蓝绿藻

原核生物

蓝绿藻又称蓝藻，由于蓝色的有色体数量最多，所以宏观上现蓝绿色。大多数蓝绿藻的细胞壁外面有胶质衣，又叫粘藻。蓝绿藻是地球上出现的最早的原核生物，也是最基本的生物体。

分类

蓝藻（Cyanobacteria）包括蓝球藻Basketballalgae、颤藻Oscillatoriasp、念珠藻Nostoc和发菜seaweed。

蓝藻门分为两纲：色球藻纲和藻殖段纲。色球藻纲藻体为单细胞体或群体；藻殖段纲藻体为丝状体，有藻殖段。

形态特征

蓝绿藻是单细胞生物，没有细胞核，但细胞中央含有核物质，通常呈颗粒状或网状，染色体和色素均匀的分布在细胞质中。该核物质没有核膜和核仁，但具有核的功能，故称其为原核。和细菌一样，蓝藻属于“原核生物”。它和具原核的细菌等一起，单立为原核生物界。

蓝绿藻不具叶绿体、线粒体、高尔基体、内质网和液泡等细胞器，含叶绿素a，无叶绿素b，含数种叶黄素和胡萝卜素，还含有藻胆素（是藻红素、藻蓝素和别藻蓝素的总称）。一般说，凡含叶绿素a和藻蓝素量较大的，细胞大多呈蓝绿色。同样，也有少数种类含有较多的藻红素，藻体多呈红色，如生于红海中的一种蓝藻，名叫红海束毛藻，由于它含的藻红素量多，藻体呈红色，而且繁殖的也快，故使海水也呈红色，红海便由此而得名。蓝藻虽无叶绿体，但在电镜下可见细胞质中有很多光合膜，叫类囊体，各种光合色素均附于其上，光合作用过程在此进行。

蓝绿藻的细胞壁和细菌的细胞壁的化学组成类似，主要为粘肽；贮藏的光合产物主要为蓝藻淀粉和蓝藻颗粒体等。细胞壁分内外两层，内层是纤维素的，少数人认为是果胶质和半纤维素的。外层是胶质衣鞘以果胶质为主，或有少量纤维素。内壁可继续向外分泌胶质增加到胶鞘中。有些种类的胶鞘很坚密拌可有层理，有些种类胶鞘很易水化，相邻细胞的胶鞘可互相溶和。胶鞘中可有棕、红、灰等非光合作用色素。

蓝绿藻的藻体有单细胞体的、群体的和丝状体的。最简单的是单细胞体。有些单细胞体由于细胞分裂后子细胞包埋在胶化的母细胞壁内而成为群体，如若反复分裂，群体中的细胞可以很多，较大的群体可以破裂成数个较小的群体。有些单细胞体由于附着生活，有了基部和顶部的极性分化，丝状体是由于细胞分裂按同一个分裂面反复分裂、子细胞相接而形成的。有些丝状体上的细胞都一样，有些丝状体上有异形胞的化；有的丝状体有伪枝或真分枝，有的丝状体的顶部细胞逐渐尖窄成为毛体，这也叫有极性的分化。丝状体也可以连成群体，包在公共的胶质衣鞘中，这是多细胞个体组成的群体。

分布范围

蓝绿藻分布十分广泛，遍及世界各地，但大多数（约75%）淡水产，少数海产；有些蓝绿藻可生活在60～85℃的温泉中；有些种类和菌、苔藓、蕨类和裸子植物共生；有些还可穿入钙质岩石或介壳中(如穿钙藻类)或土壤深层中（如土壤蓝藻）。

主要价值

蓝绿藻是最早的光合放氧生物，对地球表面从无氧的大气环境变为有氧环境起了巨大的作用。有不少蓝绿藻（如鱼腥藻）可以直接固定大气中的氮，以提高土壤肥力，使作物增产。还有的蓝绿藻为人们的食品，如著名的发菜和普通念珠藻（地木耳）、螺旋藻等。

繁殖方法

蓝绿藻的繁殖方式有两类，一为营养繁殖，包括细胞直接分裂（即裂殖）、群体破裂和丝状体产生藻殖段等几种方法，另一种为某些蓝藻可产生内生孢子或外生孢子等，以进行无性生殖。孢子无鞭毛。尚未发现蓝藻有真正的有性生殖。

危害与治理

在一些营养丰富的水体中，有些蓝绿藻常于夏季大量繁殖，并在水面形成一层蓝绿色而有腥臭味的浮沫，称为“水华”，大规模的蓝绿藻爆发，被称为“绿潮”（和海洋发生的赤潮对应）。绿潮引起水质恶化，严重时耗尽水中氧气而造成鱼类的死亡。

蓝藻爆发会导致严重的水污染事件，最严重的一次危机为2007年太湖蓝藻污染事件。当年6月，太湖蓝藻大爆发，几十厘米厚的蓝藻覆盖所有水面。据无锡市政府公布的统计数据，除无锡水厂外，其余占全市供水70%的水厂水质都被污染，水龙头里放出的水又黄又臭，200万无锡市民生活饮用水受污染，市区纯净水被哄抢，政府虽及时采取措施，但已经对人民的生活产生很大的影响。其后，尽管国家下了大力气治理太湖污染，蓝藻依然每年爆发。

