浮游1-2章

浮游生物学Planktology
第一章绪论
一、浮游生物学的定义
水生生物：
浮游生物(Plankton)：缺乏发达的行动器官，不能主动做远距离水平移动的生物，大多体型微小，通常肉眼看不见。

没有游泳能力或很弱，一般不能逆水前进，只能依靠水流、波浪或水的循
环流动而移动。

游泳生物(Nekton)：可自由游动。

形状较大、游动能力强、能主动的做远距离游动的生物，也能逆流自由行动。

底栖生物(Benthos)：在海底营底栖生活的生物类群。

有的在水底固着生活，有的在水底移动甚至在一定时间内能离开水底区到水层区，有的钻埋到水底土壤中以及在钻蚀在坚硬物体重。

水华：有些藻类在小水体和浅水湖泊中常大量繁殖，使水体呈现色彩的现象。

赤潮：指海洋微藻在海水中过度增殖或聚集致使海水变色的一种现象。

指海洋微藻在海水中过度增殖或聚集致使海水变色的一种现象。

蛋白核：是绿藻、隐藻等常有的细胞器，通常由蛋白质核心和淀粉鞘组成，有的无鞘。

蛋白核与淀粉形成有关，因而又称之为淀粉核。

绿藻门色素体上大多具有一个或多个蛋白核。

浮游生物（plankton）：栖息于水域中，行动能力微弱，全受水流支配，过着随波逐流的漂浮生活方式的生物，统称为浮游生物。

浮游生物学（Planktology）：研究浮游生物的生命现象及其在水域中所发生的生物学过程的科学。

(the science of studying the life and activities of plankton)
二、浮游生物的种类
1、按个体大小分：
超微型（ultraplankton）：<5微米，细菌、金藻
微型（nannoplankton）：5-50微米，微型硅藻、甲藻、金藻、绿藻、黄藻等
小型（microplankton）：50微米-1毫米，蓝、硅藻，原生动物，小型甲壳类，轮虫，动物幼虫 中型（mesoplankton）：1-5毫米，小水母、枝角类
大型（macroplankton）：5-10毫米，水母、甲壳类、樱虾类、磷虾类
巨型（megaplankton）：>10毫米，水母、大型甲壳类
2、按营养方式分：
自养：
浮游植物（Phytoplankton）
自养细菌：利用无机物作碳源或供氢体。

异养：
浮游动物（zooplankton）。

异养细菌：利用有机物作碳源或供氢体。

真菌：利用有机物，主要是酵母菌
3、按水平分布分：
河口浮游生物：由半咸水种类组成
近岸浮游生物：主要是广温广盐种类组成
大洋性浮游生物：主要是狭温狭盐性种类，其组成随纬度不同而有所变化
4、按垂直分布划分：
上层浮游生物：0-100米
中层浮游生物：100-400米
下层浮游生物：400米以下
5、按浮游生活阶段在生活史中所占的长短划分：
永久性浮游生物：也叫真浮游生物，终生浮游。

阶段性浮游生物：生活史中仅某个阶段营浮游生活。

某些动物的浮游与繁殖盛期有关，季节变化明显，又叫季节性浮游。

暂时性浮游生物：也叫假性浮游生物，由于各种原因而有短期的浮游生活。

三、学习浮游生物学的重要性
1.浮游生物是海洋生产力的基础，在食物链中占重要位置
2.浮游生物的渔业价值:海洋经济动物直接或间接的饵料.糠虾、磷虾、海蜇等是渔业捕捞的对象。

3.浮游生物的工农业价值：一些蓝藻：生物氮肥源。

4.浮游生物的医药和食用价值：药源生物、保健食品
5.浮游动物的观赏价值：珊瑚和海葵
6.浮游生物的科学研究价值：生物进化、发光现象、寻找渔场
7.有害方面：水华、赤潮、珊瑚暗礁、水母的刺细胞对人体的伤害、有些大型水母会阻塞或破坏渔网等。

第二章硅藻门
第一节硅藻的形态构造
第二节硅藻的繁殖
第三节硅藻的分类
第四节硅藻的生态分布和意义
第一节硅藻的形态构造
一、硅藻门的主要特征：
多数为单细胞，也有各种群体。

