藻类
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1详细介绍
生长在淡水、海洋,少数陆生,无胚的以孢子进行繁殖,能自养的单细胞或多细胞的一类群低等植物,又称孢子植物或隐花植物。
藻类含有丰富的蛋白质、糖类、各种维生素以及无机盐,可直接食用。据调查全世界可供食用的约100多种,在东亚和东南亚食藻尤为普遍,中国也有50余种食用藻类。除新鲜食用外,还可制成各种干品或罐头。海藻中含有各类藻胶、甘露醇、蛋白质、氨基酸、淀粉、糖类、甾醇类化合物、丙烯酸、脂肪酸、维生素和大量的无机盐以及微量元素,这些成分在医学上为有效物质。从不少藻类中发现其提取物质对病毒、流行性感冒、肿瘤、慢性支气管炎、心血管病以及放射性锶病毒等都有一定抑制或防治作用;从海带中提取的甘露醇与烟酸合成的烟酸甘露醇酯临床试验证明有缓解心绞痛作用,对高脂血病亦有较好疗效。另外还可治疗高胆固醇、高血压及动脉硬化症。近年来从海藻中提制的低聚褐藻酸钠纯品配制成“代血浆”用于临床,是维持血容量的良好护容剂,用褐藻酸钠制的止血海绵有止血效果。某些海藻可提取海人草酸、软骨藻酸均应用作驱蛔虫、鞭虫、绦虫和蛲虫的药物。一些绿藻、褐藻和红藻含有丙烯酸,有抗菌作用。除作药用外,海藻含有的琼胶不仅可供食用,更重要的是用作微生物培养基,在医学等各方面的研究中不可缺少。此外褐藻胶、卡拉胶在食品工业、纺织工业等各方面均有多方面的用途。
种类与分布 藻类种类约有2.4万多种,根据所含色素、细胞结构和繁殖方式等,藻类分为11个门,即蓝藻门(Cyanophyta)、红藻门(Rhodophyta)、隐藻门(Cryptophyta)、甲藻门(Phrrophyta)、金藻门(Chrysophyta)、硅藻门(Bacillariophyta)、黄藻门(Xanthophyta)、褐藻门(Phaeophyta)、裸藻门(Euglenophyta)、绿藻门(Chlorophyta)、轮藻门(Charophyta)。
蓝藻门 较原始类群,无细胞核、无叶绿体,仅有色素分布于原生质中,色素成分除含有叶绿素a、叶黄素和胡萝卜素外还含有丰富的藻蓝蛋白,光合作用产物是肝糖和蛋白质,生殖仅靠细胞裂殖、内生孢子等营养繁殖。蓝藻为单细胞、群体和丝状体。世界上的蓝藻共计160属1500种。分布很广。
蓝藻可供食用,最著名的是发菜(Nostoc flagelliforme),产于中国西北、西南地区,已进行人工培养。另一种葛仙米(又称地木耳)(N.commune)产于潮湿土壤上,亦可食用。还有如海雹菜(Brachytrichia quoyi),生长于台湾的个体最大,可鲜食或与鱼肉共煮成甜食食用。蓝藻中的螺旋藻(Spirulina),蛋白质高达67%,含18种氨基酸和丰富的胡萝卜素(600毫克/100克干品)、维生素E、维生素C以及多种微量元素,因此不仅能作为一种高蛋白的营养品,又可制成微量元素补给剂。用螺旋藻作配合饲料,培养海湾扇贝亲贝和鲍鱼育苗以及喂虾,效果很好,在一些育苗场已被采用。另外用螺旋鱼腥藻接种的鱼池不投饵养鱼比正常投饵的对照池增产了2~3倍。蓝藻中有的有固氮能力,如螺旋鱼腥藻(Anabeana spiroides)、满江红鱼腥藻(A.azellae)均为淡水固氮蓝藻。海生的苔垢菜(Calothrix crustacea)、红海束毛藻(Trichodesmium erythraeum)均有固氮能力,因此可作天然肥料。
蓝藻对水产养殖的有害方面,如红海束毛藻大量繁殖时,漂浮于海区,形成有臭味的赤潮。由于这些蓝藻死后分解产生的毒素导致贝类蛏蛤的大量死亡,也波及养殖紫菜烂苗的发生,造成严重危害。淡水蓝藻大量繁殖时形成水华,不但因降低水中氧含量而且加上释放的毒素,对养殖的鱼类及养殖动物均有严重危害。
