水生生物学 （形态与分类）

绪 论 水生生物学 广义上说是研究水中生活的各种生物生命活动的规律和控制利用的科学，包括水生生物形态、分类、生理、生态各个方面。随着发展不断充实内容和方向，现已成为水域生态学的同义词。

本课程着重研究水产饵料生物的形态、分类、个体生态和渔业利用。 内容：包括浮游植物、浮游动物、底栖植物、底栖动物。在系统分类上主要属于藻类、水生维管束植物和无脊椎动物。

学习水生生物学的目的就是掌握水生生物的形态、分类和生态方面的基础知识，为保护水域生物多样性、发展水产养殖、合理利用渔业资源等打下坚实的基础。

我国在水生生物学领域的研究现状 1.分类 《华东水生维管束植物》、《中国淡水轮虫志》、《中国海洋浮游硅藻类》、《中国海洋浮游桡足类》、《淡水枝角类》、《中国淡水藻类》等等。 2.渔业资源调查 20世纪50年代 黄海、渤海、海洋综合调查；黑龙江、长江中、下游、青海湖。 1980年 海岸及海洋资源综合调查；长江、黄河、黑龙江、珠江。

3.生物饵料培养 单细胞藻类培养、轮虫培养、枝角类（鱼虫）培养、卤虫培养。 4.特殊类群 微型浮游生物（2-20μm ）、超微型浮游生物（﹤2μm）。这些生物在海洋中数量大、循环快、能量转换效率高，对海洋初级生产有重要贡献。

第一篇 浮游植物 在水中营浮游生活的微小植物，通常是浮游藻类。是水体中鱼类和其它经济动物的直接或间接的饵料基础，是水域初级生产者，又是水体中重要的生物环境，其光合作用也是水中溶氧的主要来源。 浮游植物在决定水域生产性能上具有重要意义，与渔业生产有十分密切的关系。

第一章 藻类 Algae 六亿年前，藻类仍是当时地球上唯一的绿色植物，人们称此时期为地球生物史上的藻类时代。今天藻类植物虽不能称为植物界的霸主，但仍然十分繁盛，遍布世界。藻类植物在几十亿年的发展中，各门之间和各门之内的进化关系，都是按着由单细胞到多细胞，由简单到复杂，由低级到高级的规律在演化和发展。

定义： 一群具有叶绿素，营自养生活，没有真正的根、茎、叶分化，以单细胞的孢子或合子进行繁殖的低等植物，又叫孢子植物（spore plant）、叶状体植物、自养原植体植物。

藻类特点 ① 藻体各式各样。有单细胞、群体、丝状体、囊状体、叶状体、枝状体等各种类型。 ① 藻体各式各样。有单细胞、群体、丝状体、囊状体、叶状体、枝状体等各种类型。 ②个体大小相差悬殊。绝大多数藻类植物微小，只有在显微镜下才能看清它们的形态结构，也有少数种类藻个体较大，如海带可达2～4米长，巨藻可达60米以上。 ③生殖器官一般为单细胞。有的可以是多细胞的，但缺少一层包围的营养细胞，所有细胞都能产生生殖细胞。

④生活史（生物在一生中所经历的发育和繁殖阶段的全部过程）有四种基本类型 Ⅰ生活史无生殖，仅有营养生殖； Ⅱ仅有一个单倍体的植物体，行无性、有性生殖 Ⅲ仅有一个双倍体的植物体，行有性生殖 Ⅳ有世代交替现象（在植物的生活史中，无性和有性两个世代交替）。 ⑤生态习性多样，绝大多数水生，少数气生。

Flagellum

藻类植物在形态、大小上千差万别。有的像小圆球，有的像小卵，有的像圆盘，有的像大头针，有的像铁链、、、。有的只有几微米（ μm），必须在显微镜下才能看见；最大的体长可达60米以上。

藻类植物是地球上最重要的初级生产者。它们合成的有机碳总量是高等植物的7倍。

藻类的生态习性 藻类在自然界中几乎到处都有分布，主要是生长在水中（淡水或海水）。在潮湿的岩石上、墙壁和树干上、土壤表面和下层，也有分布。 在水中生活的藻类，有的浮游于水中，也有的固着于水中岩石上或附着于其他植物体上。