具硅质细胞壁（外层为硅质，内层为果胶质），由上、下两壳套合而成，硅质壁上具有排列规则的花纹。

色素：叶绿素a、c，胡萝卜素，硅藻黄素，藻体呈黄绿色或黄褐色。

贮存物质：主要为油滴。

繁殖：主要为营养繁殖和复大孢子两种方式。

二、藻体外形
多数是单个细胞生活，少数形成各种各样的群体
单细胞：圆盘形、舟形、三角形、盒形、茧形、棒形等
群体：链状群体, 星状群体, 锯齿状群体, 附着生活群体, 平行排列群体
三、细胞结构
硅藻细胞由上下壳相互套合而成的，形似盒子。

上壳：套在外面的壳较大，即上壳，相当于盒盖。

下壳：套在里面的壳较小，即下壳，相当于盒底。

上下壳都不是整块的，皆由壳面和相连带两部分组成。

壳面：壳顶和壳底均称为壳面。

壳环面：上下相连带总称为壳环带，该面称为壳环面。

相连带：壳边称为相连带。

与壳套相连且与壳面垂直的部分称为相连带。

壳套：壳面向相连带的转弯部分称为壳套。

壳面边缘略有倾斜的部分称为壳套。

硅藻细胞的三轴和三面：
纵轴AA：壳面中央的纵线，又称长轴。

横轴TT:壳面中央的横线，又称短轴。

贯壳轴PP:上下壳面中心点的相连线，又称壳环轴。

壳面V：由纵轴和横轴形成上下壳面。

长轴带面A:由长轴和贯壳轴形成。

短轴带面T：由短轴和贯壳轴形成。

壳面和壳环面形状截然不同
壳面：
中心硅藻纲：壳面多为圆形、椭圆形、也有三角形或多角形的。

羽纹硅藻纲：壳面一般细长，有舟形、卵形、菱形、弓形等。

壳环面（带面）：一般为长方形、方形、楔形等。

一般鉴定硅藻标本时，见到的是壳面和长轴带面。

从壳面看，称壳面观。

从壳环面或带面看，称壳环面观或侧面观。

四、细胞壁
组成：硅质，果胶质
硅质壁的厚度：浮游种类薄些，底栖种类厚些。

细胞壁上的花纹：点纹、线纹、孔纹、肋纹
花纹形成的原因：细胞壁向内部凹入，形成许多小室。

孔纹：硅质壁上粗的孔腔，一般为六角形。

肋纹：硅质壁上的管状通道。

五、节间带
有些种类在壳套和相连带之间有节间带，又称间生带、间插带。

是壳环面细胞壁加厚的一些特殊结构。

作用：加强细胞壁
节间带的花纹类型：鱼鳞状、环状或领状
六、隔片
具节间带的种类，有的向细胞腔内伸展成片状，称隔片。

作用：增强细胞壁
隔片类型：
假隔片：隔片的一端游离。

全隔片（真隔片）：从细胞的一端通到另一端。

七、细胞表面的突出物
硅藻细胞表面的突出物多种多样，突起，刺，毛，膜状突起，胶质突出物等
作用：增加浮力和相互连接
八、壳缝
在壳面上沿纵轴有一条裂缝，这个裂缝称为壳缝。

壳缝是硅藻的运动器官。

壳缝的结构：
极节：壳缝两端细胞壁加厚的部分
中央节：壳缝中央细胞壁加厚的部分
拟壳缝：壳面上无壳缝和结节，但壳面花纹集中两侧排列，中间空白很象壳缝，称为拟壳缝。

管壳缝：壳缝呈管状。

壳缝：
1.极节
2.壳缝
3.中央节
4.中心区
5.中轴区
6.管壳缝
九、硅藻细胞内部构造
细胞核：1个，常在细胞中央或在一侧。

色素体：黄绿色或黄褐色，形状不一，有粒状、片状、叶状、带状、星状或分枝状。

色素：主要是叶绿素、胡萝卜素和硅藻黄素。

贮存物质：主要是油滴。

第二节硅藻的繁殖
硅藻的繁殖方式有：
营养繁殖, 复大孢子, 小孢子, 休眠孢子
一、营养繁殖（vegetative reproduction）
硅藻最普通的一种繁殖方式。