更为严重的是，蓝绿藻中有些种类（如微囊藻）还会产生毒素（简称MC），大约50%的绿潮中含有大量MC。MC除了直接对鱼类、人畜产生毒害之外，也是肝癌的重要诱因。MC耐热，不易被沸水分解，但可被活性碳吸收，所以可以用活性碳净水器对被污染水源进行净化。

蓝绿藻等藻类是花、鲢鱼的食物，可以通过投放此类鱼苗来治理藻类，防止藻类爆发。

致畸案例

那些含有大量蓝绿藻的水域，视黄酸水平很高，也许正是它们导致越来越多两栖动物畸形。

也许这些名叫蓝藻的微生物不是故意的，但它们的存在确实使水域中富含一些化学物，并导致蛙和其他野生脊椎动物出现畸形。

北京大学的环境毒理学家胡建英说，蓝藻又称蓝绿藻，可以引起水域中出现视黄酸，这是一种称为以前未受人们重视但是广泛传播的化学物。在2012年5月29日发表于《美国科学院院报》的论文中，胡博士和她的同事们说，在她们实验室培养的24种蓝藻中，有13种可以产生一些类型的视黄酸或者类视黄酸物。

视黄酸是一种维生素A的衍生物，它可以对脊椎动物的肢体发育起作用。研究人员们对上个世纪90年代以来出现的畸形蛙进行研究，发现视黄酸类可能是其病因之一。

胡和同事们还分析了来自中国第三大淡水湖——太湖的样本，其中就富含蓝藻类生物。结果发现，太湖中含有高浓度的视黄酸。

“这项新研究打开了一个新的潜在研究领域”，美国盖恩斯维尔市领导着佛罗里达海洋基金学院课程的浮游生物生态学家卡尔·海文斯说，“我非常想了解这些化合物是否也在其他有蓝藻的湖泊中被发现，我对进一步研究充满了期待。”

太湖中的视黄酸浓度高达20纳克/升，这是日本筑波大学的KunimitsuKaya和他的同事们在日本湖泊中发现浓度的一万倍。2011年，Kaya报道，蓝藻可以产生一种类视黄酸物（称为7-羟基视黄酸）；该大量化合物可能会导致像太湖这样的极端环境。它引起的浮藻和泡沫很可能遮住阳光，使那些本来可以降解的高浓度视黄酸无法降解。

科瓦利斯俄勒冈州立大学的生态学家安德鲁布劳施坦因说，暂时还没有足够的信息将蓝藻与高发的两栖生物畸形联系起来。他和其他研究人员已经提出了一些其他的原因，包括紫外线辐射和吸虫纲寄生物。

博耳德科罗拉多大学的疾病生态学家皮耶特·约翰逊说，寄生物可以导致一些肢体畸形，但是它不能解释所有的病例。

毒理学

蓝菌产各种各样的生物毒素，包括：神经毒素（Neurotoxin）、肝毒素（Hepatotoxin）、细胞毒素（Cytotoxin）及内毒素（Endotoxin）等，对人体及动物的健康或安全构成严重危险：

1.神经毒素BMAA

土生和水生的蓝菌生物皆含有神经毒素BMAA（β-N-methylamino-L-alanine），并可能透过食物链不断累积产生生物放大作用，对人类的损害将逐渐增加。BMAA已证实会对动物产生强烈的毒性，加速动物脑神经退化、四肢肌肉萎缩等等，小量BMAA积累已能选择性杀死从老鼠的神经元。

2.蓝藻中有些种类（如微囊藻）还会产生微囊藻毒素（Microcystin，简称MCs），MCs是一种肝毒素，是肝癌的诱因之一，有非常强的毒性，大约50%的绿潮中含有大量MC。MCs具有水溶性和耐热性。易溶于水，甲醇或丙酮，不挥发，抗pH变化。MC-LR的分子式为C49H74N10O12，分子量为995.2（计算时往往按1000计）。MCs不易被沸水分解，但可被活性碳吸收，所以可以用活性碳净水器对被污染水源进行净化。

家畜及野生动物饮用了含蓝藻毒素的水后，会出现腹泻、乏力、厌食、呕吐、嗜睡、口眼分泌物增多等症状，甚至死亡。病理病变有肝脏肿大、充血或坏死，肠炎出血、肺水肿等。长期饮用可能引发肝癌。医学部门已发现饮水中微量微囊藻毒素与人群中原发性肝癌的发病率有很大相关性。1996年在巴西造成100多名急性肝功能故障，7个月内至少50人死于藻毒素产生的急性效应，引起举世瞩目的关注。淡水水体中的蓝藻毒素已成为全球性的环境问题，世界各地经常发生蓝藻毒素中毒事件。

3.蓝藻另一个分类的毒素对皮肤有刺激作用，当蓝毒素细胞破裂或死亡时，以上分类的毒素就会被释放到水中。人们在洗澡、游泳及其他水上休闲和运动时，皮肤接触含藻毒素水体可引起敏感部位(如眼睛)和皮肤过敏。

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