光語帶你認(rèn)識(shí)微藻
?????????????第一篇——什么是微藻
單位：上海光語生物科技有限公司
微信公眾號(hào)：Leadingtec
作者：俞建中（微信號(hào)：Scophy117）
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說在前面的話
真要說起來，就都是淚了。
老俞我身為微藻從業(yè)人員，上學(xué)時(shí)，身在科研一線，工作時(shí)，身在生產(chǎn)一線，接觸微藻十多年，面對(duì)這類生物和這個(gè)產(chǎn)業(yè)，依然是綿軟無力的感覺。
微藻太小了，肉眼看不清楚，便產(chǎn)生認(rèn)知的障礙。接觸到許多人，認(rèn)識(shí)這個(gè)物種類群的寥寥無幾，寥寥無幾中，對(duì)微藻的認(rèn)知，一半是赤潮是不好的，另一半是藍(lán)藻綠藻是保健品，對(duì)我個(gè)人的定義就是做保健品的，聽著就不像是什么好話。
業(yè)內(nèi)某大牛專家有次發(fā)問，造成這種情況的原因是什么？！
哎，問題還是出在我們自己身上！
痛定思痛啊，還是得從自身做起！
琢磨了許久，也跟業(yè)內(nèi)朋友反復(fù)交流，得出的共論是，先從讓公眾認(rèn)識(shí)微藻開始！如某哥們說，相親必須得先見面認(rèn)識(shí)下吧，不見面也得先電話微信認(rèn)識(shí)下吧？！
于是乎，我和光語公司的良平小哥在微信上聊了那么幾句，就愉快的決定利用光語公司這個(gè)平臺(tái)，慢慢的給不了解我們微藻的人了解微藻。
以前只做科研，沒做過科普，要用不“專業(yè)”的話語，讓不專業(yè)的人專業(yè)地了解我們微藻專業(yè)，對(duì)我們而言，小有挑戰(zhàn)。在此我們一請(qǐng)專業(yè)人士多多提供專業(yè)的素材，二請(qǐng)不專業(yè)的朋友多多支持我們這個(gè)不專業(yè)的工作，三請(qǐng)那些不管專業(yè)不專業(yè)的同仁志士以此為平臺(tái)多多參與不管專業(yè)不專業(yè)的交流。
有些特別的說明，會(huì)在這個(gè)工作的進(jìn)展中逐一提到，有些東西無法面面俱到，還先請(qǐng)諸位看官多多包涵。
安利大會(huì)的第一個(gè)程序，通常是喊口號(hào)：
既然選擇了遠(yuǎn)方,便只顧風(fēng)雨兼程?。。?/b>
傳說中的分割線以下才是正文！
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出于尊重知識(shí)、尊重科研，本系列所有文章所引用信息（含圖片）將列出主要文獻(xiàn)或出處，尤其圖片如未有特殊說明，均引自網(wǎng)絡(luò)。
本系列僅用于科普宣傳，如有單位和個(gè)人未經(jīng)許可，用于商業(yè)宣傳等它途，光語及老俞本人持追責(zé)權(quán)。
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本編主要參考書/文獻(xiàn)：
ALGAE–Anatomy, Biochemistry, and Biotechnology，2nd?ed., L. Barsanti &?P. Gualtieri.
