硅藻门（分布于淡水、海水中等的植物）

分布区域

硅藻门

硅藻普遍分布于淡水、海水中和湿土上，为鱼类和无脊椎动物的食料。硅藻死后，遗留的细胞壁沉积成硅藻土，可作耐火、绝热、填充、磨光等材料，又可供过滤糖汁等用。约11000种。大多水生，几乎在所有的水体里都生长，只有极少数生活在陆地潮湿处。

硅藻是水生动物的食料。浮游硅藻是海洋中的主要的初级生产力。分类学家们一般认为硅藻来源于鞭毛藻，为一个特殊的分支。生存的和化石的种类。根据壳面花纹的排列，将本门分为中心纲和羽纹纲。

硅藻门图册

主要特征

硅藻和水绵

硅藻门植物细胞壁富含硅质，硅质壁上具有排列规则的花纹。壳体由上下半壳套合而成。色素体主要有叶绿素a、c1、c2以及β胡萝卜素，岩藻黄素、硅藻黄素等，同化产物为金藻昆布糖。藻体一般为单细胞，有时集成群体。细胞壁里有两片硅质壳，一大一小，像盒子一样套在一起。两片硅质壳，大的套在外面，叫上壳，较老；小的在里面，叫下壳，较年轻。

形态结构

硅藻细胞分裂图解

(1) 壳面和带面：细胞壁的构造像一个盒子，套在外面的较大，为上壳；套在里面的较小，为下壳。硅藻上﹑下壳相互套合。上壳和下壳都不是整块的，皆由壳面（Valve）和相连带（Connecting band）两部分组成。壳面平或略呈凹凸状，壳面边缘略有倾斜的部分，叫壳套（Valve mantle）：与壳套相连，和壳面垂直的部分，叫相连带，亦称带面。

(2) 间生带：有些种类在壳套与相连带之间具有间生带，凡贯壳轴较长的种类都有间生带，其数目1条2条或多条，花纹形状主要有三类：鱼鳞状，如卡氏根管藻Rhizosolenia castracanei；环状，如杆线藻Rhabdonema；领状，如环形娄氏藻Lauderia annulatus和中肋角毛藻Chaetoceros costatus。

(3) 隔片：具间生带的种类，有向细胞腔内伸展成片状的结构，称隔片(septum)。如果隔片一端是游离的，称为假隔片，如斑条藻（Grammatophora）；如果隔片从细胞的一端通到另一端，则称为全隔片或真隔片，如楔藻（Climacosphenia）。间生带和隔片都具增强细胞壁的作用。

(4) 突出物：硅藻细胞表面有向外伸展的多种多样的突出物，有突起、刺、毛、胶质线等。它们有增加浮力和相互连接的作用。

突起：是细胞壁向外的头状突出物，如弯角藻Ercampia。

刺：一般细而不长，末端尖，其数目、长短不一，最粗大的刺如双尾藻Ditylum，中等的刺如盒形藻Biddulphia，较小的刺如圆筛藻Cascinodiscus的缘刺。

毛：为较细长的突出物，长度常为细胞直径的数倍，有的种类在粗毛里还有色素体，这是毛与刺的最大区别。此外还有膜状突起（如太阳漂流藻）和胶质线、胶质块等胶质突起（如海链藻）。

(5) 花纹：硅藻细胞壁上都具排列规则的花纹，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。

(6) 三轴和三面：按硅藻细胞的方位分为纵轴、横轴和贯壳轴。由纵轴和横轴形成上、下壳面。由纵轴、贯壳轴形成长轴带面。由横轴、贯壳轴形成短轴带面。从壳面看，称壳面观；从带面（壳环面）看，称带面观(侧面观)。壳面和带面形状截然不同。通常中心硅藻类壳面呈辐射对称，多为圆形、椭圆形，也有三角形或多角形的；羽纹硅藻类，壳面一般细长，呈两侧对称，有舟形、卵形、弓形、S形、菱形、新月形和椭圆形等。带面（壳环面）一般为长方形、方形或楔形等。

纵轴（Apical axis）：为壳面中央的纵线，又称顶轴、长轴。

横轴(Transapical axis)：为壳面中央的横线，又称切顶轴、短轴。

贯壳轴(Pervalvar axis)：是上、下壳面中心点的相连线，又称壳环轴。

硅藻的光合作用色素主要有叶绿素a、c1 、c2以及β胡萝卜素，岩藻黄素、硅藻黄素等。色素体呈黄绿色或黄褐色，形状有粒状、片状、叶状、分枝状或星状等。

主要是油滴，显微镜下观察，油点常呈小球状，光亮透明。

硅藻的细胞核一个，常位于细胞中央，在液泡很大的细胞中，常被挤到一侧。用甲基蓝或尼罗蓝稀溶液染色，可见到细胞核。

生殖方式

繁殖方式

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。这在自然界和室内培养的硅藻可见到。

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无性和有性两种。

（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。

多见于中心硅藻的一种生殖方式，细胞核和原生质多次分裂，形成8、16、32、64、128个不等小孢子，每个小孢子具1- 4条鞭毛，长成后成群逸出，相互结合为合子，每个合子再萌发成新个体。

是沿海种类在多变的环境中的一种适应方式。休眠孢子的产生常在细胞分裂后，原生质收缩到中央，然后产生厚壁，并在上、下壳分泌很多突起和各种棘刺。当环境有利时，休眠孢子以萌芽方式恢复原有形态和大小。

