海藻
马尾藻科植物
“海藻”,本品为马尾藻科植物海嵩子 Sargassum pallidum(Turn.) C. Ag 或羊栖 Sargassum fusiforme (Harv.) Setch. 的干燥藻体。前者习称“大叶海藻”,后者习称“小叶海藻”;是生长在海中的藻类,是植物界的隐花植物,藻类包括数种不同类以光合作用产生能量的生物。它们一般被认为是简单的植物,主要特征为:无维管束组织,没有真正根、茎、叶的分化现象;不开花,无果实和种子;生殖器官无特化的保护组织,常直接由单一细胞产生孢子配子;以及无胚胎的形成。
形态特征
1、大叶海藻:皱缩卷曲,黑褐色,有的被白霜,长30~60cm。主干呈圆柱状,具圆锥形突起,主枝自主干两侧生出,侧枝自主枝叶腋生出,具短小的刺状突起。初生叶披针形或倒卵形,长5~7cm,宽约1cm,全缘或具粗锯齿;次生叶条形或披针形,叶腋间有着生条状叶的小枝。气囊黑褐色,球形或卵圆形,有的有柄,顶端钝圆,有的具细短尖。质脆,潮润时柔软;水浸后膨胀,肉质,粘滑。气腥,味微咸。
2、小叶海藻:较小,长15~40cm。分枝互生,无刺状突起。叶条形或细匙形,先端稍膨大,中空。气囊腋生,纺锤形或球形,囊柄较长。质较硬。
生长环境
生长在低潮线以下的浅海区域-海洋与陆地交接的地方,在这里海浪的冲击力比较缓和,海水中含有丰富的矿物质,加上阳光充足,无论是红藻或褐藻,虽然颜色不同,都含有叶绿素,可以利用日光进行光合作用,制造食物,它们进行光合作用,所释放出来的氧气,更是动物们呼吸所不可缺少的;海洋世界之所以如此缤纷热闹,海藻的功劳实不可没。
分布范围
每一种海藻都有其固定的潮位,主要和所含色素的种类与含量比例有关,不同色素所需的光线波长不同,随着光线强度及光质的变化,藻类的分布也受影响。一般在较阴暗处或深海中,藻红素与藻蓝素比叶绿素更能有效地吸收蓝、绿光,故只含叶绿素及胡萝卜素的绿藻,其栖息地多靠近水浅之处。而低潮线附近及深海部分则多为红藻类。此外,地形、底质、温度、湿度、盐度、潮汐、风浪、洋流、污染物、动物掘食、藻类间的相互竞争等因素,也都会影响海藻的生长与分布。
以台湾海边常见的海藻为例,在海水淹不到但浪花可溅及的飞沫带,在秋末至春初时,北部、东北部沿岸主要以头发菜、紫菜、海萝及铁钉菜为主,在南部及东部海岸则以柔弱卷枝藻、鞘丝藻及海雹菜等为主。这些海藻本身有胶质保护,可忍受长时间的干旱及炙热,常在阳光下曝晒个三、五天,依然不枯不萎,显现强韧的生命力。但到夏季时,飞沫带则是光秃秃一片。
潮间带依潮汐的大潮、小潮变化,分为上部、中部及下部三区。在潮间带上部,多属于绿藻类,常见有膜状的石莼、管状的石发或丝状的刚毛藻,都是可以忍受强光照射及每日二次涨退潮的干湿变化,尤其在冬、春季时,常在海蚀平台上形成一片青葱翠绿的“绿色地毯”。在夏季,此区和飞沫带一样,岩石上多是裸露光秃,但在潮池内或有遮阴之处,则仍可发现它们的踪影。
在潮间带中部,主要以褐藻类为主,绿藻为辅。冬、春季时,常见有囊藻、团扇藻、水窗藻、栖状褐茸藻、裂片石莼、网球藻等,尤其在三、四月间有浪拍击的地方,北部以小海带的数量最多,到了夏、秋季,这些藻类大多消失不见。