本篇所引圖片主要引自：
下面才是真正的分割線
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第一編：什么是微藻？
（1）潘老師說，凡事概念要清晰！
- 我真的遇到過人認(rèn)為微藻是海帶那樣的東西磨成的粉！
先說什么是藻類，不嚴(yán)格的按照教科書上的定義來說，藻類這個(gè)詞不是個(gè)分類學(xué)的名稱，它是一類無根、莖、葉、花、果分化，能進(jìn)行光合作用的生物。顧名思義，微藻就是微型的藻類，多數(shù)為單細(xì)胞，或者是單細(xì)胞集合，個(gè)頭最小的甚至其細(xì)胞直徑只有0.2微米，目前能夠明確界定的微藻種類約有2萬多種，可能有數(shù)倍甚至數(shù)十倍于此的種類未被發(fā)現(xiàn)或命名。
因微藻個(gè)體微小，造成辨認(rèn)困難，而且物種數(shù)量巨大，即使在分子系統(tǒng)分類技術(shù)成熟的今天，分類領(lǐng)域的工作一直沒有得到統(tǒng)一的觀點(diǎn)，各有各的說法，也請(qǐng)專家們不要在此糾結(jié)，有這么個(gè)人就行，姓張姓李不是最重要。
本文“隨便”找了專業(yè)書作為參考，按書中介紹，在“界”這個(gè)級(jí)別，藻類就橫跨細(xì)菌界、植物界、藻物界和原生動(dòng)物界；細(xì)分到門一級(jí)別，涉及微藻的有10個(gè)大類：藍(lán)藻門、灰藻門、紅藻門、綠藻門、定鞭藻門、淡色藻總門（含硅藻綱）、隱藻門、絲足蟲類、粘孢子總門（含甲藻綱）、裸藻門，可謂門類眾多，內(nèi)容繁雜。
太專業(yè)的東西沒必要記，以下以挑了些各大門派里的典型種類進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，讓大家有個(gè)感性認(rèn)識(shí)。
話不多說，先圖后文。
分割線以下都是好東西（外行不要看英文）
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（AlgaeBase Image Reference: 20124）
（一）?圖1這個(gè)藻叫普通念珠藻，屬于藍(lán)藻門，我們平時(shí)見到的地木耳（地皮菜）就是這種藻類，外面包一層膠鞘，可以食用。另外可以吃的還有發(fā)菜和葛仙米，都是它的親兄弟。
（NIES-46）
（二）圖2就是大名鼎鼎的螺旋藻，屬于藍(lán)藻門，可以吃，風(fēng)行了30多年的保健品，著著實(shí)實(shí)是有實(shí)力有魅力的角色。（其實(shí)人家是節(jié)旋家的，屬于節(jié)旋藻屬（Arthrospira），開始被誤認(rèn)為螺旋家的（Spirulina），因?yàn)樘雒?，改不過名來了，好比明星們出道的時(shí)候弄了個(gè)別名藝名什么的，大家光記得別名藝名去了）
（AlgaeBase Image Reference: 11159）
（三）圖3也是個(gè)大名鼎鼎的藍(lán)藻，叫銅綠微囊藻，會(huì)產(chǎn)生微囊藻毒素，可導(dǎo)致肝臟、膽囊病變。內(nèi)陸湖泊產(chǎn)生的藍(lán)藻水化，多數(shù)有微囊家?guī)讉€(gè)兄弟貢獻(xiàn)主要力量。
（AlgaeBase Image Reference: 24488）
（四）圖4是灰藻門灰囊藻屬的一種，中文全名查不到，灰藻門已知的種類就十多種。從進(jìn)化上講，它也就比藍(lán)藻高那么一點(diǎn)點(diǎn)，藍(lán)藻、灰藻和紅藻都以藻膽蛋白為主要的光合作用色素，兼帶葉綠素，而更高等的藻類，就不含藻膽蛋白了；它們的最大區(qū)別在于，灰藻和紅藻有細(xì)胞核，為真核生物，藍(lán)藻沒細(xì)胞核結(jié)構(gòu)，屬原核生物。
（左上：NIES-1034, 右上：NIES-1035, 左下：CCAP 1380/10, 右下：CCAP 1380/06)
