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矽藻

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「矽藻」的各地常用別名
中國大陸 硅藻
港臺 矽藻
 
矽藻
《自然界的藝術形態》 (1904), 圖版 4: Diatomeae
自然界的藝術形態》 (1904), 圖版 4: Diatomeae
《自然界的藝術形態》 (1904), 圖版 84: Diatomeae
《自然界的藝術形態》 (1904), 圖版 84: Diatomeae
科學分類
域: 真核生物域Eukaryota
(未分級) SAR超類群SAR supergroup
超門: 不等鞭毛超門Heterokonta
門: 淡色藻門Ochrophyta
綱: 矽藻綱Bacillariophyceae

見內文

矽藻綱學名Bacillariophyceae)是真核藻類的一個主要類群,同時也是最常見的一種浮游藻類。多數為單細胞生物,儘管有些種類可以絲狀或帶狀群體(如Fragilaria)、扇狀群體(如Meridion)、鋸齒狀群體(如Tabellaria)以及星形群體(如Asterionella)形式存在。矽藻在食物鏈中屬於生產者。矽藻的一個主要特點是矽藻細胞外覆矽質(主要是二氧化矽)的細胞壁。矽質細胞壁紋理和形態各異,但多呈對稱排列。這種排列方式可作為分類命名的依據。但是這種對稱並不是完全的對稱,因為矽藻細胞壁的一側比另一側略大一點,這樣才能嵌合在一起。化石遺蹟顯示,矽藻最遲起源於早侏羅紀時期。僅中心矽藻類的雄配子具鞭毛,可以遊動。矽藻一直以來是一種重要的環境監測指示物種,常被用於水質研究。分類上歸為一,轄下有中心矽藻目羽紋矽藻目。此外也是近海的優勢類群。

載色體中有葉綠素a和葉綠素c,α-胡蘿蔔素和β-胡蘿蔔素,葉黃素類中主要含有墨角藻黃素,其次是矽藻黃素和矽甲黃素,由於墨角藻黃素和其他色素所佔比例比葉綠素大,使載色體呈現橙黃色或黃褐色;細胞壁都是由果膠二氧化矽組成的,沒有纖維素,質地堅硬,矽質細胞壁上有呈輻射對稱或左右對稱排列的花紋。具有上下半殼套合而成的殼體。矽藻營養體中沒有遊動細胞,僅精子具鞭毛,電子顯微鏡下觀察是茸鞭型,軸絲是9條,沒有中央軸絲,這種構造是矽藻獨有的。[1]

概說[編輯]

矽藻 圖示相鄰數字刻度相距10微米

矽藻綱有超過200個現存的,估計有接近十萬個現存物種[2][3][4][5]。矽藻的分佈廣泛,不管是海洋淡水汽水泥土及潮濕的表面上均可發現。大部分生活在開闊的遠洋水域,當然也有的像膜一樣生活在海底砂礫上,更有能在僅僅是潮濕的大氣中存活的種類。矽藻在海洋中尤為重要,海洋中總初級生產力的45%由矽藻提供。[6]海洋浮游植物的水平分佈和垂直分佈都受到限制。[7][8]但顯微觀察到,矽藻的一些種甚至會布在2公里的高空。

矽藻屬於不等長鞭毛類這一大類群,這一大類群既有自營生物(如金藻巨藻)又有異營生物(如水霉)。黃棕色葉綠體是不等長鞭毛類的一個特徵,這種葉綠體有四層膜,含有類胡蘿蔔素墨角藻黃素。矽藻個體通常無鞭毛,但其雄配子具不等長鞭毛,同時與其他類群相比其鞭毛缺乏茸毛。

大部分矽藻是不游動的,有的通過鞭毛移動。也有的觀點認為有些羽紋矽藻有自發的運動,而這可能是原生質環流所致。[1]因為矽藻的細胞壁相對緻密而容易沉降,在開闊水域浮游種類通常依靠湍流混合層的上部的風以保持懸浮在陽光充足的水面。有些種還會主動調節細胞內的脂質來改變自身浮力以阻止下沉。