藻类植物对环境条件要求不高，适应环境能力强，可以在营养贫乏，光照强度微弱的环境中生长，在地震、火山爆发、洪水泛滥后形成新鲜无机质上，它们是最先的居住者，是新生活区的先锋植物之一。

有些海藻可以在100米深的海底生活，有些藻类能在零下数十度的南北极或终年积雪的高山上生长，有些蓝藻能在高达85℃的温泉中生活。有的藻类能与真菌共生形成共生复合体（地衣）。 我们日常所见，井水比较清澈透亮，但池塘里的水就往往浑浊带颜色，海水也是一样，这就是池塘和海水里有较多藻类植物的原因。

藻类繁殖方式 1.营养繁殖 Vegetative reproduction 营养体上的一部分由母体分离出来后又能长成1个新个体式。

2.无性生殖 Asexual reproduction 孢子繁殖spore reproduction： 无性生殖的生殖细胞叫孢子（spore） 产生孢子的母细胞叫孢子囊（sporangium）； 孢子囊是单细胞的生殖器官。孢子不需结合， 1个孢子可长成1个新个体。 孢子主要有游动孢子（zoospore）、不动孢子（又叫静孢子，aplanospore）和厚壁孢子（akinete）3种。

3.有性生殖 有性生殖的生殖细胞叫配子（gamete），产生配子的母细胞叫配子囊（gametangium）。配子囊是单细胞的生殖器官。一般情况下，配子必须两两结合成为合子（zygote），由合子萌发长成新个体或合子产生孢子再长成新个体。 同配： 两个配子形状、结构、大小、运动能力等完全相同。 异配： 两个配子形状、结构相同，但大小和运动能力不同。 卵配： 两个配子结构相同，但大小、形状、运动能力不同，大而运动能力迟缓的为雌配子；小而运动能力强的为雄配子。

藻类植物是一种古老的绿色低等植物，约2万余种，分布甚广。多数生活在淡水和海水中，少部分生活在土壤、树皮、岩石等陆地上。 藻类与人类关系密切，但因其大多数种类个体及其微小，平常不易被人们感觉它的存在。

一滴池水中的几种淡水藻 6 5 3 1 2 4 1.色球藻 2.念珠藻 3.水绵 4.衣藻 5.硅藻 6.团藻

第一章 蓝藻门 (Cyanophyta) §一 概述 蓝藻(blue-green-algae)是最原始、最古老的一群植物，又称蓝绿藻。 大约在35-33亿年前，地球上出现了细菌和蓝藻。到寒武纪时，蓝藻特别繁盛，称这个时期为蓝藻时代。 体制：群体或丝状体，很少是单细胞 丝状体由1条或多条藻丝构成。

太湖蓝藻爆发

蓝藻细胞结构示意图 胶鞘 细胞壁 贮存物质 蓝藻淀粉、蓝藻颗粒体 中央区 叶绿素A 藻蓝素 色素区 藻红素 假空泡 异形胞 含有黏质缩氨肽，区别于其他藻类 贮存物质 蓝藻淀粉、蓝藻颗粒体 中央区 无细胞核，仅在细胞中央含有相当于细胞核的物质，无核仁和核膜的分化，也称原核。故蓝藻属原核生物。 叶绿素A 藻蓝素 色素区 藻红素 假空泡 蓝藻门特有，可使漂浮又可抵抗阳光照射 异形胞 仅在某些丝状体蓝藻中存在，较为光亮 蓝藻细胞结构示意图

