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施之新主编的《中国淡水藻志（第16卷）·硅藻门：桥弯藻科》系统、全面地记述了我国桥弯藻科11属180种33变种，对每个分类单位均以我国的标本作出了科学的描述，并附有精美、正确的特征图（或照片），对某些分类单位的分类问题进行了讨论和解释。同时，结合国内外对桥弯藻科植物研究的成果，对它们的细胞结构、形态特征、生殖过程、生态习性及系统发育过程也作了较详实的论述。

内容简介

本书系统、全面地记述了我国桥弯藻科11属180种33变种，对每个分类单位均以我国的标本作出了科学的描述，并附有精美、正确的特征图（或照片），对某些分类单位的分类问题进行了讨论和解释。同时，结合国内外对桥弯藻科植物研究的成果，对它们的细胞结构、形态特征、生殖过程、生态习性及系统发育过程也作了较详实的论述。
本书可供生物学、植物学、藻类学、水产科学、环境科学、地质学和地理学等领域的科研人员及高等院校有关专业的师生参考。

作者简介

施之新

目　　录

序
中国孢子植物志总序
《中国淡水藻志》序
前言
绪论
一、桥弯藻科植物的细胞结构和形态特征
二、桥弯藻科植物的生态习性及生活方式
三、桥弯藻科植物的生殖
四、桥弯藻科植物的研究的概况
五、桥弯藻科植物的系统发育
桥弯藻科 CYMBELLACEAE
双眉藻属 Amphora Ehrenberg
拟桥弯藻属 Cymbellopsis Krammer
舟形桥弯藻属 Navicymbula(Krammer)Krammer

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在线试读部分章节

绪论
一、桥弯藻科植物的细胞结构和形态特征
桥弯藻科植物均为单细胞，它们的细胞壁与其他硅藻一样，含果胶质和大量的硅质，且由上、下两个半壳合成。细胞内具一个细胞核和色素体。色素体呈“H”形，具一个蛋白核。细胞核和色素体的位置，在不同的属中有所不同，主要有两种方式：第一种是色素体位于细胞背侧，细胞核位于腹侧，如Cymbella；第二种正好相反，色素体位于细胞腹侧，而细胞核位于背侧，如Encyonema。同化产物主要是脂类，以油滴的方式存在于细胞内。
桥弯藻科植物的形态或多或少地呈新月形，具背腹之分。它按对称面的不同可分三种不同的体型：①壳面观上下对称，但纵轴呈弯曲形，因而其左右呈不对称状；在横切面观上呈梯形，其贯壳轴呈直线，而其背面和腹面呈高低不对称状，但上下对称，这是桥弯藻科中多数属种的体型。②壳面观上下对称，但纵轴也呈弯曲形，因而其左右也呈不对称状；在横切面观上，其贯壳轴呈弯曲形，所以背面和腹面也明显地不对称，但上下对称，横切面呈弯肠形，如Amphora中有些种类的体型。③壳面观上下、左右均不对称，Krammer(2003 )认为它们的贯壳轴也呈弯曲状，但无图照证明，这仅为Afrocymbella和Gomphocymbellopsis中的体型(图1)。
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绪论
 一、桥弯藻科植物的细胞结构和形态特征
 桥弯藻科植物均为单细胞，它们的细胞壁与其他硅藻一样，含果胶质和大量的硅质，且由上、下两个半壳合成。细胞内具一个细胞核和色素体。色素体呈“H”形，具一个蛋白核。细胞核和色素体的位置，在不同的属中有所不同，主要有两种方式：第一种是色素体位于细胞背侧，细胞核位于腹侧，如Cymbella；第二种正好相反，色素体位于细胞腹侧，而细胞核位于背侧，如Encyonema。同化产物主要是脂类，以油滴的方式存在于细胞内。
 桥弯藻科植物的形态或多或少地呈新月形，具背腹之分。它按对称面的不同可分三种不同的体型：①壳面观上下对称，但纵轴呈弯曲形，因而其左右呈不对称状；在横切面观上呈梯形，其贯壳轴呈直线，而其背面和腹面呈高低不对称状，但上下对称，这是桥弯藻科中多数属种的体型。②壳面观上下对称，但纵轴也呈弯曲形，因而其左右也呈不对称状；在横切面观上，其贯壳轴呈弯曲形，所以背面和腹面也明显地不对称，但上下对称，横切面呈弯肠形，如Amphora中有些种类的体型。③壳面观上下、左右均不对称，Krammer(2003 )认为它们的贯壳轴也呈弯曲状，但无图照证明，这仅为Afrocymbella和Gomphocymbellopsis中的体型(图1)。
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 图1 桥弯藻科的体形类型
 1―3. 第一种体形类型，以Cymbella为例：其中1. 壳面观，其纵轴(A)呈弯曲状，呈明显的背腹不对称状；2. 呈梯形的横
 切面观(切顶面观)，其贯壳轴(P)呈直线，但两侧呈高低不对称状；3. 带面观，呈对称状。4―6. 第二种体形类型，仅Amphora
 中有些种类为此体形：其中4. 壳面观，其纵轴(A)也呈弯曲状，也呈明显的背腹不对称状；5. 横切面观(切顶面观)，其贯
 壳轴(P)呈弯曲状，背腹两侧呈明显的不对称状，但横轴(T)呈直线，上下呈对称状，横切面呈弯肠形；6. 带面观，呈对称
 状。7. 第三种体形类型，以Gomphocymbellopsis为例：壳面观上下、左右均不对称。图中A 为纵轴(即长轴或顶轴，apical 
 axis)，P 为贯壳轴(pervalvar axis)，T 为横轴(即切顶轴或短轴，transapical axis)。(引自Müller，1895, 有修改)
 桥弯藻科植物的硅质细胞壁的形态与结构是它们主要的分类特征，除了具有双壳缝目硅藻的共同特征外，本科植物壳壁的形态结构有其特殊性，具体描述如下。
 (一)线纹
 线纹(striae，striation )是硅藻壳面最主要的纹饰，在桥弯藻科中也不例外。近几十年来，由于电子显微技术的日益臻善尽美，对桥弯藻科的线纹特征进行了较深入的研究，对其形态结构有了较深入的了解。以下就扫描电子显微镜(SEM)的观察资料，对线纹的形态结构进行较全面的阐述。
 1. 线纹的剖面结构
 从壳面剖面观察，桥弯藻科的线纹结构较为复杂。就目前所掌握的资料来划分，它可分为三种类型：第一种类型最为复杂；第二种类型次之；第三种类型最为简单(图2)。
 
