藻类百科

三、红藻门物种的繁殖和生活史

最近更新:2023-03-01

在红藻的繁殖过程和复杂的生活史中,没有游动细胞阶段。这是红藻门物 种的重要特征。

1. 无性繁殖

仅在红毛菜亚纲的某些单细胞藻中以细胞直接分裂的方式进行繁殖。多 数物种是由孢子体的营养细胞形成孢子囊母细胞,由它经过减数分裂,产生四 分孢子囊(tetrasporangium),其中有4个孢子,为单倍体(haploid)。它们在形 态上完全一样,但在本质上有性的差别。实验证明,2个孢子萌发成雄配子体; 另外2个孢子萌发成雌配子体。四分孢子囊分裂的方式有十字形(cruciate)、四 面锥形(tetrahedral)及带形(zonate)。此外有少数红藻的孢子体产生多室孢子 囊(polysporangium),这一类型是四分孢子囊的变态。个别物种的配子体上也 可以生成单孢子囊(monosporangium),每个孢子囊里产生1个孢子,为单孢子 (monospore),这类孢子可以说是单性生殖孢子的变相孢子。单孢子同样可以 繁殖成新的植物体。

2. 有性繁殖

红藻的有性繁殖方式都是卵式生殖,过程非常复杂,在藻类中是非常特殊 的,也是藻类植物高级进化的表现。

雄性繁殖器为精子囊(spermatangia),由它产生不动精子,如紫菜属的物 种,精子囊由普通营养细胞横、纵分裂而成数个精子。真红藻纲的物种,精子囊 母细胞有的由皮层细胞形成,有的由特殊的丝体形成。前者所产生的精子囊常 分布在藻体表面或集生成群,后者精子囊有的呈伞房形排列,有的集生成精子 囊群枝,丛生成葡萄状或其他形状。每一精子囊形成1~2个不动精子。精子 成熟时,囊壁破裂释放出精子。

雌性繁殖器为瓶形果胞,上面延长部分称受精丝。红毛菜纲果胞的受精丝 短,为原始形态;真红藻纲的果胞受精丝细长。受精丝延伸到藻体表面上,便于 接受精子。精子成熟后从精子囊中散出来,然后随水漂流,到达受精丝顶端开 始进行受精。最初精子被黏附在受精丝上,接触处融解,精子核经受精丝进入 果胞基部,与卵核合并形成合子。合子不离开母体,经过减数分裂或不经减数 分裂继续发展,形成果孢子体,一般称为囊果,其中产生许多果孢子。

红毛菜亚纲的藻类由于合子核经过减数分裂,因此所产生的果孢子为单倍 体。真红藻亚纲的海索面目合子核也进行减数分裂,但由果胞直接产生分枝丝 体,成为产孢丝(gonimoblast),由它形成果孢子囊,所产生的果孢子也是单倍 体。其他目的物种受精后,果胞会产生连接管(connecting-filament)与另外的辅 助细胞(auxilliary cell)联合,合子核经过连接管进入辅助细胞,再继续分裂,同时 辅助细胞形成产生分枝的产孢丝,由产孢丝的全部细胞或部分细胞形成果孢子 囊。由于合子核未经过减数分裂,因此所形成的果孢子为双倍体(图4-1)。

图4-1 果胞枝、辅助细胞及产孢丝(仿郑柏林等,1961)

A.海索面型 B.石化菜型 C.屠氏藻型 D.麒麟菜型 E.红皮藻型 F.仙菜型

a.辅助细胞;g.产孢丝;k.果胞;v.连接管;t.中丝

3. 生活史

红藻的生活史可归纳为两个类型,即无孢子体型和有孢子体型。如果果孢 子是经过减数分裂产生的,由它萌发后只能成为配子体,紫菜亚纲和真红藻亚 纲的海索面目,生活史属于无孢子体型;其他真红藻亚纲的果孢子形成时,没有 经过减数分裂,因此萌发后则生成了二倍体的孢子体,减数分裂一直延至四分 孢子囊的第一次分裂时才进行,因此,这类红藻的生活史,除了独立自养的配子 体和寄生在配子体上的果孢子体外,还有一个独立自养的孢子体阶段,这类生 活史属于有孢子体型。

红藻生活史的特点可用下列简单的图解(图4-2)表示。

图4-2 真红藻类生活史类型(引自G.M.Smith,1955)

A.单倍体的果孢子体与配子体交替的生活史类型

B.二倍体的果孢子体与配子体交替的生活史类型

C.二倍体孢子体、二倍体果孢子体与配子体组成的生活史类型