在潮间带下部及低潮线附近,则以红藻类为主。常见的有沙菜、凹顶藻、龙须菜、小杉藻、角叉菜、匍扇藻。尤其在低潮线附近有海浪拍打的地区,则以小珊瑚藻、边孢藻、石花菜、翼枝菜、马尾藻、牛角树、繁枝蜈蚣藻等最为常见。这些藻类能忍受海浪的直接拍打及洋流的冲击,其中,珊瑚藻及边孢藻等,可以从海水中吸收石灰质蓄积体内,一方面增强骨架,抵抗水流,一方面降低体内有机质的比例,使其它海洋生物不爱啃食,也有助于珊瑚的造礁。
这些在潮间带五颜六色的藻类,一到夏天,就逐渐消失了,但在潮间带以下,终年为海水所覆盖的亚潮带,则一年四季均可见到各式各样藻类繁生。常见的有马尾藻、松藻、蕨藻、海木耳、石花菜、鸡冠菜麒麟菜海膜蜈蚣藻等,尤其马尾藻常在六、七月间大量生长,形成小型的马尾藻海。
繁殖方法
藻类虽无花、果、种子等构造来繁衍后代,却有各式各样的生殖方式来适应环境。在无性生殖方面,有些细胞可以直接一分为二,如水绵,可以断成数段,每段再各自成长为独立个体;有的藻体可以产生许多有鞭毛的孢子,可自由游动,每一孢子成熟后各自长成为一个新的个体;在环境不良时,有些藻类可产生厚壁的休眠孢子,等环境适宜时,再萌芽生长成新的个体。在有性生殖方面,有些藻类可产生雌、雄配子,经由交配后才长成新的个体。
在海藻的一生中,无性生殖与有性生殖常有规则地交替进行,形成复杂的生活史。如我们常吃的紫菜海带,其生活史具有孢子体及配子体不同生长形态,其孢子体行无性生殖产生孢子,配子体则产生雌、雄配子,行有性生殖,这种不同生活形态交替进行的生活史称为“世代交替”。
亚种分类
常见的褐藻包括大型褐藻马尾藻墨角藻属。太平洋及南极地区的巨藻属和海囊藻属的某些种长度超过33米(100呎),是最大的藻。海带属在太平洋沿岸及不列颠群岛都很丰富。在墨西哥湾流和马尾藻海中马尾藻常见,呈自由漂浮的大团块,其外形与其他海藻不同,形似具叶和浆果的分枝,「浆果」实际是空心的气囊,使叶状体浮在水面。不列颠群岛潮间带常见的墨角藻(F. vesiculosis)也藉气囊漂浮。
常见的红藻包括掌状红皮藻、紫菜、石花菜属(Gelidium)、角叉菜属(Chondrus)。北大西洋的掌状红皮藻(Rhodymenia palmata)淡紫红色,由扁平的单生或丛生的叶状体所构成,外表扇状,分成多数二叉型裂片。低潮时,大西洋岩石海岸潮间带的下半部,丛生著角叉菜属的各个种。春夏两季,不列颠群岛、日本及其他地方潮间带的高潮线下紫菜很多。石花菜属用于制造琼脂。海藻中绿藻较少,石莼属(Ulva)便是其中之一。海藻具有重要经济价值,如紫菜、掌状红皮藻、马尾藻和石莼在世界各地作为食物,褐藻常用作肥料。
最常见的大型海藻是海草,如︰绿藻红藻褐藻。其根状固着器只有固着功能,而不能吸收营养。海藻在浅水中常密生成片。在水深50米(约165呎)以内的岸边形成明显区带。生长于高潮线上的海藻常暴露在空气中;低潮线下的海藻则不能长期暴露于空气,故不能于近海岸处生长,如墨角藻属(Fucus)、巨藻属(Macrocystis)、海囊藻属(Nereocystis)和海带属(Laminaria)等类群,并只能在18℃(64℉)以下繁殖,仅分布于冷水水域。
组成成分
营养成分
