红藻

科技工作者之家 2020-11-17

红藻门(Rhodophyta)藻类,约3,000种。红藻,绝大多数为多细胞体、极少数为单细胞体的藻类。藻体紫红、玫瑰红、暗红等色。红藻绝大部分生长于海洋中,分布广,种类多,据统计约有558属、3740余种,又分为两个亚纲:紫菜亚纲(Bangioideae)和真红藻亚纲(Florideae)。其中不少红藻有重要经济价值。除食用外,还是医学、纺织、食品等工业的原料。

形态特征种名:红藻

英文名称:red algae

红藻绝大部分海生,见于热带和亚热带海岸附近,常附著于其他植物。叶状体有丝状、分枝状、羽状或片状。细胞间连以纤细的原生质丝。除叶绿素外,尚含藻红素和藻蓝素,故常呈红色或蓝色。红藻的生殖细胞不能运动。雌性器官称果孢,由单核区和受精丝构成。不动精子在精子囊中单生。重要的食用红藻(如紫菜、掌状红皮藻)煮熟后仍保持其色泽及胶体性质。工业上,角叉菜属(Chondrus)红藻作为明胶的代用品用于布丁、牙膏、冰淇淋及保藏食品中。珊瑚藻属(Corallina)的某些种在形成珊瑚礁与珊瑚岛的过程中起重要作用。主要由江蓠属(Gracilaria)和石花菜属(Gelidium)红藻制备的琼脂是细菌和真菌培养基的重要成分。

红藻生长在大约十三亿到十四亿年前的海洋里,形状如叶片。质体中除了含有叶绿素和黄色素外,还有大量藻红素,所以呈现红色。这是红藻的一种。

植物体多为丝状体、叶状体或枝状体,少数为单细胞,有些为群体。藻体常有一定的组织分化,如某些种类分化有“皮层”和髓。细胞壁分两层,内层由纤维素组成,外层为果胶质组成,含琼胶、海萝胶等红藻所特有的果胶化合物。色素体1枚,呈星芒状、带状、扭带状或双凸状等。除了含叶绿素a和叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素外,还含有藻红素和藻蓝素。一般以藻红素占优势,故藻体呈红色或紫红色。贮藏养分为红藻淀粉(floridean starch)或红藻糖(floridose)。

分布范围红藻门(Rhodophyta)植物绝大多数分布于海水中,仅有10余属,约50种是淡水种。淡水种多分布在急流,瀑布和寒冷空气流通的山地水中。海产种由海滨一直到深海100米所有分布,海产中的分布受到海水水温的限制,并且绝大多数是固着生活。

红藻门约有558属,3740余种。其中约有200种生于淡水中,其余均为海产,是海洋藻类(现属原生生物界)的主要部分。

主要价值红藻有重要经济价值。除食用外,还是医学、纺织、食品等工业的原料。

提取物可抑制肥胖近日,韩国国立釜山大学研究人员发现,红藻提取物(Gelidium amansi extract,GAE)可抑 制高脂肪饮食诱导的肥胖。 早先研究已经证实,持续 12 周摄入含 GAE 的高脂肪饮食对老鼠的 体重增加具有明显抑制作用,但未有研究显示GAE 对肥胖老鼠具有减肥的效果。 本项研究中,研究人员分析 GAE 对肥胖老鼠的体增重、脂肪量、血浆、肝脏脂质、脂肪因子 分泌物和脂质代谢因子表达的影响。 本次试验为 8 周,试验对象为肥胖老鼠,分为对照组和控 制组,对照组老鼠饮食为正常饮食,控制组包括五种饮食,其中均含有高脂肪。 研究人员对五组老鼠喂养新一轮饮食,组 1(高脂肪饮食)、组 2(高脂肪+0.5gGAE)、组 3(高 脂肪+1g GAE)、组 4(高脂肪+2g GAE)、组 5(高脂肪+75g GAE)。 8 周试验结束后,结果显示老 鼠损失的体重情况和共轭亚油酸(CLA)组老鼠情况一样,CLA 是一种有助于减肥的脂肪酸。 研究结果还显示,和高脂肪组老鼠相比,GAE 组老鼠的体重明显降低。 组 3 和组 4 老鼠的 最终体重和 CLA 组老鼠的结果基本一致。同时,即使饮食中的 GAE 含量很低,但在控制体重方 面依旧有作用。1