 图2 桥弯藻科常见的三种线纹剖面图
 A―C. 第一种线纹类型：其中A. 立体图；B. 纵切面；C. 横切面；D. 第二种线纹类型；E. 第三种线纹类型。
 图中1. 长室孔；2. 窝孔；3. 窝孔壁；4. 表面孔(孔口)；5. 孔唇；6. 筛膜；7. 桥桩；8. 桥架；10. 横肋；11. 内肋；
 12. 间肋。(引自Krammer，1986)
 这三种类型的形态结构大致相似，只是复杂程度不同，但不管哪种类型都具有长室孔(alveoli )、窝孔(areolae )、表面孔(foramina )这三个基本结构。长室孔位于壳面的内表面，是由两个横肋相隔而形成的一个凹形沟槽，它们可以由桥架(bridge *)或桥桩(stump *)分隔开；窝孔位于长室孔的下面，由窝孔壁(areola-wall *)、横(端)肋(transcosta *)和间肋(intercosta *)相隔，形似一个“窝”，故取名为“窝孔”(或网孔)；表面孔(孔口)位于壳面的外表面，表面形态简单而多样(下面具体述之)。孔口的表面，有一层膜(velum )或筛膜(sieve-membrane *)(图3)，但是在处理过的硅藻中是难以见到的。其孔口的内表面有孔唇(foramen-lip *)状结构。
 * 凡有星号“*”的英文名均是由德文转化而来，妥否可以讨论。这些德文原名依次分别为：B.lkchen、Ballkenstumpt、Areolenwand、Transapikalrippen、Interkostalrippen 、Siebmembranen 、Foramenlippen 。中名是根据它们的形态而取的，妥否也是可以讨论的。
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 图3 线纹的组成及在外壳面的形态
 图中除14 为双列型线纹外，其他的均为单列型线纹。1. “X”形；2. 不规则形；3. 小方块形；4. 纵长椭圆形；5. 点形；
 6. 横短线形；7. 波形；8. 水滴形；9. 花形；10. 肋纹与线纹交替排列，线纹的表面孔在肋纹下面，呈圆形或椭圆形；11. 横
 长纹；12. 圆形；13. 线纹表面孔排列不连续；14. 双列型线纹；15. 表面孔的筛膜(sm 所示)；16. 纵短线纹或纵裂缝形。
 比例尺：15=1μm，其余的=2μm。(引自Krammer，1986，1997，2002，2003)
 2. 线纹的组成形式
 桥弯藻科的线纹是由点孔呈线状排列而成的，其排列形式有两种：①单列型，线纹由单列点孔组成，该科中的绝大多数种类为单列型线纹。②双列型，线纹由双列点孔组成，该科中只有极少数种类为双列型线纹(图3)。
 3. 线纹在外壳面的形态
 (1)膜(velum )或筛膜(sieve-membrane )结构，它是在孔口表面的一层膜状结构，但是多数硅藻经过处理后是难以观察到的(图2 和图3)。
 
