第8章 最早的植物——藻类(1)

植物界的产生是一个漫长的发生、发展和演化的历史过程。当今地球上生长着约40多万种植物。它们不仅在形态结构上不同，而且在营养方式、生殖方式和生活环境上也各不一样。现代科学和化石研究表明，现存的这些植物并不是现在才产生的，更不是由“上帝”创造出来的，它们大约经历了30多亿年的漫长历程逐渐发生、发展和进化而来的。

藻类是地球上出现最早的植物，经过漫长的演化，直到6亿年前的寒武纪（属古生代），藻类仍是地球上唯一的绿色植物。从现代藻类的形态、构造、生理等方面，也反映出藻类是一群最原始的植物。

藻类家族的进化

藻类是一个繁荣的大家庭，从最初、最简单的蓝藻到裸藻，裸藻又分化为两支，一支演化为甲藻，另一支演化为绿藻。甲藻经隐身藻演化为黄藻，进而进化到金藻、硅藻和褐藻等，组成了绚丽多彩的藻类世界。尤为重要的是，由于原始藻类的繁殖，并进行光合作用，产生了氧气和二氧化碳，为生命的进化准备了条件。还有，这种原始的单细胞藻类又经历亿万年的进化，产生了原始水母、海绵、鹦鹉螺、蛤类、珊瑚等。

最早出现的植物——蓝藻

蓝藻是地球上最早出现的植物。20世纪60年代，美国科学家爱尔索·巴格霍恩在南非特兰斯尔的无花果树群浅燧石岩中，发现了类似细菌和蓝藻的微生物化石。据测定，这些蓝藻化石距已经有34亿年之久。这是蓝藻成为植物祖先的最可靠证据。前寒武纪是蓝藻的疯狂发展时期，因此有的学者将这个时期称为“蓝藻时代”。

蓝藻有极强的适应性，分布很广。在淡水和海水中，潮湿和干旱的土壤或岩石上、树干和树叶上，温泉中、冰雪上，甚至在盐卤池、岩石缝中都有它们的踪迹，有些还可穿入钙质岩石、介壳或土壤深层中。已知的蓝藻大约2000种，我国有记录的大约900多种。

蓝藻属于藻类生物，又叫蓝绿藻，因其细胞壁外面有一层黏滑的胶质衣，因此又叫黏藻。在所有植物中，蓝藻是最简单、最原始的一种。它是一种单细胞生物，没有细胞核，但是在细胞的中央却有一种核物质的东西，一般呈颗粒状或者网状，染色体和色素均匀地分布在细胞质中。该核物质没有核膜和核仁，但却具有核的功能，因此被称为“原核”，属于原核生物。

在蓝藻中，凡含叶绿素A和藻蓝素量较大的，细胞大多呈蓝绿色。也有少数种类含有较多的藻红素，藻体多呈红色，如生于红海中的一种蓝藻，名叫红海束毛藻，由于它含的藻红素量多，藻体呈红色，而且繁殖得也快，故使海水也呈红色，红海便由此而得名。

强势的蓝藻

蓝藻生命力旺盛，经过了几十亿年的发展进化，直到今天势头仍然不减，在给人类带来好处的同时，有的时候也给人类带来灾难，它泛滥成灾，侵占抢夺地盘，人们对这种最原始的植物心情矛盾。

由于蓝藻的不断发展，形成了后来巨大的藻类家族。有人认为：开始由最原始的蓝藻发展为裸藻，接着裸藻向两个方向发展，一支演化为甲藻，另一支演化为绿藻。甲藻则经隐身藻演化为黄藻。

还有人认为，蓝藻经由三个途径向真核生物进化：一个是从原核的蓝藻进化到真核的红藻；第二个是先由蓝藻进化到比较原始的甲藻和隐身藻，进而发展到较高级的黄藻、金藻、硅藻和褐藻等；第三个是由蓝藻发展为原绿藻、白裸藻、轮藻等藻类。

现在藻类根据不同形态特征和生活方式，分成7大门。除蓝藻外，还有绿藻门、裸藻门（也叫眼虫藻门）、甲藻门、金藻门、褐藻门、红藻门。绿藻门又分绿藻和轮藻两个纲，金藻门又分黄藻、金藻、硅藻3个纲。