母细胞上下壳分开，各自形成新的下壳。

形成的新细胞中，一个与母细胞大小相等，一个则比母细胞小。

二、复大孢子（auxospore）
硅藻细胞经过多次分裂之后，细胞形状逐渐减小，减小到一定限度后将不再继续分裂，而产生一种孢子，以恢复原来的大小，这种孢子称为复大孢子。

三、小孢子
多见于中心硅藻纲的一种生殖方式。

细胞经过多次分裂形成许多近似球形的小孢子。

其数目随种类而异，为2的指数增长（8、16、32）。

小孢子如何发育成新的后代，长成与母体一样的形态，其过程尚无具体的记载。

四、休眠孢子
当生活条件发生恶化时，硅藻细胞在分裂之后原生质收缩到中央，产生厚壁，并在上、下壳上分泌很多突起和各种棘刺，形成休眠孢子。

这是沿海种类在多变的环境中生活的一种适应。

第三节硅藻的分类
硅藻门分为两个纲，纲的特征以壳面花纹为主。

中心硅藻纲Centricae：壳面花纹辐射对称
羽纹硅藻纲Pennatae：壳面花纹左右对称
一、中心硅藻纲
特点:
单细胞，或链状群体。

细胞形状有圆盘形、圆柱形、三角形、多角形。

壳面花纹辐射对称排列。

没有壳缝，不能行动。

色素体盘状，小而数目多。

细胞外常有突起和刺毛。

大多营海洋浮游生活，淡水种类很少。

中心硅藻纲包括3个目：
圆筛藻目: 细胞圆盘形、球形、圆柱形。

壳面圆，辐射对称。

根管藻目: 细胞长圆柱形，常具长角或棘刺。

壳面常是斜锥形突起。

盒形藻目: 细胞形状像一袋面粉或小盒子，各角隅常有突起。

壳面椭圆形或多角形。

（一）圆筛藻目
1.直链藻科：直链藻属
2.圆筛藻科：圆筛藻属、小环藻属、漂流藻属
3.海链藻科：海链藻属
4.骨条藻科：骨条藻属
5.细柱藻科：细柱藻属
6.辐杆藻科：辐杆藻属
7.环毛藻科：环毛藻属
1. 直链藻科Melosiraceae
本科有4属，直链藻属最为常见。

直链藻属Melosira
细胞圆球形或圆柱形。

靠壳面相连成链状或念珠状群体。

壳面圆形，有细点纹或孔纹。

细胞壁一般较厚（硅质化程度较强）。

常见种类: 具槽直链藻、颗粒直链藻、变异直链藻等。

2. 圆筛藻科Coscinodiscaceae
我国常见浮游种类有3属：
（1）圆筛藻属Coscinodiscus
（2）小环藻属Cyclotella
（3）漂流藻属Planktoniella
（1）圆筛藻科，圆筛藻属Coscinodiscus
细胞一般圆盘状，壳面圆形，壳面边缘常有小刺。

孔纹一般为六角形。

色素体小而多，粒状或小片状。

本属为最常见的海洋浮游硅藻之一。

为海产仔幼鱼、毛虾、贝类的主要饵料。

常见种类：线性圆筛藻、辐射圆筛藻等。

（2）圆筛藻科，小环藻属Cyclotella
单细胞或2-3个细胞相连。

壳面圆盘形，壳面花纹分外围和中央区，外围有向中心深入的肋纹。

色素体小盘状，多数。

常见种类：条纹小环藻。

（3）圆筛藻科，漂流藻属Planktoniella
单细胞，细胞圆盘形。

壳环面四周有薄而透明的翼状突，翼上有许多射出肋。

色素体多而小。

本属仅2种，我国仅有1种，太阳漂流藻。

3.海链藻科Thalassiosoraceae
我国沿海浮游种类常见有3属，主要是海链藻属。

海链藻属Thalassiosira
细胞圆盘形、短柱形。

以一条胶质线相连成串，或群体包埋于胶质块内。

营群体生活，极少数单独生活。

壳面点纹，壳缘常有小刺。

常见种类：诺氏海链藻，北方沿岸性种类。

4.骨条藻科Skeletonemaceae
骨条藻属Skeletonema
细胞为透镜形或圆柱形，直径为6~7微米
壳面圆而鼓起，着生一圈细长的刺，与临细胞的对应刺组成长链。