营养繁殖 ① 1个母细胞 2个子细胞 ② 1个母群体 2个或多个子群体 丝体折断 新丝体 ④ 较大群体 小群体

孢子繁殖之内生孢子 母细胞增大，原生质体多次分裂，形成许多具薄壁的子细胞，母细胞壁破裂后全部放出，每个孢子萌发形成一个新个体。

外生孢子：出现于单细胞属类。原生质体在生殖细胞的顶端自上而下发生缢缩，产生球形小细胞即外生孢子。

厚壁孢子：普通营养细胞的体积增大，营养物质的积蓄和细胞壁增厚。此种孢子可长期休眠，以渡过不良环境，环境适宜时，孢子萌发，分裂形成新的丝状体。又称休眠孢子。

藻殖段 少数细胞相连成小段细胞，通常在藻丝体顶端或分枝的顶端形成。成熟后离开母株再生长成新的丝状体。

藻殖孢 外部具有厚而有层理的胶鞘包围，位于母株分枝顶部。萌发时胶鞘的一端或两端破裂，发展成新个体。

（一） 色球藻目 通常形成群体，单细胞的藻类很少。群体呈球形、椭圆形、不规则形、平板状、穿孔状等。单细胞多呈球形、椭圆形。本目主要是淡水产，繁殖主要以细胞分裂为主。

1.蓝纤维藻属（指杆藻） 单细胞，或由少数细胞聚集形成群体。群体胶被无色透明。群体内细胞细长型、纺锤形、椭圆形、圆柱形，两端狭小而尖，直而略做螺旋形转成S形或C形，或不规则弯曲，内含物均匀，淡蓝绿色至亮蓝绿色。一般不能形成优势种群。

2. 色球藻属 少数种类为单细胞，多数种类为2、4以至更多个细胞组成的群体。 两个细胞相连处平直，或出现棱角，这是色 球藻属的重要标志。大多为多个细胞组成的群体，群体胶被厚。营浮游生活。

3. 聚球藻属 细胞呈圆柱形、卵形或椭圆形。单个或两个细胞相连在一起，特殊情况下，许多细胞才聚合成团块。细胞内含物为蓝绿色或深绿色，有时含微小颗粒体。本属种类以善运动而著名。

4. 平裂藻属 植物体为由一层细胞组成的平板状群体。群体内细胞排列规则，常每2个细胞两两成对，2对为一组，4组成一小群，许多小群集合成平板状群体。本属种类个体微小，淡水中常见。

5. 立方藻属 群体中的细胞立方形排列，在水体中不常见。

6. 楔形藻属（索球藻、束球藻） 每个细胞和一条胶质柄相连，2个或4个细胞为一组，每组的胶质柄又互相连接，组成一个由中心发出的放射状系统。

7. 腔球藻属（囊球藻属） 植物体或大或小，由多数细胞组成群体。群体中空，球形、椭圆形、长圆形。群体内细胞做辐射状排列。

8. 微囊藻属 植物体由多数细胞组成，近球形、近椭圆形、不规则形、穿孔状群体。细胞呈淡蓝色、亮蓝绿色、橄榄绿色，常有假空泡。

微囊藻 生长环境：有机质丰富的水体pH: 8～9.5 温暖季节繁殖快，生长旺盛，使水成灰绿色，形成砂絮状水华。微囊藻水华统称为湖靛。

水华：淡水水体中藻类大量繁殖的一种现象，水体呈蓝、绿或暗褐色，是水体富营养化的一种特征。 赤潮：海水中

9. 隐球藻属 细胞球形或近球形，包埋在球形、卵形、椭圆形或无定形的无色、黄色、棕色或蓝色的公共胶质衣鞘中。群体内的细胞通常2个或4个组成一小群，小群之间不紧贴或稍有间距。细胞内含物均匀，无假空泡，淡蓝绿色或亮蓝绿色或灰色。

