红藻的特征、结构、繁殖及实例 - 开云体育全站登录平台

红藻的美丽常常被忽视。这是一篇文章，你将有一次潮汐池之旅，并在显微镜下学习这种神奇的海藻的生物学!

本文将介绍

什么是藻类?

藻类(单数,海藻)是一大类具有光合作用能力的真核生物的总称。藻类包括单细胞微藻，如硅藻小球藻和多细胞藻类，如海藻，可达60米长，形成水下海带林。

根据颜色的不同，藻类可以大致分为绿色，棕色（的）,红色的藻类。

什么是红藻?

红藻类包括一些你能在潮汐池中找到的最精致和美丽的海藻。这些藻类的红色来自于它们的红色色素——藻胆素，这在绿藻中是没有的。

[在这幅图中]红藻的种类(红藻属)。
图片来源:修改自喜泽幸彦的文章．

你能找到的这些常见的红藻类属于一个叫做红藻门．Rhodophyta这个名字来自古希腊语，Rhodo =“玫瑰”，phyta =“植物”。Rhodophyta包括超过7000种，其中大部分是海洋藻类。大多数红藻也是多细胞生物。它们显示各种形态，从丝状，分枝，羽毛，和片状菌体。红藻可以有性繁殖。

[在这幅图中]我们在新罕布什尔州的海岸线上发现了两种红藻类。

[在这幅图中]一种爱尔兰苔藓，一种红紫色的扇形小海藻。

[在这幅图中]仔细观察，你会发现爱尔兰苔藓的扇形上也有膀胱状的突起。

[在这幅图中]珊瑚周，另一种红色藻类，虽然它看起来是棕色的。

Rhodophyta的成员并不总是红色的。由于色素含量的原因，有些品种可能会显得更绿或偏棕色。同样的Rhodophyta植物在颜色、形状和大小上也可能非常不同。许多环境因素，包括温度、阳光、营养、盐度和海浪，都会影响红藻的外观。这使得鉴别红藻泥比鉴别真正的植物更困难。

红藻的重要性

红藻是许多海洋动物的重要食物来源。

珊瑚藻是一组特殊的红藻类，在珊瑚礁的形成中起着重要作用。它们的特征是分泌碳酸钙_3.)作为它们细胞壁的一部分。这些钙质沉积变硬成为类似岩石的物质，这是珊瑚礁生长的基础。海胆、鹦鹉鱼、帽贝和石鳖也以珊瑚藻类为食。有些岛屿是由珊瑚藻类和珊瑚在数百万年里沉积而成的!

[在这幅图中]珊瑚藻。
图片来源:维基

[在这幅图中]在岩石上形成粉红色斑点的珊瑚藻类。
图片来源:iNaturalist

一些红藻类，如紫菜和紫菜，经常出现在地中海和亚洲的菜肴中。它们的凝胶状物质(卡拉胶(通常来自爱尔兰苔藓)可以作为食品添加剂收获，制作布丁、牙膏、冰淇淋和蜜饯。琼脂一种明胶状物质，主要由Gracilaria而且石花菜作为细菌、真菌和植物组织培养的培养基，物种是重要的。

[在这幅图中]从红藻中提取明胶替代品可制成琼脂和角叉菜胶。

红藻菌体结构

红藻的形态多样。它们可以是单细胞的也可以是多细胞的。多细胞红藻可以是丝状的、多叶的或片状的。你可能会发现一些红藻类(海藻)看起来像一丛草或多肉植物;然而，红藻不像陆地植物那样有叶子、茎和根等结构。

我们经常用"叶状体(复数:菌体)，用来描述一种没有茎叶分化，缺乏真正的根和维管系统的植物体。藻类、真菌、地衣和一些苔类植物是典型的菌体。

[在这幅图中]观察柔滑的红藻(Polysiphonia sp。)在复合显微镜下。
每个“分支”都由一个细长的细胞轴组成，称为中轴。这个轴上的每个细胞都被一圈细胞(从4-24个不等)包围，称为轴周细胞。这个结构给出了Polysiphonia竹节:竹节状的外观生长在枝干上的突起，叫做膀胱，是红藻的生殖器官。囊虫能产生卡孢子。