刺的数目为8-30条。

常见种类：中肋骨条藻，广温广盐种类，是缢蛏、牡蛎等的优良饵料。

5.细柱藻科Leptocylindraceae
细柱藻属Leptocylindrus
细胞长圆柱形，以壳面紧密相连，构成细长的链状群体。

壳面无刺无突起。

细胞壁薄，无花纹。

色素体2个或多个，呈颗粒状或圆盘状。

常见种类：丹麦细柱藻，沿岸种，我国近海常见。

（二）根管藻目
细胞长圆柱形，常具长角或棘刺。

壳面常是斜锥形突起。

本目只有一科一属。

根管藻科Rhizosoleniaceae
根管藻属Rhizosolenia
单细胞或组成链状群体。

细胞长圆柱形。

壳面椭圆形至圆形，扁平，或略凸，或十分伸长呈圆锥状突起。

末端具刺，刺常伸入邻胞而连成群体。

细胞壁薄，有排列规则的点纹。

常见种：斯托根管藻，翼根管藻
（三）盒形藻目
单细胞或链状群体。

细胞形状像一袋面粉或小盒子，各角隅常有突起。

壳面椭圆形或多角形。

本目分3科。

1、角毛藻科：角毛藻属
2、盒形藻科：盒形藻属
3、弯角藻科：弯角藻属
1. 角毛藻科Chactoceraceae
角毛藻属Chaetoceros
细胞：短圆柱形，壳面大都是椭圆形。

大多群体生活，少数单细胞。

角毛：从细胞四角生出，比细胞长，相互交叉成链状群体。

色素体：数目、形状、大小、位置随种类不同，是分类的重要依据。

本属种类多，分布广，是最常见的浮游硅藻之一。

生产上常用的种有: 牟氏角毛藻C. muelleri
纤细角毛藻 C. gracilis
2．盒形藻科Biddulphiaceae
盒形藻属Biddulphia
细胞形状像一袋面粉或近圆柱形。

壳面一般呈椭圆形，两端有突起。

由壳面突起分泌的胶质或有突起本身连接成链状群体。

常见种类：中华盒形藻、活动盒形藻等。

3．弯角藻科Eucampiaceae
弯角藻属Eucampia
细胞壳面狭扁，椭圆形。

在长轴的两极各有一个突起，借此与邻细胞连接成链状群体。

细胞单独生活，或连接成链状群体。

常见种类：浮动弯角藻，沿岸广温性种类，分布很广，我国近海常见。

二、羽纹硅藻纲Pennatas
特点：
细胞基本为长形至椭圆形。

壳面大多为舟形或针形。

带面多为长方形。

花纹一般左右对称，呈羽状排列。

许多种有壳缝，能运动。

色素体常为片状，较大，1-2个。

大多分布于淡水中，沿海种类主要营底栖生活，少数为真正海洋浮游生活。

羽纹硅藻纲包括5个目：
无壳缝目:细胞壳面无壳缝，或具假壳缝。

单壳缝目:细胞仅一壳面具壳缝，另一壳面为假壳缝。

短壳缝目:细胞两壳面均具壳缝，壳缝不发达，很短。

双壳缝目:细胞两壳面均具壳缝，壳缝发达，壳缝线形，位于壳面中轴区。

管壳缝目: 细胞两壳面均具壳缝，壳缝发达，壳缝为管状，常位于壳缘。

（一）无壳缝目:
脆杆藻科：细胞内无隔片.
平板藻科：细胞内有隔片.
1. 脆杆藻科，星杆藻属Asterionella
细胞呈棒状，通常一端扩大。

细胞以一端连成星状、螺旋状等群体。

假壳缝不明显。

色素体多数，呈板状或颗粒状。

浮游种类，海、淡水均有分布。

常见种类：日本星杆藻、美丽星杆藻等。

2. 脆杆藻科，海毛藻属Thalassiothrix
细胞棒形，两端形状不同。

单细胞或以胶质柄相连成锯齿状或星状群体。

壳缘有小刺。

无假壳縫、间生带和隔片。

色素体多数，颗粒状。

常见种类：佛氏海毛藻、长海毛藻等。

3. 脆杆藻科，海线藻属Thalassionema
细胞棒形，壳面两端圆形，等大。

细胞以一端相连成锯齿链状群体。

本属仅菱形海线藻，分布广，为世界种。

在我国沿岸常同佛氏海毛藻一起出现。

Thalassionema nitzschioides forms zig-zag colonies which can be hundreds of cells long. （二）短壳缝目
本目仅有1科，
短壳缝科，短壳缝藻属Eunoria：
壳面两端均具短壳缝。

