第七节  硅藻门（Bacillariophyta）

一、硅藻门的一般特征

     硅藻是淡水和海水中浮游植物的主要构成者之一。硅藻最突出的特点是其细胞结构和繁殖方式。

（一）形态结构

1.植物体：单细胞，或彼此连接成丝状或其他形状的群体。

2.细胞壁：由果胶质和硅质组成的，没有纤维素。细胞壁是由两个套合的半片所组成，称半片为瓣。外面的半片为上壳（epitheca），里面的半片为下壳（hypotheca）。瓣的正面叫做壳面（valve），侧面即是两个瓣套合的地方，很像一条环形的带，称做环带（girdle band）或带面。硅藻细胞的带面绝大多数为长方形，壳面的形状多种多样，有圆形、纺锤形、线形、“S”形等。

   硅藻细胞壁壳面上都具辐射状或两侧对称排列的花纹，主要有：

点纹：为普通显微镜下可分辨的细小孔点，单独或成条（点条纹）；

线纹：这是由硅质壁上许多小孔点紧密或稀疏排列而成，在普通显微镜下观察时，无法分辨而是一条直线状；

孔纹：为硅质壁上粗的孔腔，中心硅藻纲的孔纹基本为六角形，其结构很复杂；

肋纹：为硅质壁上的管状通道，内由隔膜分成小室或壁上因硅质大量沉积而增厚。

许多种类的壳面还有1条窄细的壳缝（raphe）。横切面观，壳缝呈“﹤”形。凡有壳缝的种类都可在水中运动。

3.载色体：载色体1—多数，小盘状或片状。

4.光合色素：有叶绿素a 和c，β-胡萝卜素和 α-胡萝卜素，叶黄素类中主要含有墨角藻黄素，其次是硅藻黄素（diatoxanthin）和硅甲黄素（diadi-noxanthin），载色体呈现橙黄色或黄褐色。

5.同化产物：为金藻昆布糖和油。

6.鞭毛特点：硅藻营养体中没有游动细胞，仅精子具鞭毛，电子显微镜下观察是茸鞭型，轴丝是9＋0 条，没有中央轴丝，这种构造是硅藻独有的。

（二）繁殖方式和生活史

1.细胞有丝分裂：

为硅藻最普通的一种生殖方式。分裂初期，细胞的原生质略增大，然后核分裂，色素体等原生质体也一分为二，母细胞的上、下壳分开，新形成的两个细胞各自再形成新的下壳，这样形成的两个新细胞中，一个与母细胞大小相等，一个则比母细胞小。这样连续分裂的结果，个体将越来越小。（如下图）

2. 复大孢子（auxospore）

  硅藻细胞经多次分裂后，个体逐渐缩小，到一个限度，这种小细胞不再分裂，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。复大孢子的形成方式有多种，一般都和有性生殖相联系。

（1）无性方式  是由营养细胞直接膨大而成，如中心纲的变异直链藻（Melosira varians）。

（2）有性方式   通过接合作用，借助运动或分泌胶质使个体接近，然后包围于共同胶质膜内，进行接合。以披针桥弯藻［Cymbellalanceolata（Ehr.）V.H.］为例，两个结合的细胞先进行1 次减数分裂，形成4 个子核，其中两个核已退化，其余两个核发育成大小不等的两个配子。配子结合形成两个复大孢子，并发育成两个新的植物体（如下图）。

3. 生活史特点：

    配子减数分裂。

    植物体为2倍体，生活史中只此一种植体。

    仅具核相交替，无世代交替。

二、硅藻门的分类和代表植物

        硅藻种类很多，据可靠记载约有16000 多种， 分为两个纲：

  中心硅藻纲（Centricae）——细胞辐射对称，壳面常为圆、椭圆、三角等形状。

  羽纹硅藻纲（Pennatae）——细胞两侧对称，形状多样。

       中心硅藻纲有3 个目；羽纹硅藻纲有5 个目。

（一）小环藻属（Cyclotella）

    属中心硅藻纲、圆筛藻目、圆筛藻科。

    植物体单细胞（如下图），有些种以壳面互相连接成带状群体，或包埋于自己分泌的胶质管内。细胞圆盘形或鼓形。壳面圆形，少数种椭圆形，边缘部有辐射状排列的线纹和孔纹，中央平滑或具颗粒。载色体多个，小盘状。以细胞分裂进行繁殖。每个细胞可产生1 个复大孢子。

    本属硅藻约40 种，多生活于淡水，海水中也有。底栖或浮游。也有化石的种类。

（二）羽纹硅藻属（Pinnularia）

属于羽纹硅藻纲、双壳缝目。

植物体单细胞或接成丝状群体。

  壳面线状、椭圆形至披针形两侧平行，极少数种两侧中部膨大、或成对称的波状，有一个中央节，两个端节；壳面两侧具横的平行的肋纹，中轴区宽有时超过壳面宽度的1/3，常在中央节和极节处增宽；带面观长方形、无间生带（如下图）。

大羽纹藻Pinnularia major

  色素体两块片状，位于细胞带面两侧，常各具1 蛋白核。

繁殖方式：①有丝分裂 ；②形成复大孢子。

生活史特点：配子减数分裂。植物体为2倍体，生活史中只此一种植体。仅具核相交替，无世代交替 。

  本属约200 种，淡水和海水中均有分布。

三、硅藻门在植物界中的地位

    硅藻在白垩纪就出现了，上白垩纪和第三纪时是它们发展的鼎盛时期，从大量海相沉积的硅藻土中也得到了证实。然而在漫长的历史发展进程中，它们没有向多细胞方向发展，停留在单细胞和群体的阶段。硅藻、金藻和褐藻的载色体中都含有叶绿素a 和c 及墨角藻黄素，由此，说明它们的亲缘关系密切。但从硅藻细胞壁的构造看，又与黄藻门相近，可是硅藻的营养体是二倍体，在含叶绿素a 和c 的类群中是比较特殊的一群植物。人们设想硅藻是从含有叶绿素a 和c 的具鞭毛的藻发展而来，因为中心硅藻纲中有具鞭毛的雄配子和微孢子，在根管藻属（Rhizosolenia）和菱形藻属（Nitzschia）的细胞分裂时出现伸缩泡，都可作为硅藻由具鞭毛的藻发展来的证据。