海藻的叶状部分叫做叶片．它们不是叶子，因为它们不像真正的植物的叶子有叶脉。红藻没有根。它们直接从周围的水中吸收水分和营养物质。有些种类的海藻可能有一种结构(称为a浩方)，使它们能像根一样固定在海底或岩石上。有些海藻有茎状结构(称为茎柄)，连接支架和刀片。它不是真正的茎，因为它没有维管组织(如木质部和韧皮部)。

显微镜下观察红藻-细胞结构

细胞壁

红藻有双层细胞壁。外层含有多糖(复合糖)——琼脂糖和琼脂胶，它们可以从细胞壁中提取出来制成琼脂。内壁大部分是纤维素(就像正常植物细胞的细胞壁一样)。

[在这幅图中]在复合显微镜下观察一块爱尔兰苔藓。
在10倍物镜下，可以看到许多红藻细胞被白色边界(细胞壁)隔开。每个细胞内部都被许多红色的色素颗粒(它们的叶绿体)包裹着，这些颗粒使藻类看起来是红色的。

叶绿体

红藻有叶绿体；然而，它们的叶绿体不同于植物细胞中的叶绿体。红藻的叶绿体含有叶绿素a，但不含叶绿素b。相反，大量的藻胆素(一组红色色素)在它们的叶绿体中占主导地位，使红藻具有独特的颜色。

这种红色颜料非常适合吸收深海海水中的绿色和蓝绿色光。红藻能够更有效地利用这些光谱，这使得红藻比其他藻类能在更深的海洋中生存。

[在这幅图中]可见光的颜色穿透到海洋深处的方式不同。
较长的波长，如红色，比较短的波长，如蓝色，在较浅的深度被吸收，穿透更深的深度。
图片来源:明尼苏达大学海洋资助计划

[在这幅图中]显示红藻叶绿体的电子显微照片．
红藻叶绿体有不堆叠的光合板层(箭头)，上面有颗粒，称为藻胆素体(箭头)，由水溶性藻胆素色素组成。
图片来源:生命之树网络项目

通过研究红藻，科学家们可能获得了早期生命进化的线索。红藻独特的叶绿体表明，它们是在祖先、光合作用蓝藻和早期真核细胞之间的一种内共生事件之后进化而来的。

红藻的淀粉

红藻叶绿体产生的光合作用产物将被装入淀粉粒中进行长期储存。

[在这幅图中]这张电子显微镜图像显示了红藻细胞中的叶绿体(C)和淀粉颗粒(S)。
图片来源:生命之树网络项目

坑接头和坑塞

坑连接和坑塞是红藻的独特特征。红藻细胞分裂时，有丝分裂后的胞质分裂过程是不完全的。两个子细胞之间留下一个小孔。这种核连接使两个细胞在很短的时间内共享它们的细胞质，直到核塞的产生，核塞阻塞了这个孔。

[在这幅图中]左:坑连接(白色箭头)是连接两个相邻红藻细胞的通道。右:坑塞形成，以阻止这些连接。
图片来源:修改自https://www.youtube.com/watch?v=bFGQmdkiMBk

红藻的繁殖

红藻的有性繁殖是一个复杂的过程。

红藻的生命周期视乎染色体的拷贝数目而定(开云体育电脑官网Polysiphonia sp．作为一个例子)可以分为两个部分。

[在这幅图中]红藻的生命周期很复杂。
图片来源:cambridge.org

小Polysiphonia具有正常数量染色体(2n)的菌体称为四孢子体。开云体育电脑官网一个四孢子体将经过减数分裂产生四个四孢子体，这些四孢子体只有一半的染色体数量(n)。这些孢子可以生长成雄性和雌性藻类(称为配子体，也n)。开云体育电脑官网