1、蛋白质:海藻含有一种特殊的蛋白质称为亲糖蛋白,它对特定糖类具有亲和性而与之非共价结合。亲糖蛋白和细胞膜糖分子结合后会造成细胞沉降现象,因此是一种凝集素。亲糖蛋白普遍存在于陆上动植物及微生物中,尤其在豆科植物种子里更是丰富。亲糖蛋白借其辨识糖类的特性,在生物的防御、生长、生殖、营养储藏及生物共生上扮演重要角色。亲糖蛋白也可应用于血球分离检测,药物载体、免疫抗体的产生及抗癌药物的医药用途上。
海藻含有凝集活性物质是在一九六六年才被提出,随后的研究发现海藻的亲糖蛋白不但可以凝集红血球、肿瘤细胞、淋巴球、酵母、海洋细菌及单细胞蓝绿藻,也能促进小老鼠及人体淋巴球分裂作用。一些红藻如盾果藻、龙须菜、红翎菜及旋花藻的亲糖蛋白便具有这种作用。海藻亲糖蛋白能激活淋巴细胞,因而和免疫机能有密切关联。
随后的研究陆续发现有些海藻亲糖蛋白能抑制肿瘤细胞的增殖,如抑制白血病细胞株及老鼠乳癌细胞的增长。又如将海藻亲糖蛋白予以染色并结合在癌细胞上,便可以诊断或追踪人体内癌细胞的分裂及转移情形。台湾外将海藻亲糖蛋白应用在人体保健及医药方面的研发,多数尚在开始的阶段,不如多糖类成熟,有待积极研究开发。
可预期的是海藻亲糖蛋白未来在免疫系统机能诊断、肿瘤形成及转移诊断及其它临床应用上,具有很大潜力。唯首先应加强海藻活性种类筛选,进而分离纯化亲糖蛋白,并分析其生化特性及构造,以供后续研究及扩大未来应用,提高其在医药及保健上的价值。
2、多糖类:在海藻中具有增强免疫力及抗癌活性的物质,属特殊多糖类、蛋白质、脂质、色素及低分子物质。在传统的中药里,几种褐藻经烹煮之后可用来预防及治疗癌症,这种热水抽出物主要成分是多糖类。
海藻富有食物纤维,这些纤维属硫酸多糖或酸性多糖之类的物质,除有前述食物纤维的功能外,有些也有抗癌活性。红藻的角叉藻聚糖是硫酸盐化半乳糖的聚合物,此多糖类具有增强免疫力及抗癌的活性;角叉藻聚糖主要来自角叉藻、杉藻、麒麟菜、沙菜及银杏藻。紫菜糖及布糊也都是具抗癌活性的硫酸化多糖类,前者来自紫菜,而后者主要是海萝的半乳糖聚合物。
褐藻的褐藻糖是海藻的抗肿瘤及抗凝血活性成分中,研究得最多的一种化合物,实验结果显示此单糖可抗肿瘤及延长小老鼠寿命;许多种褐藻,如裙带菜及马尾藻的褐藻聚糖,同样能抑制肿瘤及增强老鼠的免疫抗体机能;褐藻酸是褐藻细胞壁的主要成分,其抗癌活性,和所含的甘露糖醛酸及古罗糖醛酸成分有关。有人认为海藻聚糖的抗癌机转可能和吞噬细胞干扰素活性增强有关,因而间接地诱发细胞蛋白质的免疫反应及影响淋巴细胞的活性。
3、食物纤维:食物纤维是具有多醣类结构的大分子,是构成海藻细胞壁的主要成分,也多分布在细胞间隙中。红藻及褐藻含有丰富又多种的食物纤维,且大部分是水溶性。纤维的含量及结构因海藻种类而有不同;绿藻的纤维成分和陆上植物大致相同,主要是纤维素,但红藻中是洋菜、角叉藻聚醣及布糊,褐藻中是褐藻酸、褐藻聚醣及海带醣。一般海藻的纤维量约为干重的30 ~ 65%,远大于豆类、五谷类、蔬菜类及水果类的平均含量。
食物纤维在人体保健上有何用途?举动物实验为例,在饲料中加入褐藻酸,可改善老鼠高血脂症状,并抑制血液胆固醇含量的增加;角叉藻聚醣及洋菜能与胆固醇结合,可以调控血糖量。因此,适度增加海藻纤维的摄取量可以降低血压、血液胆固醇及血糖量,对心脏、血管的正常规律有帮助,并预防癌症发生。此外,海藻食物纤维进入人体胃肠后,因吸收水分而膨胀,容易造成饱足感觉,避免摄取过多食物而造成肥胖,并达到减肥保健效果。食物纤维在人体内又能帮助消化及促进废物排泄,避免体内有害细菌的生长,具整肠作用。