色素体2块，通常大型片状。

壳面弓形，背缘凸出，腹缘平直或凹入。

两端各有1个明显的极节，短壳缝从极节斜向腹侧边缘，无中央节。

常见种类：弧形短缝藻。

（三）单壳缝目
只有曲壳藻科：卵形藻属，曲壳藻属
曲壳藻属Achnanthes
单细胞，或连成链，或以胶质柄附着在他物上生活。

上壳面只有拟壳缝，下壳面具壳缝和极节，沿着壳面的纵轴弯曲。

常见种：短柄曲壳藻，海产，我国渤海、东海有分布，是菲律宾蛤仔的饵料。

（四）双壳缝目
舟形藻科、桥弯藻科、异极藻科
1. 舟形藻科，舟形藻属Navicula：
细胞一般为舟形。

壳面线形、披针形、椭圆形。

带面长方形。

上下壳面均具壳缝，壳缝发达，具中央节和极节。

细胞壳面两端及两侧均对称。

硅藻中最大的属，种类极多。

2. 舟形藻科，曲舟藻属Pleurosigma
壳面S形，壳缝也呈S形，在中线上或偏在一侧。

带面狭，有时呈弓形或扭转或中部收缩。

色素体两个，带状。

常见种类：美丽曲舟藻。

为底栖种类，在浮游生物中也有出现。

（五）管壳缝目
菱形藻科，窗纹藻科，双菱藻科
常见菱形藻科，
菱形藻属Nitzschia：
细胞梭形、舟形、菱形等，侧面观菱形。

壳缘具管壳缝。

种类多，分布广。

常见种：尖刺菱形藻，奇异菱形藻等。

新月菱形藻（Nitzschia closterium）: 单细胞，壳面中央膨大，两端细长向同方向弯曲成弓形。

已在实验室大量培养，为水产养殖动物的优良饵料。

褐指藻目Phaeodactylales
只有一科，一属，一种。

三角褐指藻Phaeodactylum tricornutum Bohlin，1946
细胞梭形、三角形、卵形。

只有卵形的细胞有一个壳面，壳环带和另一个壳面完全退化，有的时期全部硅质壁退化。

卵形细胞较少见，在平板培养基上培养可出现卵形细胞。

低温种，是水产经济动物的优良饵料。

硅藻门，羽纹硅藻纲，
管壳缝目，菱形藻科，
筒柱藻属Cylindrotheca
细胞长，端面圆形，两端延长，呈嘴状或头状。

色素体2个至多个，位于细胞主体部，不深入至嘴部。

底栖硅藻，个体较大。

常见种类：新月筒柱藻
第四节硅藻的生态分布和意义
硅藻广泛分布于淡水、海水和半咸水中。

硅藻是海洋浮游植物的主要组成部分，是海洋初级生产力的一个重要指标。

硅藻可作为直接或间接的饵料（三角褐指藻、新月菱形藻、中肋骨条藻、牟氏角毛藻、纤细角毛藻等）。

可形成硅藻土，在工业上用途很广。

某些硅藻可引起赤潮（中肋骨条藻，尖刺菱形藻，旋链角毛藻等）。

某些硅藻（根管藻）大量繁殖时，可阻碍或改变鲱鱼的洄游路线，降低渔获量，对渔业有害。

硅藻土：是单细胞硅藻死亡后经过1至2万年左右的堆积期，形成的一种化石性的硅藻堆积土。

由于硅藻的种类复杂和多孔性，硅藻土制品具有任何过滤介质无法比拟的过滤性能与吸附性能，是目前国内外广泛应用的助滤剂、填料和载体。