藍藻是最簡單、也是最原始的綠色自養植物類群。植物體或單細胞、或多細胞絲狀群體。藍藻細胞中的原生質體不分化成細胞質和細胞核，而分化成周質( periplasm)和中央質(centroplasm)，故只有原始的核，而沒有真正的核（缺乏核膜），是原核生物( procaryote)。周質中沒有載色體（chromatophore），但有光合片層( photosynthetic lamella)，含有葉綠素a和藻監素(phycocyanobilin)，故植物體常呈藍綠色，有的還有藻紅素( phycoerythrin)而呈其他色澤。中央質具染色質。藍藻澱粉（cyanophycean starch）為儲藏物質。 藍藻門植物的繁殖方式主要有營養繁殖和尤性繁殖，無有性生殖。營養繁殖是通過細胞的隨接分裂，故藍藻又稱裂殖藻( schizophyta)。群體和絲狀體的種類常形成藻殖段( hormogonium)發育為新個體。藻殖段是從絲狀體中某些細胞死亡處、或從異形胞處、或從2個細胞之間分泌膠質形成的隔離盤處產生，也可機械地斷為許多小段。無性生殖多數產生厚壁孢子，是藻體內的營養細胞體積增大，細胞壁加厚，積累營養物質而成的。厚壁孢子可長期休眠，渡過不良條件，待環境適宜時再萌發形成新個體。
基本介紹
- 中文學名：藍藻門
- 拉丁學名：Cyanophyta
- 界：植物界
- 門：藍藻門
- 分布區域：主要分布在含有機質較多的淡水中
- 形態：藻體為單細胞或群體
形態特徵,結構,生長環境,分布範圍,品種分類,繁殖形式,主要價值,有害藍藻及其控制,打撈,絮凝除藻,生物控藻,
形態特徵
植物體為單細胞、群體或絲狀體，細胞內原生質體不分化為細胞質和細胞核，而分化成中心質(centroplasm)和周質(periplasm)兩部分。中心質相當於細胞核的位置，無核膜和核仁，但含有染色質，具有核的功能，故稱原始核（原核）。藍藻和細菌細胞構造相同，都沒有真核，兩者均屬原核生物(Prokaryote)。周質位於中央質的四周，藍藻細胞沒有分化出載色體等細胞器。周質中有光合片層，含葉綠素a、藻藍蛋白（phycocyanin）、藻紅蛋白（phycoerythrin）及一些黃色色素，是光合作用的場所。藍藻細胞壁的主要成分是粘肽（peptidoglycan），在細胞壁的外面有由果膠酸（pectic acid）和粘多糖（mucopolysaccharide）構成的膠質鞘（gelatinous sheath）包圍。有的群體為公共的膠質鞘所包被。貯藏物質為藍藻澱粉（cyanophycean starch）。
結構
藍藻細胞壁主要由兩層組成，內層為肽聚糖層，外層為脂蛋白層，兩層之間為周質空間，含有脂多糖和降解酶，胞壁外往往包有多糖構成的粘質膠鞘或膠被。胞壁內有原生質膜，膜內原生質較稠，可分為兩個主要區域，即周圍的有光合色素的色質區和中央的無色的中心質區。中心質區有 DNA微絲，但無鹼性蛋白（組蛋白）。核糖體在整個細胞中均有分布，但在中央區周圍較為密集。原生質中常具有大小不等的強反光顆粒，如多磷酸體，多面體（羧化酶體），藍藻體（天門冬氨酸和精氨酸聚合體的結晶，又稱結構顆粒），多聚糖體（又稱藍藻澱粉或糖原）等。浮游藍藻往往有偽空胞（又稱氣泡），為兩端呈錐形的具單層蛋白質膜的空管成束排列所組成，有遮強光和漂浮的功能。藍藻的光合色素是葉綠素a，藻膽素（藻藍素、別藻藍素、藻紅素和藻紅藍素），及多種類胡蘿蔔素。它能採收光能，以水作為電子來源進行光合作用，固定CO2，放出氧氣。它和其他植物一樣，進行自養生活。