[在这幅图中]四孢子植物内部四孢子的形成。
图片来源:microscopy-uk

除了生殖器官外，四孢子植物和配子植物可能看起来完全相同。在雄配子体枝条的顶端，有雄性生殖器官，称为精囊，它产生精细胞(精子)。然而，红藻的精子细胞没有鞭毛，这使它们不能游泳。如果这些精子幸运地被水流带到雌性生殖器官，即阳骨，精子就会使卵子受精。受精(精子细胞和卵细胞)使染色体的两个半部分结合在一起，产生合子(2n)。开云体育电脑官网

[在这幅图中]膀胱虫生长在Polysiphonia sp．

受精卵将发育成一个囊壳。在囊中(像一个囊)，形成卡波孢子(有2n条染色体)，卡波孢子可以从顶部的孔逃脱，生长成一个新的四孢子体。开云体育电脑官网之后，它将再次开始一个新的循环。

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藻类压制是一种保存藻类标本，观察其特征的方法。藻类压榨和花的压榨技术非常相似。这可以是一个有趣的艺术项目，制作一个海藻收集或图片，将不同的物种压在一起。科学家们还使用海藻压制来记录每一种海藻，用于他们的研究。

[在这幅图中]两个压榨红藻的例子。
图片来源:生物学LibreTexts

压藻不需要特殊的设备。按照这些步骤，使您的第一个藻类压制。

藻类紧迫

将藻类收集在有新鲜海水的容器中。
准备一个装满清水的大托盘。
将一张植物标本纸放入水中(建议使用100%的抹布植物标本纸，这样它不会随着时间的推移而变黄)。小心地把你的标本放在纸上。然后，轻轻地把纸从水里拿出来，或者把纸倾斜，这样水就会流失，样本就会留在水里。这种技术有助于防止枝条皱缩在一起，纤细的分枝海藻。你也可以用画笔、牙签或镊子把树枝分开。
把你的标本堆在一起，把水分吸走，晾干。
在海藻上放一张蜡纸(把蜡纸弄皱，然后在海藻上抹平，可以防止两者粘在一起)。在平面上用吸墨纸(像报纸一样)夹住标本。您可以在一台压机内压多个样品;把它们放在报纸或吸墨纸之间。
在上面放一个重物(可以是一堆书或砖头)来压平植物。
用气流吹干，避免发霉。每隔一天检查你的标本，直到它被压干。如果报纸变得很湿，可能需要更换报纸，以防止霉菌生长。
将压好的标本从压机中取出，小心地剥下蜡纸。
如果标本从标本室的纸上脱落，你可以用一小滴胶水固定它。
在压紧的标本上贴上你的名字、日期、海藻的身份以及采集地点和栖息地的标签。

注意:选择一个足够大的标本，以容易识别，但足够薄，可以压缩成一个扁平的形状。你可能需要修剪灌木状的藻类，然后再按。

图片来源:筑波大学。

总结

1.红藻(或称红藻)在海洋栖息地大量存在，但在淡水中相对稀少。

2.红藻在海洋生态系统中发挥着重要作用。许多海洋动物以红藻类为食。我们还采集红藻类作为食物，从它们中提取卡拉胶和琼脂等成分。

3.珊瑚藻类可以产生类似岩石的沉积物，作为珊瑚礁的基础。

4.红藻类不像陆地植物那样有真正的叶子、维管茎和屋顶。

5.红藻有两层细胞壁。

6.红藻有独特的叶绿体，并含有丰富的红色色素藻胆素，这使它们具有独特的红色。

7.试试压藻——你会发现这是一种有趣的DIY消遣方式。

参考文献

日本中部静冈县滨户的海藻名录

 简·帕门捷的《多虹膜，一种红色藻类