繁殖和生活史
藻类通过有性繁殖再生,包括雄性和雌性配子(生殖细胞),由无性生殖,或者两者兼而有之。
无性生殖是指在没有细胞或核物质结合的情况下产生后代。许多小藻类由普通无性繁殖细胞分裂或通过破碎,而较大的藻类繁殖孢子.一些红藻产生单孢子(有壁的,无鞭毛的,球形的细胞),由水流携带发芽产生一个新的有机体。一些绿藻产生非运动孢子称为不动孢子,而其他人则生产游动这些细胞缺乏真正的细胞壁,只有一个或多个细胞壁鞭毛.这些鞭毛允许游动孢子游向有利的位置环境而单孢子和平孢子则依赖于水流的被动运输。
有性生殖其特点是减数分裂在这个过程中,子代细胞有一半的遗传信息来自每个亲本细胞。有性生殖通常受环境事件的调节。在许多物种,当温度、盐度、无机营养素(如磷,氮,镁),或昼长变得不利,便诱发有性生殖。有性繁殖的生物在其生命周期中通常有两个阶段。在第一阶段,每个细胞有一组染色体被称为单倍体,而在第二阶段,每个细胞有两组染色体,被称为二倍体.当一个单倍体配子在受精过程中与另一个单倍体配子融合,由此产生的具有两组染色体的组合称为受精卵.二倍体细胞立即或稍后直接或间接地经历一个特殊的过程还原细胞分裂过程(减数分裂)。这一阶段的细胞称为二倍体细胞孢子体因为它们产生孢子。在减数分裂期间染色体数目二倍体的孢子体减半,产生的子细胞是单倍体。在某些时候,立即或稍后,单倍体细胞直接发挥配子的作用。在藻类中,和在植物中一样,这个阶段的单倍体细胞被称为单倍体细胞孢子体因为它们产生配子。
有性繁殖藻类的生命周期各不相同;在一些地区,主要的阶段是孢子体,在其他地区,它是配子体.例如,海藻(Phaeophyceae纲)具有二倍体(孢子体)体,单倍体相由配子表示。Ectocarpus(褐藻纲)有交替二倍体和单倍体营养阶段水绵(叶藻纲)具有单倍体营养阶段受精卵是唯一的二倍体细胞。
特别是在淡水物种中,受精卵或受精卵经常进入一种休眠状态,这种状态被称为受精卵接合子.接合孢子通常有大量的食物储备和厚的,抗性细胞壁.在适当的环境刺激下,如光照、温度或营养物质的变化,合子孢子被诱导发芽并开始另一段生长时期。
大多数藻类可以存活数天、数周或数月。小藻类有时在一年中很短的一段时间内大量存在,在一年中的其他时间内保持休眠状态。在一些物种中,休眠形式是一个抗性囊肿,而其他物种仍然处于植物人状态,但种群数量非常低。一些大型的、依附的物种是真的多年生植物.他们可能会在最后失去主体生长季节但是附着的部分,即固着物,只在下一个生长季节开始时产生新的生长。
的红藻的例子Polysiphonia美国有一些已知的生物体最复杂的生命周期。减数分裂后,四个单倍体四分芽胞产生,它们发芽产生雄性或雌性配子体。成熟时,雄配子体产生特异spermatangial承担结构的分支,称为精管,包含精子,雄性配子。雌性配子体产生特殊的carpogonial带有雌配子的分枝。当水流携带的雄性精子与雌性阴茎的延伸部分碰撞,两个配子融合时,受精就发生了。受精卵和雌配子体组织在它周围形成一个篮子状或脓疱状的结构,称为果孢子体。卡孢菌最终产生和释放二倍体发育成四分孢子体.四孢子植物的某些细胞经过减数分裂产生四孢子,这个循环是重复的。在生命周期的Polysiphonia,和许多其他红藻一样,有独立的雌雄配子体、在雌配子体上发育的卡孢子体和独立的四孢子体。
生命周期硅藻它们是二倍体,也是唯一的。硅藻壁,或称为孔,由两个重叠的部分(阀)组成。在细胞分裂过程中,细胞中间形成两个新的瓣膜,并将原生质分成两部分。因此,新的瓣膜通常比原来的瓣膜要小一些,所以在连续许多代之后,不断增长的群体中的大多数细胞都比它们的父母要小。当这样的硅藻达到临界的小尺寸,有性繁殖可能刺激.小的二倍体细胞进行减数分裂,在pennate硅藻(薄的,椭圆形的)中产生的单倍体配子融合成合子,合子长得相当大,形成一种特殊的细胞,称为复大孢子。生长孢子分裂,形成两个大的营养细胞,以这种方式更新较大的细胞。在中心硅藻中,作为卵细胞的非运动的雌性配子和可运动的(通常是单鞭毛的)雄性配子之间有明显的区别。