10. 隐杆藻属 植物体由少数或多数细胞聚集形成不定形胶质块状群体。群体胶被均匀透明。细胞棒状或圆柱形或椭圆形，直或略弯曲。大多数种类的内含物无颗粒，浅蓝绿色。

（二） 颤藻目 植物体为单列丝状体。无异形胞和厚壁孢子，以段殖体的形成或丝状体的断裂为主进行繁殖。

1. 颤藻属 植物体为单个细胞组成的不分支的单条丝状体。丝状体直或扭曲，能颤动，因此而得名。

颤藻分布极广，淡水、海水、潮湿土表等处，甚至冷却水管内也可以滋生，成为冷却水管内的主要生物污垢，造成冷却循环水的污染，滤池堵塞。

2. 螺旋藻属 植物体为单细胞或多细胞组成的丝状体，无胶鞘。细胞圆筒形，由单细胞或细胞间隔不明显的多数细胞所组成的螺旋状体。藻体淡蓝绿色，可大量繁殖形成水华。

是蛋白质含量（53%~72%）最高的生物，是人类迄今发现蛋白质含量最高的生物。螺旋藻正逐渐成为人类蛋白质食品的重要来源。

螺旋藻 具有丰富的叶绿素和能进行很高光能转化率（18%）的光合作用 1克螺旋藻（干粉）＝ 1公斤各种蔬菜水果营养的总和

3. 席藻属（胶鞘藻） 丝状体顶端稍尖细或大体是等粗的圆筒状。顶端细胞圆锥形。藻丝外有胶质衣鞘。

4. 鞘丝藻属（林氏藻） 植物体为不分支的单列丝状体，或聚集成团块，以基部着生。丝状体呈螺旋形弯曲，或弯曲成弧形而以中间部分着生在他物上，少数以整个丝状体着生。有的营漂浮生活。胶质鞘坚固，无色、黄色至褐色或红色，分层或不分层。

5. 束毛藻属 束毛藻为不分支丝状体。由藻丝组成平行或放射的束状群体。无胶质鞘。藻丝末端细胞钝圆或截断形。广泛分布于各大洋暖水区中。该种在我国南海大量分布，可以产生类似与神经毒素的藻毒素，并对渔业等产生危害。

（三）念珠藻目 单列细胞组成的丝状体，多数种类有异形胞。 繁殖方法： 丝状体断裂、藻殖段、厚壁孢子、异形胞的萌发。

1. 拟鱼腥藻属（拟项圈藻属） 丝状体单一，无明显衣鞘。异形胞端生（仅具一个极节球），罕有间生。厚壁孢子间生，远离异形胞，与异形胞无规律性联系。

2. 鱼腥藻属（项圈藻属） 丝状体直或各种形式弯曲。藻丝单一或汇集成柔软的、粘化的团絮状群体。衣鞘水化，不明显。异形胞为胞间位，厚壁孢子一个或排列成小链，远离异形胞或与异形胞直接相连。

鱼腥藻分布广，有的种类在池塘、湖泊形成“水华”。许多种类有固氮能力，如满江红。螺旋鱼腥藻是白鲢的优质食物。

3. 念珠藻属 群体团块状，直径1-3cm，由许多类似项圈藻的藻丝交织在充满浓厚胶质的公共衣鞘中。异形胞一般间位。

地木耳

发菜 （发状念珠藻） 广泛分布于世界各地的沙漠和贫瘠土壤中，因其色黑而细长，如人的头发而得名，可以食用。 葛仙米（球状念珠藻）

4. 尖头藻属 丝状体单一，或多少呈弯曲形。一般由少于20个细胞组成。无衣鞘。丝状体的两端尖细或一端尖细，另一端宽圆。细胞圆柱形。假空泡有或无。厚壁孢子可单生成在丝状体两端中间成对。无异形胞。

5. 束丝藻属 藻丝直或稍弯曲。单一或藻丝侧面相连成束状群体。藻丝中部细胞短柱形，多少呈方形。具假空泡。末端细胞多少变得尖细，延长成无色细胞。胶鞘模糊不清。异形胞间生，各种形状，圆柱形、近球形、椭圆形。厚壁孢子圆柱形，或宽椭圆形，远离异形胞。

营浮游生活。可大量繁殖，形成水华，有的种类有毒。常见的有水华束丝藻。

6. 胶刺藻属 植物体呈球形或半球形群体，群体内丝状体放射状或略平行排列，常具假的分支，丝状体由基部向定点逐渐变细呈须状，异形胞基生或间生，厚壁孢子与异形胞相连。

真分枝 假分枝

四. 蓝藻的生态分布和意义 1.分布特点 蓝藻类分布很广，但在温暖和有机物含量较高的水体中较多。主要在淡水中生长，成为淡水中重要的浮游植物，在温暖的季节里常大量繁殖形成“水华”。 在水体的垂直分布一般表层大于底层，有假空泡的更是如此。水平分布上下风位多于上风位，静水易滋生。如水体开增氧机时较少有蓝藻，河流中蓝藻较少。

