藻類植物的種類繁多,目前已知有3萬種左右。早期的植物學家多將藻類和菌類納入一個門,即藻菌植物門。隨著人們對藻類植物認識的不斷深入,特別是從巴暄(A.Pascher,1931)的平行進化學說發表以後,認為藻類不是一個自然分類群,並根據它們營養細胞中色素的成分和含量及其同化產物、運動細胞的鞭毛以及生殖方法等分為若干個獨立的門。對於分門的看法,也有很大的分歧,我國藻類學家多主張將藻類分為12個門。由於本書所採用的是五界系統,除已將藍藻門列入原核生物界外,現將其中幾個主要門的特徵簡介如下:
金藻門
多產於淡水中,特別是在水溫較低的軟水水體中尤為常見。植物體多為單細胞或群體,少數為多細胞絲狀體。運動細胞多具1~2條鞭毛。單細胞或群體的種類,細胞內多具有1~2個色素體,以胡蘿蔔素和葉黃素佔優勢,綠色色素只有葉綠素a一種,所以多呈金黃色或金褐色。同化產物主要是金藻多糖,或稱為金藻糖,金藻澱粉, 又因它具有和海帶糖相似的化學性質,所以亦稱為金藻海帶糖。此外,也含有脂類。繁殖方式主要是營養繁殖和孢子生殖,有性生殖極少見。常見的有合尾藻屬和鐘罩藻屬。色素體金褐色、黃褐色或黃綠色,同化產物為白糖素及脂肪,大多數運動的種類和繁殖細胞具鞭毛2條,1條或3條的很少,靜孢子的壁矽質化,由2片構成,頂端開一小孔。
①多為單細胞或群體,少數為絲狀體,多數種類具鞭毛,能運動。鞭毛兩條,等長或不等長;一條或三條的很少。
②細胞裸露或在表質上具有矽質化鱗片、小刺或囊殼。大多數種類為裸露的運動細胞,在保存液中會失去幾乎所有細胞特徵。
③色素除葉綠素a、c、b-胡蘿蔔素和葉黃素等以外,還有副色素,這些副色素總稱為金藻素Pycockysin。金藻的色素體僅一個或二個,片狀,側生。貯存物質為白糖素和油滴。白糖素呈光亮而不透明的球體,稱白糖體,常位於細胞後部。細胞核一個。液胞一個或兩個,位於鞭毛的基部。
④單細胞種類的繁殖,常為細胞縱分成二個子細胞群體以群體斷裂成二個或更多的小片,每個段片長成一個新的群體,或以細胞從群體中脫離而發育成一新群體。不能運動的種類產生動孢子,有的可產生內壁孢子(靜孢子)Statospore,這是金藻特有的生殖細胞,細胞球形或橢圓形,具二片矽質的壁,頂端開一小孔,孔口有一明顯膠塞。
黃藻門
(Xanthophyta) 海產的種類很少,主要分布在淡水水體中,或生於潮溼的地面、樹幹和牆壁上。在水溫較低的春季較多。植物體為單細胞、群體或多細胞體。所含的色素和同化產物與金藻門基本相同,但除葉綠素a外,尚含有葉綠素e,多呈黃綠色。運動細胞具有兩條長短不一和結構不同的鞭毛,所以這一類群又稱為不等鞭毛藻類(Heterocontae)。繁殖方式有營養繁殖、孢子生殖和有性生殖,但隨種類的不同,也有不同的繁殖方法。肉眼常見的是植物體成絲狀的黃綠藻屬(Tribonema)和無隔藻屬(Vauchcria)。(在部分近期國外教材分類方案中將該門作為金藻門的一個綱)。
黃藻植物體為單細胞、群體、多核管狀體和絲狀體。黃藻細胞大多數都具有細胞壁。單細胞和群體的個體細胞壁是兩個"凵"形半片套合組成的,絲狀體的細胞壁是兩個"H"形的半片套合而成。化學成分主要是果膠質,有些種的細胞壁內沉積有二氧化矽。只有無隔藻屬(Vaucheria)和黃絲藻屬(Tribonema)的細胞壁是由纖維素組成。最簡單的黃藻是無壁的。細胞中載色體1至多數,盤狀、片狀或帶狀,邊位,呈淡綠色或黃綠色,從外觀顏色看很像綠藻。