到距今18亿～13亿年前这一段时间里，出现了有细胞核的真核生物——绿藻等。以后接着又有了红藻、裸藻、甲藻、金藻、褐藻……

绿藻

绿藻是藻类中最庞大的一门，它既有原始的种类，又有高等的种类。所以一般认为它可以作为真核藻类向上进化的主干。

最原始的绿藻可以衣藻作为代表。衣藻是卵形的单细胞体。细胞壁含有纤维素。细胞中央有一个核。被一个碗形的叶绿体包着。细胞的一端有两根鞭毛，是运动的器官。这一端的旁边有红色的眼点，是一个感光的器官。眼点和鞭毛相配合，使衣藻趋向有光的方向运动。

比衣藻稍复杂的是盘藻、实球藻、空球藻和团藻，它们都是由类似衣藻的细胞组成的群体。盘藻由4或16个细胞组成，细胞排列在一个平面上，有鞭毛的一端都朝外，外面有一层膜质包着。细胞之间有细微的原生质连络丝相连，有组织地聚集成为一个群体。

实球藻是1个由4个、8个、16个、32个细胞组成的球形群体，外面有一层胶质包着。空球藻也是一个球形群体，由16个、32个、64个细胞组成，但是细胞散布在球体四周，排列成一个疏松层，球形中央充满着液体。

在一些绿色的水体中，常常可以看到一种球形体，在水中滚来滚去，它由多个细胞聚成一团，外面包着一层透明的膜。其中的每个细胞都与单细胞藻类非常相似，并且每个细胞都单独生活，互不依靠，只是在行动上一致。它就是实球藻。这种植物很像是由单细胞藻类经过细胞分裂以后，那些相同细胞聚集在一起而形成的一个整体。

有时候，这种水体里还可以看见一种比实球藻更大的圆球体，它是由更多的像单细胞藻类一样的细胞集合而成，这就是团藻。组成团藻的所有细胞都分布在球体的表面，外面有共同的膜包围，所以团藻的结构看上去是空的。

与实球藻不同的是，组成团藻的细胞之间存在物质交流，而且在繁殖后代时，有一部分细胞进行分裂，产生新的群体，或者形成卵和精子，而其他不育的细胞就供应养料给这些生殖细胞。所以，团藻这种群体已经不再是多个细胞的简单堆积，而是在细胞之间形成了某种联系和初步的分工，但是，团藻在形态上还没有上下前后之分，而且在营养生长的阶段，各个细胞在形态和功能上没有分别，因此，它还只是一种低等的多细胞植物。

裸藻

裸藻也叫眼虫藻，生活在淡水中，池塘、水沟和流速缓慢的溪水里，都有它们的踪迹。在温暖季节，它们常常会大量繁殖，使水呈现出一片绿色。

眼虫藻属于眼虫藻门眼虫藻科。眼虫藻身体微小，体长仅有约60微米，人们必须凭借显微镜才能看到它的真面目。眼虫藻的身体由1个细胞组成，形状像个织布的梭子。它的体表没有细胞壁，由细胞的质膜直接与外界接触。

眼虫藻身体前端有一个胞口，从胞口中伸出一条鞭毛，鞭毛是一种运动胞器，眼虫藻主要依靠鞭毛的摆动在水中自由运动。胞口下方连接胞咽，胞咽末端膨大成储蓄胞，储蓄胞周围有伸缩泡，储蓄胞和伸缩泡能收集和排出细胞中多余水分和代谢废物。

在细胞质中分散着大量卵圆形的叶绿体——叶绿体是眼虫藻进行光合作用、制造有机养料的场所。在靠近胞咽处还生有一个红色眼点，眼点是一种感觉胞器，眼虫藻用它感受光线的刺激，趋向适宜的光线，以利于光合作用的进行。

眼虫藻既有动物特征，又有植物特征。我们知道，动植物细胞在结构方面，主要区别有三点：植物细胞有细胞壁、液泡和质体（质体包含叶绿体、白色体和杂色体），而动物细胞则没有这三种结构。

眼虫藻的细胞中有质体，但没有细胞壁和液泡。在身体的其他结构方面，眼虫藻有储蓄胞和伸缩泡，而这两种结构只在原生动物细胞中存在，植物细胞中从没发现过。不仅眼虫藻的身体结构具有两重性，它的营养方式也同样具有动植物两方面的特征。

一方面，它依靠自己体内的叶绿体，进行光合作用，制造有机养料；另一方面，它又依靠自己身体的渗透作用，直接从水中吸收现成的有机物质，而且它还用胞口和胞咽，吞吃周围环境中的颗粒状有机物。不言而喻，前一种营养方式是植物的营养方式，而后一种则属于动物的营养方式。