海藻是生長在海洋環境中的藻類植物,是一種由基礎細胞構成的單株或一長串的簡單植物,無根、莖、葉等高等植物的組織構造。根據其生存方式,海藻可以分為底棲藻和浮游藻,根據其形狀大小可分為微藻和大藻。目前一般將大型海藻稱為海藻,而將浮游在海水中的微藻統稱為浮游植物。大型海藻主要包括褐藻門、紅藻門和綠藻門,常見的褐藻主要為海帶、裙帶菜、巨藻、馬尾藻、泡葉藻等,紅藻主要為江蘺、紫菜、石花菜、麒麟菜等,綠藻主要為滸苔、石莼等。海洋浮游微藻包括藍藻門、隱藻門、金藻門、黃藻門、硅藻門、裸藻門等各種藻類,迄今已發現的有10000多種。目前,我國海藻化工產品的原料主要以褐藻和紅藻類大型海藻為主,生產出的海藻化工制品分別為褐藻膠和紅藻膠,其中紅藻膠主要包括卡拉膠和瓊膠。
生物界中,海藻是生活在海洋中的一大生物種群,是植物界的隱花植物。作為一種海洋生物,海藻具有5個基本特征:
(1)分布廣,種類繁多;
(2)形態多樣,有單細胞、群體或多細胞個體,后者呈絲狀、葉片狀或分枝狀;
(3)藻體細胞中有多種色素或色素體,呈現多種顏色;
(4)藻體結構簡單,無根、莖、葉的分化,無維管束結構;
(5)不開花、不結果,用孢子繁殖,沒有胚的發育過程,又稱孢子植物、隱花植物。
藍藻
藍藻是一種能進行光合作用放氧的原核生物,是地球上最早利用太陽能的生物,借助太陽的力量改變了地球的命運。藍藻類生物包括單細胞個體或群體,以及細胞成串排列組成藻絲的絲狀體,不分枝、假分枝或真分枝。目前一致的藍藻約2000種,中國已有記錄的約900種。常見的藍藻有螺旋藻、發菜、魚腥藻、藻華等。
藍藻在地球的進化過程中起重要作用。30億年前的地球上到處火山噴發、隕石撞擊,天空中電閃雷鳴。就在這種極端惡劣的環境中,藍藻的誕生使地球的大氣組成發生顛覆性的變化。作為地球上最早的光合放氧生物,藍藻對地球表面從無氧的大氣環境轉變為有氧環境起巨大作用。藍藻在光合作用中產生的氧氣使大氣中氧氣含量上升,且逐漸形成臭氧層,厭氧生物的生存空間被擠壓到地球的偏遠角落,好氧生物逐漸繁盛。從古生物學資料看,30億年前的地球上出現了藍藻。到寒武紀時,藍藻特別繁盛,這個時期稱為藍藻時代。藍藻的固氮功能把“海上荒漠”變成了“海上綠洲”。
藍藻有極大的適應性,分布很廣。淡水和海水中、潮濕和干旱的土壤或巖石上、樹干和樹葉上、溫泉中、冰雪上,甚至在鹽鹵池、巖石縫中都有它們的蹤跡,有些還可穿入鈣質巖石或介殼中或土壤深層中。藍藻在熱帶、亞熱帶的中性或微堿性環境中生長旺盛。藍藻的許多種類是普生性的,如陸生的地耳,不僅在熱帶、亞熱帶、溫帶有,在寒帶甚至南極洲也有。
甲藻
甲藻們的藻類植物有纖維素組成的厚的細胞壁,稱為殼。大多數甲藻是海產,淡水產種類較少,也有極少數寄生于魚類、橈足類和其他脊椎動物體內。淡水中的甲藻春秋兩季生長旺盛,海水中的在暖海中種類較多。
甲藻是重要的浮游藻類,是水生生物的主要餌料之一。甲藻過量繁殖常使水色變紅,形成赤潮,發生腥臭氣味。形成赤潮時,水中甲藻細胞密度過大,藻體死亡后滋生大量腐生細菌。由于細菌的分解作用,使水中的溶氧量急劇下降,并產生大量有毒物質,同時有的甲藻也分泌毒素。因此,赤潮發生后造成魚蝦貝類大量死亡,對漁業危害很大。甲藻的含油量高,死亡后沉積海底,成為古生代油地層中的主要化石,所以石油勘探中常把甲藻化石作為依據。
金藻