在造纸上的应用摘 要含有丝状体根部的石花菜目红藻,能够用作造纸原料,制造漂白浆。红藻含有根状的藻丝,微红色的皮质细胞和富含粘液状碳水化合物的髓质细胞。红藻浆的主要成分是根状丝体。高白度的红藻浆的制取方式为首先通过加热去除藻体中黏液状碳水化合物,然后利用漂白剂处理剩余部分。

制备红藻浆此前我们曾从一些红藻品种中抽提出纸浆,其中包括安曼司石花菜、粗石花菜、智利石花菜、硬石花菜、翼枝鸡毛菜、亮叶鸡毛菜、角石花菜、长刺石花菜。不同种类红藻的形状和内层纤维含量存在差异,髓质细胞中的粘性碳水化合物的特性和含量也不相同。2

繁殖方法红藻生活史中不产生游动孢子,无性生殖是以多种无鞭毛的静孢子进行,有的产生单孢子,如紫菜(Porphyra);有的产生四分孢子,如多管藻(Polysiphonia)。红藻一般为雌雄异株,有性生殖的雄性器官为精子囊,在精子囊内产生无鞭毛的不动精子;雌性器官称为果胞(carpogonium),果胞上有受精丝(trichogyne),果胞中只含一个卵。果胞受精后,立即进行减数分裂,产生果孢子(carpospore),发育成配子体植物;有些红藻果胞受精后,不经过减数分裂,发育成果孢子体(carposporophyte),果孢子体是二倍的,不能独立生活,寄生在配子体上。果孢子体产生果孢子时,有的经过减数分裂,形成单倍的果孢子,萌发成配子体;有的不经过减数分裂,形成二倍体的果孢子,发育成二倍体的四分孢子体(tetrasporophyte),再经过减数分裂,产生四分孢子(tetrad),发育成配子体。红藻门植物的生活史中,有的无世代交替现象,如紫菜(甘紫菜具世代交替);有的则有明显的世代交替,如海索面(Nemalion)。

红藻生殖发育特点 红藻拥 有最 复杂 的生活史 ,如 产胶藻 江蓠属 具有 三个世代 ,包括配子体世代 、孢子体世代和果孢子体世 代 。红藻既能进行有性生殖又能进行无 性生殖 ,红藻有 性生殖通过精子和果胞结合完成 。无性生殖是 以多种无 鞭毛 的静孢子进行 ,有 的产生单孢子 ,如紫菜 ;有的产 生 四分孢子 ,如多管 藻。因此 ,红藻的生殖行为包括配 子和孢子的形 成和释放 、配子的结合等。红藻 的有性生 殖存在很大缺陷 ,因为红藻 的雄配子 (精子 )和雌配子 (果胞 )都没有运动能力 ,且精子释放后只有几个小时 的存活时间。Gr ac i l a r i a gr ac i l i s 精子只存活不到5 h⋯。

红藻生殖发育是 多种环境 因子综合调控 的结果 ,如 光照 (光强 、光质 和光周期 )、温度 、季节 、营养 (无 机和有机 )、生物因子 (细菌 、动物 )、渗透压 、pH、波浪及机械冲击 、污染和辐射等。3

代表植物紫球藻属(Porphyridium)

属于紫菜亚纲紫球藻目。植物体为单细胞,细胞圆心或椭圆形。载色体星芒状,中轴位,有蛋白核,无淀粉鞘。常生活于潮湿的地上和墙角,可作纯培养。

紫菜属(Porphyra)