（五）圖5是幾種紫球藻，屬于紅藻門，我們經(jīng)常吃到的紫菜就是一種大型紅藻，另外石花菜屬、江籬、麒麟菜等都屬于紅藻，可用于提取瓊膠。紅藻門中，單細(xì)胞微藻比較少見，且有幾種還是生活在極端環(huán)境中（如生存在熱泉口），紫球藻是紅藻類中典型的單細(xì)胞種類。紅藻在進(jìn)化中，同灰藻門一樣，是比較接近藍(lán)藻的真核藻類，紅藻中有某些種類被認(rèn)為是第一個(gè)真核藻類，這點(diǎn)從紫球藻所含有的色素可見一斑，如圖5左上和左下兩種紫球藻，左圖藻種發(fā)藍(lán)綠色，藻體中含有藻藍(lán)蛋白，而右圖藻種近淡紅紫，藻體中含有藻紅蛋白。紫球藻分布區(qū)域比較廣，海洋淡水咸水湖均有，如左下圖藻種存在于海洋，而右下藻種是從土壤中分離得到的。有關(guān)紫球藻的其他內(nèi)容，以后我們會(huì)慢慢講到。
(左：NIES-642，右：AlgaeBase Image Reference: 5688）
（六）圖6就是傳說中的普通小球藻，我們平常吃的保健品小球藻就是它，一種典型的綠藻門單細(xì)胞藻。其主要光合作用色素是葉綠素a和葉綠素b（不再是藻膽蛋白了），含量可達(dá)到干重的3%以上，所以綠的非常明顯。這個(gè)藻不僅可以在陽光下，利用二氧化碳和各類營(yíng)養(yǎng)鹽進(jìn)行生長(zhǎng)（光養(yǎng)），還可以在無光的發(fā)酵罐中，像酵母和許多細(xì)菌那樣利用葡萄糖等有機(jī)碳源和各類營(yíng)養(yǎng)鹽進(jìn)行生長(zhǎng)（異養(yǎng)）。
（上：互動(dòng)百科:雨生紅球藻；左下：AlgaeBase Image Reference: 7429；右下：AlgaeBase Image Reference: 21151）
（七）圖7又是一種非常出名的單細(xì)胞綠藻——雨生紅球藻，屬團(tuán)藻目，如果嚴(yán)格按照它的拉丁文種名來翻譯，應(yīng)該叫血球藻，紅球藻或另有其藻。圖7上顯示了紅球藻從綠色到紅色的不同形態(tài)，是因?yàn)榧?xì)胞內(nèi)蝦青素含量逐步增加導(dǎo)致的。該藻在營(yíng)養(yǎng)和環(huán)境條件比較適宜繁殖的情況下，蝦青素含量很低，呈現(xiàn)綠色，或帶少量紅色，沒有細(xì)胞壁（圖7左下），能依靠鞭毛游動(dòng)，而在強(qiáng)光，高鹽等條件下，就會(huì)形成細(xì)胞壁，并在細(xì)胞內(nèi)不斷富集蝦青素（圖7右下）。這個(gè)藻已經(jīng)在國(guó)內(nèi)云南等地區(qū)大規(guī)模養(yǎng)殖，用于提取蝦青素。
（八）圖8系列展示的是鹽藻（Dunaliella），屬綠藻門、團(tuán)藻目。這里引用了兩位鹽藻研究大咖的圖。圖8-1引自以色列學(xué)者Ami Ben-?Amotz，顯示了鹽藻綠色游動(dòng)細(xì)胞和黃色孢子的形態(tài)，該藻有點(diǎn)類似雨生紅球藻，在不利條件下（尤其是高鹽脅迫，最高可耐受飽和鹽水）富集β-胡蘿卜素，研究顯示的含量最高可達(dá)14-16%，同時(shí)細(xì)胞中甘油的含量大幅度提高。鹽藻的種類較多，如圖8-2引自澳大利亞學(xué)者M(jìn)ichael A. Borowitzka的著作，展示了多種鹽藻的形態(tài)特征。自然環(huán)境中，鹽藻分布在鹽湖中，通常跟一些噬鹽古細(xì)菌一起生存，湖水顏色呈粉紅。
鹽藻是國(guó)內(nèi)最近2-3年比較紅火的藻類品種，但目前主要的產(chǎn)地是澳大利亞，利用天然的鹽湖（如Hutt Lagoon）進(jìn)行養(yǎng)殖，并采收用以提取天然β-胡蘿卜素，另外以色列和我國(guó)內(nèi)蒙等地也建有鹽藻養(yǎng)殖場(chǎng)。
（九）圖9和圖10是兩種等鞭金藻。我們做水產(chǎn)的朋友常說的金藻多數(shù)指這兩個(gè)藻。
我們常說的金藻門，現(xiàn)今歸為定鞭藻門（綱）。被稱為金藻的原因，應(yīng)該是該藻類通常顯示為金黃色。如球等鞭金藻除了含有葉綠素外，還有以巖藻黃素為主的顯色為黃、棕、褐等顏色的色素，在不同的生長(zhǎng)階段可顯示深淺不等的黃棕色。就圖中所述的兩種等鞭金藻，因易于培養(yǎng)、無細(xì)胞壁、含有DHA等特征，通常被用于水產(chǎn)動(dòng)物育苗。