4、维他命:当人体某种维他命不足或缺乏时,就会引起代谢失调或疾病。海藻含有多种维他命,主要的有维他命B12、C及E、生物素及烟碱酸。人体维他命B12不足会导致长期疼痛、贫血及疲劳,甚至精神异常;这种维他命在海藻中的含量虽然不多,但广泛地分布在各种藻类中。
维他命C和人体败血病、癌症、心脏病、体重减轻等70 种以上的病症有关;许多海藻,如甘紫菜、网翼藻、裙带菜及浒苔等,含有丰富的维他命C,可达3 ~ 10 毫克/克藻体干重,并不逊于许多蔬菜、水果。
维他命E和治疗人体45 种以上疾病有关,包括皮肤、肌肉、听力、视力、癌症及心脏病等问题,此种维他命能保护肝脏,避免因过度疲劳而损害;一般海藻体内的维他命E含量约在一百微克/克藻体干重以下,但在墨角藻则高达六百微克/克藻体干重以上。维他命C及E又具抗氧化作用,可阻止不饱和脂肪酸遭受过氧化物攻击。
烟碱酸亦广泛存在于各种海藻中,在治疗关节炎、偏头痛及失眠上有其用途。海藻也含有生物素,有助于调整脂肪的代谢作用。有些海藻还含有维他命B1、B2、D、A及K,这些微量维他命也有其特定功能。
5、无机元素:海水含有45 种以上的无机元素,而海藻生长在海水里,每天吸收无机元素作为营养成分,因此海藻会比陆上植物含有更多种及多量的天然无机元素,可以提供人体所需。
海藻的无机元素中以钠、钾、铁、钙含量最多。铁是血红素的成分,缺铁是造成贫血的原因之一。钙是形成人体骨胳及牙齿的成分,也是维持细胞膜正常功能所需;但钙每日会有流失,因此必须补充,尤其孩子在成长期更是需要。许多海藻如蕨藻、龙须菜、沙菜、指枝藻、团扇藻及网地藻,含多量的铁、钙,可以从中摄取以补充不足。再如人体缺少碘会造成甲状腺机能异常,而海带含有多量的碘,可以提供所需。
有些海藻含有较多量的镁,此元素可以舒解压力,避免因紧张引起心脏病。海藻含有微量的铜、锌及锰,此三微量元素在人体内过量会造成中毒现象,但在肝脏中若无法维持适量,则会导致肝脏受损。铜也能影响铁的吸收,而锰和血糖量及癫痫病的发生有关。人体若缺乏上述主要及微量元素时,就需要适量补充。平日多摄取海藻就可以补充各种无机元素。
6、氨基酸及脂肪酸:一些食用海藻如紫菜、掌藻、石莼及石发等有较多的蛋白质,约为藻体干重的20 ~ 39%。海藻含有二十余种人体必需的氨基酸,重要的是大部分种类都有含硫氨基酸,如牛磺酸甲硫氨酸胱氨酸及其衍生物,每一百克干重藻体的含量约在41 ~ 72 毫克之间。除母奶、鸡蛋及豆类含多量的牛磺酸外,一般陆上食物蛋白质的含硫胺基酸大都不足或缺少,摄取不足时,会影响人体健康。
牛磺酸和心跳、脑化学及神经细胞的正常调控及视力有关,甲硫氨酸及胱氨酸则能螫合重金属,其硫与氢结合成氢硫基而有去毒作用。牛磺酸又有助于脂肪的消化,抑制血液及肝脏胆固醇含量的增加,对高胆固醇患者有改善作用。红藻的含硫胺基酸普遍较绿藻及褐藻多;紫菜、石花菜、海带、石莼及角叉菜等含牛磺酸量很高,每一百克藻体干重的含量可达四百毫克;甲硫氨酸及胱氨酸则在石莼、松藻、浒苔、蜈蚣菜、紫菜、软骨藻、环节藻、海带及墨角藻等有较高的含量。食用这些海藻可提供人体需要的特殊胺基酸。
