric diatom Diploid Haploid vegetative cell division vegetative cell initial cell fertile cell size meiosis fusion auxospore Sexual reproduction of a pennate diatom Diploid Haploid vegetative cell division vegetative cell initial cell fertile cell size meiosis fusionauxospore ? 1.3.3 Resting spore Fig. Chaetoceros didymus Ehr. a, typical chain, broad girdle view; width, 24μ. b, section of chain showing beginning of formation of resting spores; width, 32μ. c and d, resting spores almost completely formed, still within parent cells. e, typical resting spores free from parent cells. Contents ? 1.1 Morphological Features ? 1.2 Classification ? 1.3 Reproduction ? 1.4 Significance 1.4.1 Usefulness 1.4.2 Harmfulness 1.4 Significance 1.4.1 Usefulness A major food for fishes, molluscs and shrimps B indicators of marine fisheries C a major proportion of biogenic sediments D forensic medicine 1.4.2 Harmfulness A red tide B absorption, uptake and accumulation of marine pollutants Are diatoms good or toxic for copepod? ----the paradox of diatom-copepod interactions ?Nutritional deficient hypothesis ?Chemical defence hypothesis