（by Markus Geisen & Jeremy Young）
（十）定鞭藻類中，值得一提的有一類微藻，其細(xì)胞在一定的時(shí)期，表面會(huì)形成碳酸鈣質(zhì)的鱗片狀物質(zhì)，如倒扣的碟子狀（如圖10），這個(gè)結(jié)構(gòu)成為“顆石”，這類藻被稱之為顆石藻類(Coccoliths)。當(dāng)細(xì)胞死亡后，表面的“碟子”就會(huì)分散脫落，它是構(gòu)成海底鈣質(zhì)軟泥的主要成分。另有研究認(rèn)為，石灰質(zhì)的白堊就是由顆石藻和有孔蟲等微小生物的尸體沉積而成（如英國(guó)多佛白崖）。圖11所示的藻稱為赫氏顆石藻（Emiliania huxleyi），是一種典型的顆石藻，廣泛分布與世界各個(gè)海區(qū)（除極地區(qū)域），這種藻最大的特點(diǎn)就是上文提到的碳酸鈣（方解石）外殼，形成這個(gè)外殼的過程，相當(dāng)于永久性的固定大氣中的二氧化碳，另外赫氏顆石藻在自然海域中會(huì)成為優(yōu)勢(shì)種，形成獨(dú)特的白色藻華，這種藻華被稱為白水現(xiàn)象（white water，http://www.soes.soton.ac.uk/staff/tt/eh/）。
（NIES-2363）
(AlgaeBase Image Reference: 17394
（十一）硅藻是數(shù)量很龐大的一個(gè)門類，因這類藻的表面有硅質(zhì)的外殼而得名，而且在硅藻死亡后，硅質(zhì)外殼會(huì)繼續(xù)保留，如我們建筑裝修中用到的硅藻泥，就是死亡的硅藻細(xì)胞外殼。
根據(jù)形態(tài)特征，硅藻可以分為兩個(gè)大類。一類叫中心硅藻，特征用學(xué)術(shù)的語言描述：某一面圓形，輻射對(duì)稱，殼面上的花紋自中央一點(diǎn)向四周呈輻射狀排列，如圖12梅尼小環(huán)藻（電鏡照片）；另一類叫羽紋硅藻，特征是長(zhǎng)形或舟形，花紋排列成兩側(cè)對(duì)稱，表面有線紋、肋紋，如圖13 尖頭舟型藻（電鏡照片）。
正因?yàn)楣栀|(zhì)的外殼，使得硅藻細(xì)胞可以較為簡(jiǎn)單的利用電子顯微鏡拍照，同時(shí)，多數(shù)硅藻具有漂亮的形狀和花紋，使得較多的學(xué)者去進(jìn)行拍攝工作，后期會(huì)展示一些漂亮的硅藻圖片。
（十二）圖14和15是隱藻門兩個(gè)代表性的屬種：隱藻（屬）和藍(lán)隱藻（屬）。隱藻屬多顯不同深度的黃色，而藍(lán)隱藻為藍(lán)綠色，為胞內(nèi)色素物質(zhì)不同導(dǎo)致（藻紅蛋白或藻藍(lán)蛋白等）。隱藻具有異養(yǎng)生長(zhǎng)的能力，在自然界中尤其容易在有機(jī)物和氮磷含量高的池塘中形成藻華，通常認(rèn)為該藻是濾食性魚類的良好餌料。
（by Michele Bahr & David Patterson）
（十三）看到絲足蟲類的時(shí)候，我想一定是科學(xué)家們不知道怎么對(duì)付它們，才把它們攏到一個(gè)大類里，包括了各種各樣的阿米巴蟲（變形蟲）和鞭毛蟲類，如圖16所示，其特征是通常擁有絲狀的假足，同時(shí)細(xì)胞內(nèi)有能進(jìn)行光合作用的色素（體）。絲足蟲的種類應(yīng)該非常多，曾經(jīng)在一個(gè)網(wǎng)站中，看到有研究者拍攝了大量的絲足蟲類照片，淡海水甚至土壤中都有。許多種類目前可能尚未被命名，至少很多種類現(xiàn)在還沒有中文名字（如圖17）。
(AlgaeBase Image Reference: 22537）
( AlgaeBase Image Reference: 10643）
( AlgaeBase Image Reference: 5729）