属于紫菜亚纲,藻体为单层或两层细胞组成的叶状体,紫红色、紫色或紫蓝色,基部以固着器固着于基物上,无柄或有短柄,一般高20~30cm,宽10~20cm。细胞为单核,有1~2个星芒状色素体,中轴位,有蛋白核。藻体生长为弥散式。我国常见分布和栽培的紫菜有甘紫菜、圆紫菜和长紫菜等。现以甘紫菜(P.tenera)为例来了解紫菜属植物的生活史。甘紫菜是雌雄同株植物,水温在15℃左右时,产生性器官。藻体的任何一个营养细胞,都可转变为精子囊,其原生质体分裂形成64个精子。果胞是由一个普通的营养细胞稍加变态形成的,一端微隆起,伸出藻体胶质的表面,即受精丝,果胞内有一个卵。精子放出后随水流漂到受精丝上,进入果胞与卵结合,形成二倍的合子。合子经过减数分裂和普通分裂,形成8个单倍的果孢子;果孢子成熟后,落到文蛤、牡蛎或其他软体动物的壳上,萌发进入壳内,长成单列分枝的丝状体,即壳班藻;壳班藻产生壳孢子(conchospore),由壳孢子萌发为夏季小紫菜,其直径约3mm,当水温在15℃左右时,壳孢子也可直接发育成大型紫菜。夏季因水中温度高,不能发育成大型紫菜,小紫菜产生单孢子,发育为小紫菜;晚秋水温在15℃左右时,单孢子萌发为大型紫菜。因此,在北方,大型紫菜的生长期为每年的11月至次年的5月。

多管藻属(Polysiphonia)

属于真红藻亚纲仙菜目,为海水中最普通的藻,本属约有150种。植物体为多列细胞分枝的丝状体,有些种的丝状体分化有直立丝状体和匍匐丝状体,基部以单细胞假根固着于海边岩石上,高约3-20cm。丝状体中央由一列较粗的细胞组成,称为中轴管(central siphon),其四周由4-24个较细的细胞围成一圈,称围轴管(peripheral siphon)。

多管藻属的植物体有单倍体的雌、雄配子体,双倍体的果孢子体及四分孢子体。配子体和四分孢子体在外形上完全相同,是典型的同形世代交替。精子囊生在雄配子体上部的生育枝上,果胞生在雌配子体上部生育性的毛丝状体上。产生果胞时,毛丝状体的中轴细胞旁生1个特殊的围轴细胞(又称支持细胞),由此细胞生出4个细胞的果孢丝体(carpogonial filament)。果孢丝体的顶端细胞是具有受精丝的果胞,果胞核分裂为2,下核为果胞核,上核为受精丝核,后来此核退化。精子由受精丝进入果胞与卵结合。同时支持细胞又生出几个细胞,叫辅助细胞。果胞通过它下面的辅助细胞与支持细胞相连。合子核分裂为2,进入支持细胞,并在此细胞中继续分裂,其余核退化。此时支持细胞发生很多产孢丝,支持细胞中的核移至产孢丝中。产孢丝末端形成果孢子囊,每个囊内有2核,同时支持细胞与四周的细胞融合成孢子囊团块,总称为囊果(即果孢子体),果孢子萌发,形成二倍体的四分孢子体。四分孢子体上形成四分孢子囊,经减数分裂,形成4个单倍的孢子,叫四分孢子,四分孢子萌发形成雌雄配子体。

红藻中常见的淡水产有串珠藻属(Batrachospermum)、海产的有海索面属(Nemalion)、珊瑚藻属(Corallina)、仙菜属(Ceramium)、松节藻属(Rhodomela)和石花菜属(Gelidium)。

红藻门

红藻门的经济价值很高。在红藻类中,紫菜是一种食用藻类,它含有丰富的蛋白质,不仅营养丰富,而且味道鲜美。此外石花菜(Gelidium amansii)、海萝(Gloiopeltis furcata)等均可食用。鹧鸪菜(Caloglossa leprieurii)和海人草(Digenea simples)是常用的小儿驱虫药。从石花菜属、江篱属(Gracilaria)、麒麟菜属(Eucheuma)植物中提取的琼胶(agar),被应用在医药工业和纺织工业上,并广泛作为培养基。

本词条内容贡献者为:

魏大勇 - 副教授 - 西南大学

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