褐藻门,为藻类植物的一门。藻体的颜色因所含各种色素的比例不同而变化较大,有黄褐色、深褐色。细胞中常有白色颗粒,称为墨角藻聚糖小泡。光合作用的产物是海带多糖和甘露醇。
植物学史
褐藻是一群古老的植物,在志留纪和泥盆纪的沉积物中,发现有类似海带植物的化石,最可靠的化石发现于三叠纪。褐藻有侧生不等长双鞭毛的运动细胞,其形态和构造与金藻门黄藻纲的运动性细胞相似,所含色素也相似,因此,有人主张褐藻可能是由单细胞的具两条不等长侧生鞭毛的祖先进化来的。
形态特征
褐藻门,植物体是多细胞的,基本上可分为3大类:第一类是分枝的丝状体,有的分枝比较简单, 有的分化为匍匐枝和直立枝的异丝体型。
第二类是由分枝的丝状体互相紧密结合,形成假
薄壁组织。
第三类是比较高级的类型,是有组织分化的植物体。多数藻体的内部分化成表皮层、皮层和髓3部分。表皮层的细胞较多,内含许多载色体。皮层细胞较大,有机械固着作用。接近表皮层的几层细胞,也含有载色体。含载色体的部分有同化作用。髓在中央,由无色的长细胞组成,有输导和贮藏作用。有些种类的髓部有类似筛管的构造,称为喇叭丝。用示踪原子14C证明,在巨藻属中的甘露醇,由同化组织通过类似的筛管,转移到藻体的其他部位。褐藻门植物体的生长,常在藻体的一定部位,如藻体的顶端或藻体中间,也有的是在特殊的藻丝基部。
细胞有壁,分为两层,内层是纤维素的,其化学成分和维管植物一样,外层是藻胶组成的。同时在细胞壁内还含有1种
碳水化合物,叫褐藻糖胶。褐藻糖胶能使褐藻形成粘液质,退潮时,粘液质可使暴露在外面的藻体免于干燥。细胞单核,和维管植物相似,有核膜、核仁,染色质网中有1明显的中心体。细胞分裂是有丝分裂。细胞分裂时,中心体位于核的表面。细胞中央有1个或多个液泡。
褐藻门
植物细胞中具特有的小液泡,称为褐藻小液泡,呈酸性反应,它大量存在于分生组织、同化组织和生殖细胞中。许多褐藻细胞中含有大量碘,如在海带属的藻体中,碘占鲜重的0.3%,而每升海水中仅含碘0.0002%,因此,它是提取碘的工业原料。
褐藻门植物的精子和
游动孢子一般具2条不等长侧生鞭毛,向前方伸出的1条较长,是茸鞭型;向后方伸出的1条较短,是尾鞭型的。墨角藻目精子的鞭毛是向后方伸出的1条较长,而网地藻目的精子仅有1条向前伸的鞭毛。运动细胞的眼点是由40—80油滴组成,位于载色体膜和最外层类囊体膜之间。
分布范围
主要分布于寒带和温带海洋,生长在低潮带和潮下带的岩石上,世界各大洋都有,它们种类多,个体大,如长达几十米的巨藻,在美洲太平洋沿岸形成密度很大的巨藻场。海带广分布于堪察加东南岸、千岛群岛南岸、萨哈林岛、北海道和朝鲜元山以北,在中国主要产于黄海北部。但是也有一些种类如马尾藻,主要产于热带、亚热带海洋,温带海洋也有一些种类生长。
繁殖方式
营养繁殖
有2种:①营养体断裂成几部分,每一部分都可以发育成新的植物体,如马尾藻的某些种类;②营养体某一部分长出具有繁殖功能的小枝,即繁殖枝,小枝脱落后,附着在基质上,长成新的个体,如黑顶藻属的一些种类。
无性生殖
是由植物体产生单细胞或多细胞的孢子囊,俗称单室孢子囊或多室孢子囊,单室孢子囊发生之初为单核,细胞膨大后,细胞核分裂成4,8,16,32,64或128个小核,然后细胞质分割成单核的原生质体,原生质体之间并没有细胞壁将其相互分开,经过变态,形成梨形,具有两根侧生鞭毛的裸露的游动孢子或没有鞭毛的不动孢子。通过单室孢子囊顶端的小孔,动孢子被释放出来;由于第1次核分裂为,因此,萌发成单倍体的配子体。多室孢子囊是由多细胞组成的,每个细胞形成数个游动孢子,但是,不经过减数分裂,因此,它们萌发成为双倍体的孢子体。还有一些褐藻如网地藻以不动孢子进行
无性生殖。这种孢子没有细胞壁,没有鞭毛,不能自由游动。每一个孢子囊通常只产生4个单倍体的孢子,萌发产生配子体。
有性生殖
是从配子体上产生配子囊,配子囊是多细胞的,在配子囊中再产生具有2条侧生鞭毛的配子。
配子生殖有3种不同类型:同配、异配和卵配。同配的雌雄配子一般区分不出来,2个配子结合成合子,萌发成孢子体。水云目,黑顶藻目等大多数种类都是
同配生殖。
异配生殖雄配子较小,通常只有1个色素体,雌配子较大,有几个色素体,大小配子结合成合子,合子萌发成孢子体。
卵配生殖是由1个小形而具有2条侧生鞭毛的,能自由游动的精子和1个大形的,没有鞭毛,不能自由游动的卵结合,如酸藻目、
网地藻目、海带目和墨角藻目等。
下级分类
过去采用凯林的建议,根据生活史中世代交替的有无和类型的不同,把褐藻分为3纲11目,生活史中具有
同形世代交替的归于同形世代纲,生活史中具有异形世代交替的归于异形世代纲,仅有有性生殖而无世代交替的归于圆孢子纲。但是,仅以生活史作为分类依据是不够全面的,如
马鞭藻目的生活史中有等世代型和不等世代型。
褐子纲
这是褐藻门中主要的一个类群。植物体的形态、构造、生长、繁殖和生活史都是多样化的。本纲共分九个目,这里仅介绍海带目。
海带目:本目在异形世代生活史中,有一个大型的孢子体世代,配子体世代通常为微小的丝状体。孢子体一般均为大型的膜状体、单条或带状、圆柱状至扁平状。有固着器、柄和叶的分化。生长方式为间生长。单室孢子囊由
表皮细胞形成,位于叶面上或特殊的孢子叶上,一般群生。孢子囊间有隔丝。
圆子纲
本纲藻类生活史中只有孢子体世代。顶端生长。孢子体上产生配子囊。没有
无性生殖。本纲仅墨角藻目。
主要价值
经济价值
褐藻门的许多种类都被人们利用,是重要的经济海藻。可食用的有海带、裙带菜、昆布、羊栖菜和鹿角藻等等。其中海带是民间广泛食用的海藻。马尾藻在中国沿海自然产量较大,以往沿海居民常大量捞取作农田肥料或猪饲料。大型海藻,如海带、马尾藻等是褐藻工业的重要原料。
药用价值
在医药方面,褐藻的用途是多方面的,如被用作抗凝剂、止血剂和代用血浆等。据报道,褐藻酸钠,对放射性锶(Sr90)及其它
放射性同位素有阻吸作用,可阻止放射性银在生物胃、肠道内的吸收。褐藻直接作为药用,在我国已有上千年的历史,在《本草纲目》中早有记载,海带、昆布和羊栖菜主治瘿瘤结气瘘症、利尿和十二种水肿等。
这些海藻对缺碘引起的
甲状腺肿也有治疗效果。看来通过广泛筛选和临床实验,今后还会有更多的海藻可用于医药方面。