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doc】漫话海带和紫菜的生活史及其人工养殖漫话海带和紫菜的生活史及其人工养殖漫话海带和紫菜的生活史及其人工养殖 周云龙(北京师范大学生物学系 100875) 海带(Laminarial?口 nl?)和紫菜(PoT 砷 d) 均为经济价值较高的海藻.是人们宠爱的美味 食品,海带还是提制碘,甘露醇和褐藻胶的主要 工业原料.目前我国已经实现了海带和紫菜的 全人工养殖.海带产量居世界首位,产品不仅满 足了我国人民生活的需求,还远销世界五大洲. 我国先后建成了世界上最大的褐藻胶提制工业 和其次大紫菜生产工业,在世界上产生了举世 瞩目的影响.究其缘由,这是与对海带和紫菜的 根底理论争论同养殖生产严密结合分不开的. 其中特别是和深入争论海带,紫菜的生活史及 其各阶段的生活条件亲热相关.下面分别谈谈 海带和紫菜的生活史及其与人工养殖的关系. 海带海带属于褐藻门,海带科.是一种冷温性的 大型海藻.主要分布于苏联的堪察加东南岸,千 岛群岛南部,萨哈林岛和日本海沿岸,日本北海 遭,朝鲜的元山以北沿岸. 我国沿海原来并没有 自然生长的海带.因此,过去我国每年要从国外 进口海带.但通过海带的人工养殖却完全转变 了过去的状况.不过,海带的人工养殖并非易事,首先必需 解决两个最重要的问题;一是育苗问题(包括孢子的采收时问,孢子萌发和幼苗的培育等)}另 一个是满足海带各个生长发育阶段的生态条 件.在根底理论和试验人工养殖方面,50 年月 就获得了重大成果,开创了我国海带养殖业的 纪元.通过观看争论,觉察自然生长的海带是一 种跨三年的,生长期很长的海藻,其生活史过程 (见图 1)是:第一年秋天(10,11 月)由成熟的 孢子体上产生的游动孢子附于海底礁石等基质 上,分别萌发产生出微小的雌,雄配子体.雌配 子体的卵受精后即发育成幼小的孢子体.以上 过程很短,仅半月左右.以后幼孢子体渐渐长 田 1{I 帚生蠡安田?1 孢子体 2.孢子囊 3.辩动孢子 4.蝣动孢 子静止 5.游动孢子开头萌发 6.雄配子体初期 7.雌配子体初期 8.雄配子体 9.雌配子体 lO.精子释放 11.停在卵囊孔上的卵和四周的精于 l2.台于 l3.台子开头分裂 14.幼穗子体 大,至其次年春季和夏季孢子体可长到 0,5 米. 由于夏季水温高生长缓慢,至秋季水温降至 23~C 以下时, 局部叶片可产生孢子,藻体生长也 加快.第三年春季生长达最顶峰,6—7 月最长 可达 2—3 米.夏季时叶片顶端常腐烂脱落.秋 季(10—11 月)叶片全面产生孢子囊,放散孢子 后藻体渐年轻死亡.至此,其生活史的全过程结 束.由此看出,海带生活史为典型的异形世代交 替,有兴旺的,大型的孢子体和很微小的配子体 1991 年第 l2 期生物学通报——7两种类型的植物体;减数分裂发生在孢子囊产 生游动孢子时,海带孢子体生长的最适温度在 5.10C.夏季高温不利海带生长,而且过夏问 题是海带生长的一个大问题.由此,从海带生活 史的争论均科学准确地答复了人工养殖需要解 决的两个主要问题:那就是在每月 10—11 月采 集海带孢子进展育苗,海带生长主要在低温的海水中.依据上述争论,科技工作者就提出了秋季 用育苗器采孢子育苗然后再分苗进展海上筏式 养殖的方法.即在海面上设置由大绳和玻球构 成的浮筏养殖.这种养殖法不仅缩短了海带生 活周期,将跨三年的近 24 个月的时间缩短为跨 两年的(秋天至次年秋)13—14 个月的时间,而 且可以任意选择适宜海区,调整光照,还可合理 施肥,因而产量大幅度增加,更可大规模生产. 筏式养殖的创立,为我国海带养殖业打下了坚 实的技术根底.