红藻门 多数是多细胞,少数为单细胞或群体;色素有叶绿素a和d、叶黄素、胡萝卜素外还含有藻红蛋白和藻蓝蛋白。红藻分为两个纲,共12个目约500属近4000种,绝大多数生活于海洋,淡水产只12属50多种。主要产于温带海区,南北两极也有分布。红藻的垂直分布多在低潮线以下的岩石上,有的甚至还生长于30~100米以下深海域,海萝、紫菜的某些种类亦可生长于高潮带风浪大的岩石上。红藻中有些是琼胶、卡拉胶的原料,有些又是药用藻类的主要资源。在食品工业、医药等方面有重要作用。中国有经济价值的红藻约有60种左右。
褐藻门 多数为多细胞的呈丝状体、叶状体,大的可以从数米到数十米长,甚至100米左右,如巨藻、海带类。是很有经济价值的一门,在藻类中居重要地位。约有250属1500种以上,除有5属生长于淡水中,多数生长于海水中。褐藻一般属冷水性海藻,分布于寒带与南北极的海洋中,但也有少数种属如马尾藻属(Sargassum)、喇叭藻属(Turbinaria)、网地藻属(Dictyota)等则生长于热带海中,为暖水性海藻。其垂直分布从潮间带到低潮线以下。褐藻酸、碘、甘露醇都是来自褐藻的主要产品,世界褐藻资源约1460万吨,其中海带和裙带菜还是重要养殖种类。海带产量在中国全部依靠养殖提供,年产量最高达25万吨(干品),占重要地位。中国有经济价值的褐藻约有30种左右。
绿藻门 一般都呈绿色,所含色素与细胞壁成分与高等植物相同,有单细胞、群体和多细胞种类,大多产于淡水,海产仅占10%。海产种类多生长在潮间带岩石上及其他固着物上。有些绿藻如蕨藻类亦可分布在水深75~80米的海底甚至100米深处。绿藻可分为热带、亚热带、寒带、亚寒带及温带种类,因此绿藻是世界性藻类,广泛分布于世界各海。中国有经济价值的大型绿藻约有20余种,单细胞的种类比较普遍的是扁藻、小球藻、盐藻数种。
绿藻可供食用,大型的海产绿藻如石莼、浒苔、礁膜是沿海居民早已食用的海藻。单细胞的扁藻、小球藻、盐藻因有较多的蛋白质,碳水化合物、胡萝卜素、氨基酸和多种维生素,既可以作为海产动物幼体的饵料,又可提取制成蛋白质、脂肪、叶绿素、核黄素和胡萝卜素的制品,成为人类营养及药用食品。绿藻还可以利用于藻菌共生系统和活性藻的方法来处理生活污水和工业污水,是现代利用藻类的途径之一。
绿藻大量繁生时成为养殖的敌害,危害鱼类的生长、藻类幼苗的出苗,盐田内刚毛藻影响盐田晒盐生产。一些绿藻附生于船底,影响航行速度和船体的保养。
甲藻门 多数为单细胞或由单细胞联成不同形状的群体、少数为丝状体。色素含有叶绿素a和e、叶黄素和胡萝卜素外还有特有的甲藻素。贮藏物为淀粉和脂肪。甲藻分布于海洋、半咸水、淡水,为海洋动物鱼、虾、贝的直接或间接饵料,但如果繁殖过盛也可形成赤潮,使渔业受到影响。
金藻门 为单细胞,少数为群体,色素有叶绿素a和c、胡萝卜素,还有特有的金藻素,贮藏物质是油与白糖素。金藻分布于海洋与淡水。金藻中的一些种类大量繁殖时也能产生赤潮,在中国舟山群岛曾发生过。
硅藻门 为单细胞或群体,由两壳互相套合而成,壳面有花纹或角状、刺状突起,色素除叶绿素和胡萝卜素外还有硅藻素和墨角藻黄素,贮藏物为油。硅藻广泛分布于淡水湖泊,半咸水和海洋。较寒冷的水域比热带水域中要多。多数营浮游生活,但有些则附于岩石或泥底表面。是海产动物的主要饵料,但如繁殖过量也会发生赤潮危害渔业。
裸藻门 多数为单细胞而无细胞壁,细胞可以伸缩变形,含的色素与绿藻同,但也有无色或具红色素的。裸藻多生长于含有机质丰富的小型静水体中,如遇暖季阳光充足时,常大量繁殖形成膜状水华,使水变成深绿或红色等。