 (2)表面孔，它是线纹在外壳面的开口状结构，形态较为简单，主要是以它开口处的具体形状来决定，但非常多样，主要有下列几种形态：“X”形、不规则形、小块形、纵短线形或纵裂缝形、点形、横线形、波形、水滴形、纵长椭圆形，圆形、花形、横长纹等，还有两种形态在一起呈混合型。此外，在Amphora 属中，有些种类，在外壳面其
 肋纹与线纹交替排列，线纹的表面孔在肋纹下面(图3)。
 4. 线纹在内壳面的形态
 从线纹的剖面可知，它在壳面内侧(包括内壳面)结构很复杂，其基本结构是由长室孔形成的长凹槽。长室孔有的可被桥架或桥桩分隔，有的不被分隔而形似肋纹，加上窝孔和其他结构而组合成复杂而多种多样的形态，这些形态可随着放大倍数的不同和观察角度的不同而不同。它们的形态主要有以下几种：横方形(或横长方形)、纵长方形或矩圆形、圆形或椭圆形、纵裂缝形、串珠形、横肋形、圆形但具纽扣状盖等(图4)。
 
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 图4 线纹在内壳面的形态
 1. 横方形或横长方形；2. 纵矩圆形；3. 圆形或椭圆形；4. 纵裂缝形；5. 串珠形；6. 横肋形；7. 圆形具纽扣状盖。
 比例尺：3=2μm，其余的=1μm。(引自Krammer，1997，2002，2003)
 (二)孤点
 在有的桥弯藻科植物的中央区，具1 至多个孤点(stigma，isolated punctum )。在不同的属中，孤点的位置也不同，为分属的一个特征。从孤点的形态和位置来判断，可以看出它们与组成线纹的点孔很相似，这在较原始的孤点中反映得尤其明显。因此，孤点很可能是由线纹末端的点孔分化而来的。在桥弯藻科中，孤点在外壳面和内壳面的形态是不同的，以下分别述之。
 (1)孤点在外壳面最常见的形态为圆形或椭圆形，另外，还有少见的横线形和横波形(图5)。
 (2)孤点在内壳面最常见的形态为不规则的沟槽形，其周边具许多不规则的齿状凸
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 起，此外，还有六角花形和线缝形(包括长线形、短线形和裂缝形)。从孤点在内壳面的形态来判断，线缝形的孤点明显地与线纹的点孔形态较为相似，而且联系密切，是线纹的延长部分，因此，这可能是较早期分化的孤点；而沟槽形的孤点，虽然有的与线纹有一定的联系(有的已相互分开而没有联系了)，但形态非常不同于线纹，因此，沟槽形的孤点其分化程度高(图5)。
 在有些属中，没有典型的孤点，但在外壳面具似孤点的特征，而在内壳面无特化的孤点结构，这被称为伪孤点(pseudostigmoid)(图5)。
 
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 图5 孤点形态图
 1―4. 为孤点在外壳面的形态：其中1. 圆形或椭圆形；2. 横线形；3. 横波形；4. 外壳面具孤点形态的伪孤点；5―8. 孤点在内壳面的形态：5. 图4 的内壳面(无孤点的结构)；6. 不规测沟槽形(周边具不规则的齿状凸起)；7. 六角花形；8. 线缝形。“↓”示孤点。比例尺：3=2μm，7=3μm，其余的=1μm。(引自Krammer，2002，2003)
 (三)顶孔区
 在桥弯藻科植物中，有些属在细胞两端具明显的顶孔区(apical pore field，APF)。顶孔区可以分泌胶质而形成胶柄或胶质管，以适应它们的附着生活。在扫描电子显微镜下观察其形态与结构，可以看到顶孔区的纹饰与线纹很相似，有的几乎一样(但在排列上明显地细而紧密)；有的虽不同，但可以看到从线纹转化为顶孔纹的变化过程。因此，这可
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 以证明顶孔区是由线纹特化而来的(图6)。反之，在没有顶孔区的属中，其顶端的线纹与其他部位的线纹形态完全一样。在有些属中，具似顶孔区(similar to apical pore field)的结构(图6)，它们在外壳面具顶孔区的特征，但是内壳面没有顶孔区的特征。这是否是线纹特化为顶孔区过程中的过渡类型，值得进一步研究。
 在桥弯藻科中，其顶孔区的形态有以下几种。
 (1)在外壳面的形态有短线形、圆孔形和细点形(图6)。
 
 (2)在内壳面大多数规则排列呈线形，罕见规则排列呈蜂窝状(图6)。
 
 
 
 图6 顶孔区与似顶孔区的形态
 1―7. 顶孔区形态。1―5. 外壳面：其中1. 呈圆形且顶孔区与线纹形态相似，仅排列更细小紧密而已；2. 短线状；3. 圆形且规则排列呈蜂窝状；4. 细点状较规则排列；5. 圆形规则排列呈线形。6―7. 为内壳面：其中6. 蜂窝状；7. 线形。8―9. 似顶孔区的形态：8. 在外壳面具顶孔区的特征；9. 在内壳面无顶孔区的特征。比例尺：2、7、8、9=1μm，1、3、4、5、6=2μm。(引自Krammer，2002，2003)
 (四)壳缝
 壳缝(raphe )是硅藻中的一个重要特征。在桥弯藻科中，其壳缝的走向、形态与结构是它重要的分类特征，下面分别叙之。
 1. 剖面结构壳缝实际上是壳壁上的一条裂缝，其横切面大多形似“V”形，也有呈“S”形。裂

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