載色體的亞顯微結構和金藻相似,有4層膜包圍,外面兩層是載色體內質網膜,裡邊兩層是載色體膜,外層載色體內質網膜與外層核膜相連。光合片層由3條類囊體疊成束。有些黃藻的載色體上有蛋白核。載色體中的色素有葉綠素a,β-胡蘿蔔素,葉黃素主要是矽甲黃素(diadinoxanthin),沒有金藻和褐藻所含的墨角藻黃素,無隔藻屬還含有葉綠素c。貯藏食物主要是油和金藻昆布糖。細胞中的原生質和金藻一樣,也是透明的。細胞核很小,多數單核,也有多核的。細胞是有絲分裂。運動細胞有兩根亞頂生、不等長的鞭毛,1根長的伸向前方,是茸鞭型的;另1根短的彎向後方,是尾鞭型,軸絲是9+2條。眼點位於細胞體前端,靠近短鞭毛基部的載色體膜裡邊,由1層含β-胡蘿蔔素的油滴構成。
硅藻門
(Bacillariophyta)廣布於海水和淡水中,多行浮遊生活。植物體由單細胞構成或互相連接成群體。細胞壁由兩個瓣片套合而成,上面具有花紋,其成分含有果膠質和矽質,而不含纖維素。細胞內具有一至數個金褐色的色素體。色素體中含有葉綠素a、c和多量的胡蘿蔔素和葉黃素,光合產物主要是脂類。硅藻可藉助細胞分裂進行營養繁殖,但經數代後也能通過配子的接合或自配形成復大孢子,行有性生殖。)。(在部分近期國外分類方案中將該門作為金藻門的一個綱)。
硅藻是水生動物的食料。浮遊硅藻是海洋中的主要的初級生產力。分類學家們一般認為硅藻來源於鞭毛藻,為一個特殊的分支。有現在生存的和化石的種類。根據殼面花紋的排列,將本門分為中心綱和羽紋綱。同化產物為金藻昆布糖。細胞壁裡有兩片矽質殼,一大一小,像盒子一樣套在一起。兩片矽質殼,大的套在外面,叫上殼,較老;小的在裡面,叫下殼,較年輕。約11000種。硅藻普遍分布於淡水、海水中和溼土上,為魚類和無脊椎動物的食料。硅藻死後,遺留的細胞壁沉積成硅藻土,可作耐火、絕熱、填充、磨光等材料,又可供過濾糖汁等用。約11000種。大多水生,幾乎在所有的水體裡都生長,只有極少數生活在陸地潮溼處。
甲藻門
(Pyrrophyta) 多產於海洋中,行浮遊生活,有時在海岸線附近大量繁殖,形成赤潮, 有些種類也常在池塘、湖泊中大量出現。植物體多數是單細胞的,少數為群體或絲狀體。除少數種類裸露無壁外,多具有由纖維素構成的細胞壁。甲藻的細胞壁稱為殼,是由許多具有花紋的甲片相連而成的。殼又分上殼和下殼兩部分,在這兩部分之間有一橫溝,與橫溝垂直的還有一條縱溝,在兩溝相遇之處生出橫、直不等長的兩條鞭毛。色素體1個或多個,呈黃綠色或棕黃色,除含葉綠素a、c外,還含有多量的胡蘿蔔素和葉黃素。海產種類的光合產物多為脂類,淡水產的多為澱粉。繁殖方式主要是細胞分裂,或是在母細胞內產生無性孢子,行孢子生殖,有性生殖只在少數屬、種中發現。常見的有角藻屬(Ceralium)和多甲藻屬(Peridinium)。
褐藻門
(Phaeophyta)絕大多數為海產,營固著生活。在1,500多種褐藻中,產於淡水的僅有10種左右,其中有兩種是在我國四川的嘉陵江中發現的。植物體均由多細胞構成,結構也比較複雜。色素體中除含有葉綠素a、c外,胡蘿蔔素和葉黃素的含量特別多,所以多呈褐色。同化產物不是澱粉,而是海帶多糖和甘露醇。營養細胞均無鞭毛,遊動孢子和雄配子則具有兩條側生、不等長的鞭毛。繁殖的方式有多種,都能行有性生殖,在生活史中,多有明顯的世代交替。常見而且作為食用的有海帶(Laminaria japonica)和裙帶菜(Undaria pinnalifida)。