金藻門的藻體為單細胞或集成群體,浮游或附著。金藻多分布在淡水水體,生活于透明度較大、溫度較低、有機質含量低的水體,對溫度變化靈敏,多在寒冷季節 ,如早春和晚秋生長旺盛,在水體中多分布于中層、下層。金藻多具一或二根頂生的鞭毛,鞭毛等長或不等長。
金藻除含葉綠素外,還含有較多的類胡蘿卜素,藻體呈金褐色。單細胞游動的金藻無細胞壁,有細胞壁的種類中其組成物質主要為果膠,貯藏食物為油類和麥白蛋白,藻體的營養豐富,是水生動物很好的天然餌料。有的海產金藻種類已人工培養,是水產經濟動物人工育苗期間的重要餌料。
黃藻
黃藻是一類屬于不等鞭毛類的藻類生物,有單細胞、群體、多核管狀或絲狀體,其細胞壁含多量果膠質。運動的個體和動孢子具有2條不等長鞭毛,極少數具有1條鞭毛。色素體中含有葉綠素A、葉綠素C、β-胡蘿卜素及葉黃素,常呈黃綠色。
黃藻約有75屬,370多種,是一種水生浮游植物,生長的適宜氣象條件為氣溫高、降水少、日照長。黃藻的主要種類包括雙星藻、轉板藻和水棉三個屬,它們生長旺盛,生長過程中大量消耗水內氧氣,對魚類和其他水生植物生長造成影響。黃藻使鳥賴以生存的食物被覆蓋和污染,對棲息的水禽構成嚴重危害,也造成水體嚴重污染,漁業資源遭到破壞。
硅藻
硅藻是一類真核藻類,多數為單細胞生物。硅藻門下轄中心綱和羽文綱。硅藻廣泛分布于淡水、海水和半咸水中,是海洋浮游植物的主要組成者,是海洋初級生產力的一個重要指標。硅藻的生長與水中的硅酸鹽含量有關,一年四季均能形成優勢種群。從海洋到湖泊,從熱帶暗礁到北極浮冰,硅藻的家族遍布全世界,只要有水的地方就有硅藻。一般認為,硅藻是種類最豐富的的真核生物,可能多達20萬種。
硅藻是魚、貝、蝦類,特別是其幼體的主要餌料,它與其他植物一起,構成海洋的初級生產力。硅藻死亡后的硅質外殼大量沉積海底,形成的硅藻土含有82.5%的氧化硅,在工業上用途廣泛,可作為建筑、磨光等材料,也可用于過濾劑、吸附劑、造紙、橡膠、化妝品和涂料的填充劑,以及保溫材料等。
裸藻
裸藻們的藻類植物一般無細胞壁,有鞭毛,能自由游動。裸藻是單細胞植物,以細胞縱裂的方式進行繁殖,大多數分布在淡水,少數生長在半咸水,很少生活在海水中。裸藻在有機質豐富的水中生長良好,是水質污染的指示植物,夏季大量繁殖使水呈綠色,并浮在水面上形成水華。
裸藻以細胞縱裂的方式進行繁殖。細胞分裂可以在運動狀態下進行,也可以在膠質狀態下進行。分裂開始時,著生鞭毛一端發生凹陷,同時細胞核開始有絲分裂,鞭毛器和眼點也開始分裂。這些過程結束后,細胞本身發生縊裂,其結果是葉綠體和裸藻淀粉粒在每個細胞中各保留一半,一個子細胞保留原有的鞭毛,另一個子細胞生長出一條心得鞭毛。在膠質狀態下,細胞分裂時首先失去鞭毛,并分泌厚的膠被,細胞在膠被內反復分裂,形成許多細胞的膠群體。環境適宜時,每個細胞發育成1個新的個體。有時細胞停止運動,分泌一層厚壁,變成胞囊,保護藻體渡過惡劣環境。環境好轉時原生質從厚壁中脫出,萌發成新的個體。
隱藻
隱藻門是一個大的藻類,大都具有色素體,常見于淡水中,細胞大小約為10~50μm,形狀扁平,有兩個稍微不等長的鞭毛。隱藻的一個顯著特征是能寄生于紅藻中,形成一種內共生關系,并把藻膽素帶給宿主。
隱藻門的藻類植物分布很廣,淡水、海水中均有分布,對溫度、光照適應性極強,無論夏季和冬季冰下水體中均可形成優勢種群。隱藻在海洋浮游生物群落中占有一定地位,喜生于有機質和氮豐富的水體,是我國傳統高產肥水魚池中極為常見的鞭毛藻類,有隱藻水華的魚池,白鰱生長好、快、產量高。隱藻是水肥、水活、水好的標志。