生長環境
藻體是單細胞的或群體，絲狀體；不具鞭毛，不產遊動細胞一部分絲狀種類能伸縮或左右擺動。細胞壁缺乏纖維素，由黏肽（含8種胺基酸和二氨基庚二酸以及氨基葡萄糖等）組成，壁外常形成黏性膠質鞘。無真正的細胞核，核的組成物質染色質集中在細胞中央，無核膜和核仁，細胞內除含葉綠素和類胡蘿蔔素外，尚含有藻藍素，部分種類還含有藻紅素。色素不包在質體內，而是分散在細胞質的邊緣部分。藻體因所含色素的種類和多寡不同而呈現不同的顏色。儲藏食物為藍藻澱粉。繁殖方法主要是分裂生殖，少數為無性生殖，無性生殖包括外孢生殖，內孢生殖，後壁生殖，沒有有性生殖。主要分布在含有機質較多的淡水中，部分生活在濕土、岩石、樹幹上和海洋中，有的同真菌共生形成地衣，或生活在植物體內形成內生植物。少數種類能生活在85 ℃以上的溫泉內或終年積雪的極地。本門的項圈藻屬，念珠藻屬和筒孢藻屬等的若干種有固氮作用，能增強土壤肥力；葛仙米，髮菜，海雹菜等可供食用，微胞藻屬，項圈藻屬等在夏季生長過多時，能降低水中含氧量，或死後分解產生毒質，能使魚類致病或死亡。
分布範圍
藍藻分布很廣，在淡水和海水中、潮濕和乾旱的土壤和岩石上、樹幹和樹葉以及溫泉、冰雪，甚至在鹽滷池、岩石縫等處都可生存，有些還可穿入鈣質岩石或鈣質皮殼中（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環境中生長特別旺盛。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。藍藻的抗逆性很強，能耐乾旱，有些乾燥標本存貯65～106年還可保持活力。中國的固氮魚腥藻(Anabaena azotica)乾燥保存19年後再重新培育時還能生長和固氮。有些藍藻能在76℃溫泉中生長繁殖，有的在54℃條件下還能生長固氮（如鞭枝藻Mastigocladus laminosum)；有的可抗-35℃的低溫（如地木耳）；有一些在過飽和鹽水中也可生長。因此，藍藻常是先鋒植物。
品種分類
1971年法國斯塔尼爾等基於藍藻在原核、細胞壁組成，脂肪酸和DNA鹼基組成等特性上與細菌相近似，提出藍藻應命名為藍細菌。已逐漸為微生物學家、生理生化學家等所採用。但是，藍藻具有能以水作為電子來源進行光合作用放氧，低的內源呼吸率，有限的利用有機物作為能源和碳源的能力等屬於植物界的主要屬性，為原有的“細菌”屬性所不包容。藍藻基本上按英國藻類學家F.E.弗里奇的分類系統，分為色球藻目(Chroococcales)、寬球藻目(Pleurocapsales)、管胞藻目(Chamaesiphonales)、念珠藻目(Nostocales)和真枝藻目(Stigonemales)等5個目。
常見的藍藻有單細胞或群體的，如色球藻屬(Chroococcus)，常生於溫室的花盆上或潮濕的岩石和樹幹上；微囊藻屬(Microcystis)，為浮游性群體，夏季大量繁殖形成“水華”，危害水生植物；絲狀體的有顫藻屬、念珠藻屬及魚腥藻屬等（圖6-1）。
色球藻屬(Chroococcus)植物體為單細胞或群體。單細胞時，細胞為球形，外被固體膠質鞘。群體是由兩代或多代的子細胞在一起形成的。每個細胞都有個體膠質鞘，同時還有群體膠質鞘包圍著。細胞呈半球形，或四分體型。
顫藻屬 (Oscillatoria) 植物體是由一列細胞組成的絲狀體，不分枝，常叢生或形成團塊，膠質鞘無或不明顯。絲體能前後伸縮或左右擺動，因而得名。絲體中常被中空雙凹形的死細胞所隔開，也產生膠化膨大、雙凹形的隔離盤，兩個死細胞或隔離盤之間的這一段稱為藻殖段，並以藻殖段進行繁殖。多生於有機質豐富的濕地或淺水中。