（十四）大部分的甲藻，有個(gè)比較厚的外殼，如同穿著盔甲，這是甲藻名字的由來，與硅藻和顆石藻不同的是，甲藻的外殼是纖維素構(gòu)成，而非硅質(zhì)或鈣質(zhì)。如圖18是一種裸甲藻，外殼像多個(gè)“甲片”拼接到一起，“甲片”結(jié)合處成一條溝。而圖19是一種原甲藻，“甲片”拼接的結(jié)構(gòu)就不明顯了。圖20是大名鼎鼎的夜光藻（夜光蟲），當(dāng)它們?cè)诤Ｋ羞_(dá)到一定密度時(shí)，夜間海水波動(dòng)就能看到閃爍的光亮，因而被稱為夜光蟲。
甲藻一直名聲不好，因?yàn)樗?jīng)常是海洋赤潮的優(yōu)勢(shì)種，而且許多種甲藻還帶有毒性，這些毒素能夠毒死海中的魚類，并有可能通過食物鏈傳遞并富集下去。
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（NIES-0048）
（十五）裸藻沒有細(xì)胞壁，帶有眼點(diǎn)（能感受光），有鞭毛，同時(shí)具有植物屬性（能光合作用）和動(dòng)物屬性（能游動(dòng)）。裸藻有直接利用有機(jī)物的異養(yǎng)屬性，類似隱藻，容易在有機(jī)質(zhì)比較豐富的池塘形成水華，不同的是，因?yàn)槁阍逵懈泄獾奶匦?，一日之?nèi)隨著光強(qiáng)弱的變化，藻群體會(huì)選擇性的上浮和下沉，導(dǎo)致塘面顏色多變。
如圖21所示，名為纖細(xì)裸藻，又名小眼蟲（綠眼蟲），細(xì)胞內(nèi)含有副淀粉（β-1,3葡聚糖），是裸藻的儲(chǔ)能物質(zhì)，同時(shí)含有不飽和脂肪酸，維生素E等物質(zhì)，已經(jīng)被開發(fā)為保健品，市場(chǎng)上所謂的裸藻，就是指的這個(gè)種，最近幾年市場(chǎng)尤其火爆。因?yàn)楦钡矸劬哂性鰪?qiáng)人體免疫力的功能，撇開那些過度宣傳，也不失為一種值得開發(fā)的經(jīng)濟(jì)微藻。
分割線出場(chǎng)！
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以上是一些比較典型的微藻種類簡(jiǎn)介，當(dāng)然簡(jiǎn)單幾個(gè)圖片和小段的問題，無法概括微藻各個(gè)種類全面的特征，后續(xù)會(huì)對(duì)某些研究或應(yīng)用較為深入的種類，作較為詳細(xì)的介紹。
微藻不僅生活在水中，空氣、土壤、某些生物的體表甚至體內(nèi)都有微藻的存在。就人類的生活環(huán)境而言，微藻幾乎無處不在，而且對(duì)人類的影響非常重大。如在自來水龍頭下接一滴水，在顯微鏡下就很有可能觀察到微藻；如地球上的氧氣，大部分來自微藻的光合作用；如人類攝入的某些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，最初來源于微藻的生物合成。
你或許看不見微藻，但微藻天天影響著你！
又一個(gè)分割線
寫在后面的話
這個(gè)系列，會(huì)向大家介紹一些常見的或比較有意思的微藻種類，包括生物學(xué)特征、自然現(xiàn)象、生產(chǎn)應(yīng)用等，后期如果有機(jī)會(huì)，希望能向大家介紹下國(guó)內(nèi)外企業(yè)和相關(guān)從業(yè)人員。當(dāng)然也希望這過程中有更多的朋友參與進(jìn)來。微藻產(chǎn)業(yè)中，這幾年大部分的企業(yè)日子都不好過，表面的光鮮掩蓋不住背后的艱辛，例如老俞我，開盤寫這第一篇的時(shí)候，還有個(gè)工作，現(xiàn)在收盤打這幾個(gè)字的時(shí)候，已經(jīng)失業(yè)了（當(dāng)然大家也不用替老俞擔(dān)心，哥我會(huì)的東西多，走哪里都有飯吃）。所以，謹(jǐn)希望，看到此文的讀者，多關(guān)注我們微藻和微藻行業(yè)，了解并理解我們的微藻、微藻企業(yè)和微藻從業(yè)人員！
完稿于2016年12月6日
俞建中博士系列藻類科普文章鏈接：
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