矽藻的一大特點是具有尿素循環,這暗示它們在進化上與動物有關。這是艾倫、鮑勒所領導的團隊於2011年發現的。他們的這一發現意義非凡,因為之前尿素循環被認為起源於在矽藻幾百萬年後才出現的後生動物上。他們的研究表明,雖然矽藻和動物的尿素循環目的不同,但它們相同的方式卻顯示了動物和植物進化的相關性。[9]

矽藻的矽質細胞壁由兩個獨立的半片(殼面)組成。細胞壁生物矽是在胞內由矽酸單體聚合而成,然後再擠壓到細胞外添加到細胞壁上。矽藻細胞壁的兩個殼面通常像培養皿的底和蓋一樣套合在一起。在多數種中,當一個矽藻分裂產生兩個子細胞,每個子細胞將保留其中的一個殼面,再長出一個套在裏面的較小的另一個殼面。因此每個分裂周期後,矽藻種群的平均尺寸將變小。這樣細胞尺寸一旦達到了最小,就不再簡單地分裂,而是以產生復大孢子英語Auxospore的方式恢復其大小。這樣會產生一個大得多的細胞,然後再像原來一樣越分裂越小。復大孢子英語Auxospore的產生幾乎總是伴隨着減數分裂和有性生殖。

矽藻的死亡和分解產生了有機無機矽酸鹽沉澱物。因為無機物在黏土淤泥沉積中,會形成了一個永久性的海相地層地質記錄,所以可以通過挖掘海底或海灣淤泥,研究其中無機成分來分析過去的海洋環境。(參見矽質軟泥英語Siliceous ooze

矽藻的研究是藻類學一個分支,而專攻矽藻方面的藻類學家被稱為矽藻學家(英文:diatomists)。

分類[編輯]

不等鞭毛類物種的分類至今仍然有爭議,不同的分類把物種歸等為門級界級或兩者之間。因此,矽藻類物種其實可以根據其父系分類單元而被置放於不同的位置上,並相對調整其子系分類單元。本條目使其定位於綱級。

傳統上,矽藻綱物種分為以下兩個

前者是後者的並系群

較近期的分類[3]把矽藻分為三個基本分類,也有再細分為更多細目的[10]。這分別主要是由於羽紋矽藻類之間的分別,主要在於有沒有殼縫,即瓣膜的緃向槽[11]

圖庫[編輯]

參考文獻[編輯]

  1. ^ 1.0 1.1 吳國芳等. 植物學(第二版)下冊. 北京: 高等教育出版社. 1992年: 33–36. ISBN 7-04-003388-7 (中文(簡體)‎). 
  2. ^ Hasle, G.R.; Syvertsen,E.E. Marine Diatoms. In: Tomas, C.R.(1997). Identifying Marine Diatoms and Dinoflagellates. Academic Press. 1997: 5–385. 
  3. ^ 3.0 3.1 Round, F. E.; Crawford, R. M. The Diatoms. Biology and Morphology of the Genera. UK: Cambridge University Press. 1990. 
  4. ^ Canter-Lund, H; Lund, J.W.G. Freshwater Algae. Biopress Limited. 1995. ISBN 0-948737-25-5 (英語). 
  5. ^ Mann, D. G. The species concept in diatoms. Evolution. 1989, 24 (1): 1–22. 
  6. ^ Yool, Andrew; Tyrrell, Toby. Role of diatoms in regulating the ocean’s silicon cycle (PDF). Global Biogeochemical Cycles. 3003, 17 (4): 1103–1124. doi:10.1029/2002GB002018. 
  7. ^ Lipps, J.H. Plankton Evolution. Diatoms occur in all oceans from the poles to the tropics; polar and subpolar regions contain relatively few species compared with temperate biota. Although tropical regions exhibit the greatest number of species, more abundant populations are found in polar to temperate regions. 1970, 24 (1): 1–22. JSTOR 2406711. doi:10.2307/2406711. 
  8. ^ Horner, R.A. A Taxonomic Guide to Some Common Marine Phytoplankton. BiopressLtd. 2002: 25–30. ISBN 0-948737-65-4. 
  9. ^ http://www.sciencedaily.com/releases/2011/05/110511133553.htm
  10. ^ http://www.algaebase.org/browse/taxonomy/?id=4337
  11. ^ O.E.D. 2nd edition 2005