面称带面或环带面(girdle）。上、下壳相套合的部分称连接带。有些种类的壳面具有壳缝(raphe），可以在水中运动。有些具壳缝的种类在细胞壳面两端各有一极节，中央有一中央节，为细胞壁增厚的部分。

硅藻门以细胞分裂繁殖为主。细胞分裂时，原生质膨胀，使上下两壳略为分离。细胞核进行有丝分裂，载色体、蛋白核等细胞器也随着分裂。原生质体也一分为二，其中一个位于母细胞的上壳之内，另一个位于母细胞的下壳，然后两壳分开成为上壳，各再生另一个新的半壳为下壳，这样形成的两个新硅藻中，一个与母体大小相等，而另一个则较母体为小。如此连续分裂下去，多数个体将越来越小。这种体积的缩小不是无限的，缩小到一定大小时，以产生复大孢子（auxospore）的方式恢复其大小。

分类概述

根据壳的形状和花纹排列方式，硅藻门分成二个纲。中心硅藻纲Centriae和羽纹硅藻纲Pennatae。

一、中心硅藻纲

花纹辐射对称排列。细胞圆盘形、圆柱形或三角形、多角形等。细胞外面常有突起和刺毛。没有壳缝或假壳缝，不能运动。中心硅藻大多分布海水中，淡水种类很少。本纲分为三个目。

1.圆筛藻目Coscinodiscales

单细胞，或以壳面相连成链状或靠胶质丝连成链状，或埋于胶质内。细胞常为圆形，鼓形或圆柱形，透镜形等。横断面圆形。壳缘平滑，有的种类壳缘具小刺。常见属直链藻属Melosira、圆筛藻属Coscinodiscus、小环藻属Cyclotella、海链藻属Thalassiosira、指管藻属Dactyliosolen、冠盖藻属Stephanopyxis、辐杆藻属Bacteriastrum、漂流藻属Planktoniella、娄氏藻属Lauderia（凸盘链藻属）、骨条藻属Skeletonema、细柱藻属Leptocylindrus、环毛藻属Corethron。

2.根管藻目Rhizosoleniales

细胞壳面大多椭圆形，少数圆形。贯壳轴伸长而呈管状，常有各种形状的间生带。壳面突起呈半球形、锥形、斜锥形等，末端常有小刺。常见属根管藻属Rhizosolenia。

3.盒形藻目Biddulphiales

单细胞或形成链状群体。细胞形状像一袋面粉或小盒子状，各角隅常有突起，有的还具小刺。壳面椭圆形或多角形。大部分在海洋中营浮游生活。有的种类能分泌胶质，营回着生活。淡水种类极少。常见属角毛藻属Chaetoceros、半管藻属HeMIaulus、四棘藻属Atthetas、弯角藻属Eucampia、盒形藻属Biddulphia、双尾藻属Ditylum、三角藻属Triceratium。

二、羽纹硅藻纲

花纹一般左右对称，沿纵沟（或拟纵沟）呈羽纹状排列。细胞一般呈长形至椭圆形，壳面多为舟形或针形。许多种类具纵沟，能行动。色素体较少而大，常呈叶状或分支状。生殖方式多，但无大小配子生殖。大多营淡水底栖生活，海洋浮游的种类较少。本纲分为五个目。

1.舟形藻目Naviculales

2.等片藻目Diatomales

3.曲壳藻目Achnanthales

4.短缝藻目Eunotiales

5.双菱藻目Surirellales

代表植物

小环藻属（Cyllotella）

中心硅藻纲圆筛藻目。植物体单细胞，有些种以壳面互相连接成带状群体。细胞圆盘形或彭形。壳面圆形，属少数种椭圆形，边缘部有辐射状排列的线纹和孔纹，中央平滑或具颗粒。带面平滑没有间生带。载色体多个，小盘状。以细胞分裂进行繁殖，每个细胞产生一个复大孢子。

本属硅藻约40种，是海产或淡水产的浮游藻类，也有的种生长于土壤中，早春大量出现。

常见的硅藻还有圆筛藻属（Coscinodiscus）、舟形藻属(Navicula)等。

生态意义

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者，是海洋初级生产力的一个重要指标。

鱼池清塘排水后，往往最先生殖的是菱形藻、小环藻等硅藻。这类既能浮游又能底栖（附生）的兼性浮游植物，大量发生可能与浅水、光照好及清塘后，水中硅酸盐含量丰富有关。硅藻在季节上，一年四季春、夏、秋、冬都能形成优势种群。有明显的区域种类，受气候、盐度和酸碱度的制约。有的种可作为土壤和水体盐度、腐殖质含量和酸碱度的指示生物。

硅藻是鱼、贝、虾类特别是其幼体的主要饵料，它与其他植物一起，构成海洋的初级生产力。

硅藻死亡后的硅质外壳，大量沉积海底，形成的硅藻土，含有85.2%的氧化硅。在工业上用途广泛，可作为建筑、磨光等材料，过滤剂、吸附剂、造纸、橡胶、化妆品和涂料的填充剂，以及保温材料等。化石硅藻对石油勘探有关的地层鉴定及古海洋地理环境的研究也有重要的参考价值。

1）羽纹纲中的拟菱形藻属（Pseudo-nitzschia）约20余种，浮游，海生。本属是能产生软骨藻酸并能形成赤潮的唯一一属硅藻。软骨藻酸可导致人类及其他哺乳动物的死亡。

2）有些硅藻（如根管藻）生殖太盛并密集在一起，可阻碍或改变鲱鱼的洄游路线，降低渔获量。