紅藻門
(Rhodophyta) 除少數屬、種外,絕大多數產於海水中,行固著生活。植物體除個別屬、種外,都是多細胞的,通常為絲狀、片狀或樹枝狀。色素體多呈紅色或紫紅色,其中除含有葉綠素、胡蘿蔔素和葉黃素外,還含有大量的藻紅素和藻藍素。同化產物為近似澱粉的紅藻澱粉。紅藻在生活史中沒有具鞭毛的運動細胞。有性生殖均為卵式生殖。雌性生殖器官是與卵囊相似的果胞。果胞上具有叫做受精絲的毛狀體。受精後產生一種特殊的孢子,叫做果孢子。常見的有紫菜屬(Porphyra)和石花菜屬(Gelidium)。
裸藻門
(Euglenophyta) 裸藻又稱眼蟲或眼蟲藻,多生於富含動物性有機質的淡水中,營浮遊生活。大量繁殖時,常使水呈綠色、黃褐色或紅色。除柄裸藻屬(Colacium)外,全為頂端生有鞭毛,能運動而無細胞壁的單細胞種類。在裸藻中,除少數種類無色,行異養生活外,多含有與綠藻相似的光合色素,但貯藏物質主要是裸藻澱粉和少量的脂類。繁殖方式主要是細胞分裂,在不良的環境條件下,也能形成具有厚壁的孢囊,待環境條件好轉時,原生質體即破壁而出,形成新個體。裸藻屬(Euglena)基本門中常見的屬。
綠藻門
(Chlorophyta) 多生於淡水中,海產的種類較少,營浮遊、固著或附生生活,還有少數種類為寄生或共生。植物體有單細胞或群體的,也有多細胞的絲狀體或片狀體。色素體的形狀和數目也常隨種類而不同,所含的光合色素成分、含量以及同化產物均與高等植物相似。運動細胞多具有2條、4條或多條等長、頂生的鞭毛。有各種各樣的繁殖方式,有些種類在生活史中有世代交替現象。在綠藻中如植物體為單細胞的小球藻屬(Chlorella),群體的柵藻屬(Scenedesmus),多細胞成絲狀的水綿屬(Spirogyra)和剛毛藻屬(Cladophora)等都是淡水中常見的種類。
輪藻門
(Charophyta) 廣布於淡水或半鹹水中,均營固著生活。植物體都是由多細胞構成的,而且有類似根、莖、葉的分化,外形很象高等植物中的木賊和金魚藻。體外多被有大量鈣質,所以又有石草之稱。光合色素成分及貯藏物都與綠藻相同,但生殖器官的結構和生活史比較特殊。輪藻在生活史中,都不產生無性孢子,有性生殖均為卵式生殖。藏卵器外面有5個左旋的螺旋細胞包被著,頂端還具有由 5個或10個冠細胞構成的冠。藏精器的外面是有由8個(罕4個)盾細胞鑲嵌而成的外壁,裡面是由許多精子囊組成的精子囊絲體和一些不育的頭細胞組成的。實際上這種藏精器是由許多雄性生殖器官和不育細胞構成的聚合體,所以也把它叫做精囊球,它的藏卵器又叫做卵囊球。輪藻的營養體和生殖器官雖然結構很複雜,但在生活史中無世代交替,植物體都是單倍體,而且在受精卵萌發後,經過原絲體階段才能發育為成體。我國常見的有輪藻屬(Chara),麗藻屬(Nitella)和鳥巢藻屬(Tolypella)。(某些教材分類方案中將該門作為綠藻門內一個綱)。
藍藻門
(Cyanophyta)廣布在淡水和海水中、潮溼和乾旱的土壤和巖石上、樹幹和樹葉以及溫泉、冰雪,甚至在鹽滷池、巖石縫等處都可生存,有些還可穿入鈣質巖石或鈣質皮殼中(如穿鈣藻類)生活,具有極大的適應性。在熱帶、亞熱帶的中性或微鹼性生境中生長特別旺盛。有許多種類是普生性的,如陸生的地木耳(Nostoc commune),不僅存在於熱帶、亞熱帶和溫帶,在寒帶甚至南極洲亦有發現。