黄藻门 大多数为单细胞或群体,少数为丝状体,也有管状体,色素体除叶绿素a外,还有大量的类胡萝卜素,故藻体为黄绿色,贮藏物质是油。黄藻大部分生于淡水,少数生于半成水或海水中,也有生长在潮湿的土壤表面或者湖泊、池塘及河流岸边积水处。
隐藻门 种类不多,淡水海水均有生长。色素为棕绿色至金棕色,也有绿色、蓝绿或蓝色或红色,有些种类则无色,营腐生或动物性营养。藻体多为能动的单细胞,少数成不定群体。细胞无纤维素壁而仅有质膜围于周围。
轮藻门 基本是生长在静水或缓流的淡水中,以粘土或沙为基质,沉水而生。外观有一特殊藻体构造,由长的和短的节细胞交替形成。繁殖器官不产生无性繁殖的动孢子。雌性配子囊由1~2个柄细胞、孢囊衣鞘和卵囊组成,雄性配子囊又称精囊球,呈圆球形,外壁由9个细胞组成,内部经分裂形成许多具有2条鞭毛的精子。轮藻还能营养繁殖,在根的关节上发生一个细胞到多个细胞,无色圆球形小结节,内充满淀粉,渡过冬季后,萌发成新植物。轮藻可作肥料、水鸟的食物来源,但如繁生过多时腐烂后产生特殊气味,对水库水质是有害的。轮藻门分3科,其中2科均为化石,仅轮藻科为现代种和化合种,包含6属315种。常见的有丽藻属(Nitella)、轮藻属(Chara)两属。
海藻的区系划分主要根据海洋表面温度而分为寒带区系、亚寒带区系、温带区系、亚热带区系、热带区系五大区系。各区系海藻的种类不尽相同,不同季节也会有不同藻类出现。
经济海藻及其养殖 经济海藻主要以大型海藻为例,利用的约100多种,列入养殖的只有五属,即海带(Laminaria)、裙带菜(Undaria)、紫菜(Porphyra)、江蓠(Gracilaria)和麒麟菜属(Eucheuma)。此外巨藻(Macrocystis)引种成功,石花菜(Gelidium)、红毛菜(Bangia)的人工采苗养殖取得好效果。
海带养殖技术以中国居世界领先,1988年产21.64万吨(干),居世界各国之首;日本产的海带以自然生长为主加上养殖的在内,1985年共产3.34万吨(干)。裙带菜以朝鲜和日本分布较广,中国仅分布于浙江嵊山岛,山东省和大连养殖的是移自日本和朝鲜,1986年估算2万吨(干);日本估算为1.3万吨(干);朝鲜为4.33万吨(干)。紫菜养殖具有特殊地位,日本、朝鲜和中国是世界三大养殖国家。1988年中国产1.56万吨(干)折合52亿张(3克为1张);日本1986年年产91亿张。江蓠是生产琼胶的主要原料,日本、美国和中国以及澳大利亚、阿扎尼亚、印度、马来西亚、菲律宾和智利都相继用江蓠发展了琼胶制造业。世界江蓠种类约100种,年产量约3万吨(干),中国常见有10多种,年产4000吨(干),包括台湾省1000~1200吨(干)在内。麒麟菜属热带和亚热带海藻,全世界约30种,分布以赤道为中心向南北延伸,中国自然分布于海南省的东沙和西沙群岛及台湾省海区,约有7种。还从菲律宾引入长心麒麟菜(Eucheuma alvarizii)进行养殖。石花菜琼胶含量高而质优,近几年中国进行了人工采苗养殖、劈枝夹苗养殖法的研究,取得一定的进展。巨藻是生长于美国、墨西哥和新西兰沿岸的一种多年生大型褐藻,日生长可达30厘米,藻体长达数十米,漂浮于水面形成巨大藻床,适用于机械采收。中国的巨藻于1978年自墨西哥引进幼孢子体和配子体,进行养殖获得成功。除以上几种外,产卡拉胶的角叉菜(Chondrus ocellatus)的人工采苗和养成试验也已取得成功,红毛菜(Bangia fuscopurpura)在福建已进入生产性养殖。预计今后羊栖菜(Sargassum fusiforme)、鹧鸪菜(Caloglossa leprieurii)等更多的经济海藻人工增养殖的研究也将提到日程上来。