2. 生态特点 蓝藻一般喜高温，好强光； 喜高pH和静水； 喜低氮高磷。

3. 蓝藻水华和赤潮 形成水华的蓝藻主要有：微囊藻、鱼腥藻、色球藻、螺旋状、拟项圈藻、腔球藻、尖头藻、颤藻等。其中微囊藻水华极为常见，它是水体富营养化的标志。

蓝藻水华的危害 蓝藻水华发生时，散发腥臭味，夜间大量消耗水中溶解氧，死亡后产生羟氨或硫化氢，对水生动物有毒，破坏生态平衡，危害渔业，也使水的其他利用价值降低。在海洋沿岸带可形成束毛藻等蓝藻赤潮。

在淡水环境的水华中发现的最常见的蓝藻毒素为环肽毒素MC。MC产自浮游性蓝藻-微囊藻、鱼腥藻、颤藻、念珠藻、项圈藻，以及陆生软管藻。 微囊藻毒素LR是目前已知的毒性最强的、危害性最大的一种淡水蓝藻毒素。它是一种肝毒素，是肝癌的强烈促癌剂。 家畜及野生动物引用了含藻毒素的水后，会出现腹泻、乏力、厌食、呕吐、嗜睡、口眼分泌物增多等症状，甚至死亡。病理病变有肝脏肿大、充血或坏死，肠炎出血、肺水肿等。

微囊藻多生长在湖泊、池塘等有机质丰富的水体中，营浮游生活。pH值以8-9

3 生物固氮 蓝藻类有些种类具有固氮能力，特别是具有异形胞的种类。国内外正在从事利用蓝藻固定游离氮的研究，为农作物的肥源寻找新的途径。如稻田中接种培养固氮蓝藻——满江红鱼腥藻（与满江红共生）可增加水稻产量。

4 有的蓝藻可作为水质的指示生物，如褐色管孢藻是清水的指示生物，泥生颤藻是水体污染的指示生物。

5 鱼类饵料价值 蓝藻类作为鱼类饵料，以往认为属于不消化的种类。但在我国南方，蓝藻常年大量出现在鱼池，鱼类生长也良好。罗非鱼胃液的pH值常低于1.25甚至1.0，可溶解蓝藻的细胞壁，因此可利用难以消化的蓝藻。 多数蓝藻特别是那些小型的单细胞种类，消化性的确比较差。

6 食用蓝藻 有的蓝藻可食用，如发菜是我国的特产，出口外销。螺旋藻营养丰富，蛋白质含量居各食物之冠，且含有8种人体必需氨基酸；脂质组成独特，不饱和脂肪酸含量高。

葛仙米 营养丰富，含有15种氨基酸，多种维生素以及人体必需的微量元素。

常见蓝藻水华处理方法 杀藻剂：硫酸铜、高锰酸钾、次氯酸钠（无机药剂）；亚油酸、季铵盐（有机药剂）。 一、化学药剂 杀藻剂：硫酸铜、高锰酸钾、次氯酸钠（无机药剂）；亚油酸、季铵盐（有机药剂）。 絮凝剂：将藻类絮凝沉降到水体底部加以回收。 生物合成制剂：避免引入新污染，减少对非藻华生物的影响，包括生物酶、生物杀藻剂和微生物絮凝剂等。

二、生态控藻： 不足：可能造成生物链新的破坏，使得某一生物大量繁殖，带来新的生物污染。 利用藻类吸收水体中的氮、磷，鲢鳙鱼摄取藻类这一食物链转换关系来控制水华发生。既能控制蓝藻恶性增长，又不会破坏水体的生态平衡。 不足：可能造成生物链新的破坏，使得某一生物大量繁殖，带来新的生物污染。 微囊藻外裹胶质层，影响鱼类对藻类的消化，白鲢食用大量蓝藻排出的长条绿色粪便仍可以培养出活体蓝藻。