海藻的脂肪酸量很少,约占1 ~ 5%,但有些特殊脂肪酸对人体健康有很大的影响。海藻除含有少量动物及高等植物常见的棕榈酸、肉豆蔻酸、月桂酸及硬酯酸等饱和脂肪酸外,大部分为不饱和脂肪酸,如海带、羊栖菜及裙带菜含有油酸、亚麻油酸及次亚麻油酸。后两者是人体必需的不饱和脂肪酸。
一般而言,红藻比绿藻及褐藻含较多的高度不饱和脂肪酸,尤以20 碳5烯脂肪酸(EPA)较为多见。根据分析,紫菜、海带、翅藻及其它海藻含有较多的 EPA,这种脂肪酸通常在深海鱼类的鱼油中含量较多,除可帮助降血压、心跳及纾解压力外,也可以抑制血液胆固醇含量上升及血小板凝集,防止血栓形成心肌梗塞,对循环系统疾病有预防作用。
海藻奇观
巨藻是海藻的一种,最长超过33米,是世界上最大的海洋植物。它一般蔓延滋生在海中礁石的表面上,从海底到洋面,茂密繁盛,绵延不断。
英国著名科学家查尔斯·达尔文在那次乘坐“小猎犬号”轮船进行著名的航海考察中,第一次看到巨藻群落后,感到非常惊讶,他这样写道:“那些依赖巨藻生存的所有种类的水生动物,它们的数量大得惊人。我只能将这里的水下世界比作陆地上的热带雨林。”事实上,将巨藻比作热带雨林毫不过分。因为许多像鱼类、小的无脊椎动物这样的物种,往往把巨藻这一庞大的立体结构当成隐蔽所,用以躲避天敌和湍急的水流。而其他物种,如海胆和鲍鱼等,则将巨藻作为主要食物。同时,藻林中这些海洋生物也吸引着其他物种,如海洋鸟类、海豹、海狮和海獭等。这里是它们能够轻易觅食的地方。作为一种植物,巨藻的组成并不复杂,它的基部是根状结构,被称作固着器。和根不同,它不是专门用来汲取养分的。它的主要作用犹如船锚,将巨藻固着于海底。
固着器的顶端连接一个茎状的柄,这是巨藻的主干。在这根主干上生长着无数植物体,就像一条条绳索一样。在每个植物体上都长满无数的褶皱状的叶子。在叶子的底部,也就是依附于柄的那一端,是一个充满气体的漂浮物。气体的主要成分是一氧化碳。巨藻的世界上生长最快的植物,其植物体和叶子每天可以长30厘米。
马尾藻也是一种常见的海藻,可是外形与众不同,呈自由漂浮的大团块状,像一个漂浮在海里的大海绵。在北纬20° ~ 40°,西经35° ~ 75°的北大西洋中,有一块面积达几百万平方公里的海区,那里布满了绿色的马尾藻,这个海区也因此被称作马尾藻海。远远望去,它好像一个茫茫无际的海上大草原。
马尾藻海被水手们称为“魔海”、“死亡之海”。它为什么会有这样一个可怕的称谓呢?原来,在航运和通讯技术不发达的古代,常有船只贸然闯入马尾海藻,被大量的马尾藻紧紧缠住,最后被活活困死。1492年8月3日,意大利航海家哥伦布率领的一支船队,就曾在马尾藻海上遇险,经过了整整3个星期的艰难航行,才侥幸摆脱了危险。
和其它海藻一样,在马尾藻周围也活跃着很多生物,其中最奇特的要算马尾藻鱼。它的颜色与马尾藻相仿,当它穿梭在马尾藻丛中时,一般人很难发现它。此外,它还有一个特殊的御敌本领——吞下大量海水,把身体鼓得大大的,使“敌人”不明所以,望而生畏。
食物营养成分
参考资料
海藻的分类.海藻活性物质国家重点实验室.
最新修订时间:2024-04-04 11:39
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