魚腥藻屬(Anabeana) 與念珠藻屬很相近。絲狀體單一或成團，細胞圓形，厚壁孢子圓筒形，無公共膠質鞘。滿江紅魚腥藻(A. azollae Strasb.)，為一種著名的固氮藍藻，它和一水生蕨類植物滿江紅（又叫紅萍或綠萍）共生在一起（葉中），為水稻田的速生綠肥植物。
繁殖形式
細胞以直接分裂增殖。分裂時，細胞中部的膜和內胞壁向內增生，將細胞一隔為二。細胞分裂方式，大體可分為3類：①三向分裂，成單細胞群體，如微囊藻屬，或立方形群體，如立方形藻。②兩向分裂，成平板狀群體如平列藻屬，或假薄膜組織狀，如石囊藻屬。③單向分裂，成單細胞個體，或成絲狀的藍藻，如念珠藻目的種類。絲狀藍藻往往斷裂成短的細胞列(5～15個細胞)，稱為段殖體（或稱連鎖體、藻殖段），有較大的滑動能力，可以繼續分裂而成新的絲狀體。某些種類則由於藻絲體中個別細胞溶解和脫水成為分離盤，藻絲在此處斷裂而形成段殖體。
藍藻除細胞分裂增殖外，也進行無性生殖，形成內生孢子，又稱小孢，如皮果藻屬；有些形成外生孢子，如管孢藻屬，有些絲狀藍藻則形成厚壁孢子，或稱孢子，如念珠藻目。厚壁孢子有各種形狀和產生的部位，為分類的重要標準之一，它一般比營養細胞大，細胞壁厚，孢子內貯存大量的藍藻體、多肽和糖原，內含物豐富，有較強的抵抗外界不良環境的能力。
主要價值
藍藻中有160多種(大多數為念珠藻目的種類)能固定大氣中的分子態氮成為結合態氮，合成蛋白質。據估計：在熱帶水稻田中可固氮 1～70千克氮/公頃·年，在自然界氮素平衡中起了重要作用，可以作為水稻田肥源，改良土壤結構，提高土壤保肥保水能力。中國已篩選出自己固氮藍藻藻種，首先在湖北省數萬畝的大面積晚稻田中放養試驗成功，提高水稻的產量達10～15%。
藍藻含有較高的蛋白質（一般為20～25%），較完備的胺基酸和多種維生素，因此，可以作為食物，如中國傳統食品髮菜(產中國北部和西北部半乾旱地區)、葛仙米（產華中南山區稻田濕地）、地耳（普生）等。螺旋藻等含蛋白質高可達70%，為非洲查德、拉丁美洲墨西哥的傳統食品，已人工培養，作為商品。螺旋魚腥藻在中國陝西利用作為魚種的餌料。有些魚類，如羅非魚以藍藻為食料。
在水環境保護中，利用藍藻吸收工業廢水中氮、磷和其他化合物，降低含量，起到一定的淨化作用。
有害藍藻及其控制
有害藍藻的控制包括機械的、化學的和生物的技術，各有利弊，需因地制宜地選用：
打撈
在夏季高溫季節，可將水面或港灣中大量堆積的水華通過人工或機械的方式打撈出來，進行處置上。現在市場上有各種各樣的打撈船，集打撈、脫水、儲運於一體。如何對打撈的藍藻進行資源化也是一大難題。
絮凝除藻
可通過黏土絮凝來控制有害藻華。近年通過對黏土表面進行改性的方法，製備出了高效的改性黏土，使對有害藻華的控制效率得到了大幅提升。粘土將藍藻沉澱下去後，也有引發二次污染的風險，在飲用水源地附屬檔案的使用需格外謹慎。
生物控藻
可以通過放養濾食性（filter-feeding）魚類——鰱、鱅來控制藍藻水華，也稱之為非經典生物操縱技術（non-traditional biomanipulation）。每個水體都需尋找一個合適的能有效控制藻類水華的鰱、鱅生物量的臨界閥值，鰱、鱅對藻類的攝食利用率與藻類的種類組成和生理狀況、其他可利用食物(如浮遊動物)的相對豐度、水溫等有密切關係，而藻類的增殖速率與光照、水溫及水體的營養水平等有密切關係。