继而,我国科技工作者为了充分利用秋季 和春季海带最适生长季节的提高产量, 并抑制 秋季采苗需在冬季分苗时严寒的不利劳动条 件,在觉察筏式人工养殖的海带在其次年 6—7 月和 10 月两次产生孢子的特点,把采孢子育苗 的时间由秋天提前到夏季的 6—7 月,但需解决 夏季水温高幼苗无法度夏的冲突,于是制造了 在人造低温育苗池中采孢子和育苗的方法.这 样在 l2 月左右就可分苗进展海上养殖.结果夏 季育苗比秋季育苗可增产 30—50由于海带是冷温性海藻,为了充分利用我国漫长的海岸线,经试验摸索转变海带生活习 性,进展了南移养殖,至 1958 年时,我国沿海北 起辽宁,向南连续到江苏,浙江,福建,广东,到 处是一片片海带庄园使我国海带的人工养殖 到达了全人工掌握的高技术水平,因而产量达 到了世界首位.由一个海带进口国一跃而为最 大出口国这种巨大的成功,无疑是和我国科技 工作者具体争论了海带生活史,为实现人工养 殖供给了理论根底和科学依据分不开的. 紫菜紫菜属于红藻门,红毛菜科,均为海产.全 世界约有几十种,我国的经济种类约l0 余种. 紫菜分布很广,目前世界上有很多国家都进展 人工养殖但以日本的产量最高+我国居世界第 二.紫菜的人工养殖需要以生活史的争论为依 据.由于养殖用的孢子的采收,育苗,养殖条件 等一系列问题都要从生活史的争论中找答案. 国内外的科学工作者对紫菜生活史的争论 经受了近百年的探究,由于它的生活史比海带要简单得多.早在 1892 年以巴达斯为代表的学 者曾误把紫菜生活史中的丝状体阶段定名为另 一种红藻,即壳斑藻(ccs),人们以为紫菜就是由果胞子萌发产生的.直到 1949 年英国 的藻类学家特鲁才以充分的科学证据说明白紫 菜生活史有 2 个不同的阶段,一为紫菜叶状体 阶段(即紫菜),一为丝状体阶段.巴达斯所定名 为壳斑藻的就是紫菜生活史中由果胞子萌发产 生的丝状体阶段.这一争论成果不管在理论上还是对于紫菜的人工养殖都有重大意义.但是 仍有很多问题没搞清.我国解放后,以曾呈奎等 教授为首的学者又连续深入地争论了甘紫菜等 的生活史过程.50 年月中期就具体搞清了紫菜 生活史的各发育阶段及其生态条件,搞清了它 的生活史中 3 种孢子(即单孢子,果胞子和壳孢 子)的产生和萌发过程,搞清了争论很久的夏型 小紫菜的来源和发育等问题 1985 年又对甘紫 菜等 7 种中国产的紫菜进展了细胞学的争论, 进一步确证了紫菜生活史的减数分裂发生在壳 斑藻的壳孢子囊产生壳孢子时,而不是发生在 合子形成果胞子时.这样,紫菜生活史可以说基 本搞清, 也是一种具世代交替的类型(图 2).特 别是这些争论成果也严密地结合生产实际, 大 大推动了我国紫菜养殖业的进展.紫菜生活史 告知我们:首先,养殖紫菜必需采收两种孢子进展培 育.一是从紫菜叶状体上采收由受精果胞经过 有丝分裂所产生的果胞子并将其接种在文蛤 等贝壳上,使其发育成丝状体阶段}一为采收由 丝状体成熟时经减数分裂所产生的壳孢子), 并用其培育成紫菜叶状体.其次,由于紫菜的具体种类不同,分布和生 一8 一生物学通报 1991 年第 12 期活习性不同,每种紫藁生活史中所产生的各种 孢子的时间也不同而生活史的争论就可为采 集以上两种孢子的时间供给依据.圈 2 觜粟生活史田解1-紫菜叶状体 2 精于囊 3.果胞 4.币动牿 子 5.精子与果胞(将要受精)6 台干舍干分 裂 8 一 l0.果胞子形成与释敲儿一 I2.丝状体阶 段 13.壳孢子囊经减数分裂产生壳孢于 l|.壳孢 于 l5.壳孢子萌发的初期幼体 l6.小紫菜 l7 单孢子 18.单孢子萌发的初期幼体 19.单孢 子 2O.单孢于萌发的初期蛐俸第三,紫菜各发育阶段所需要的生态条件. 假设胞子必需有贝壳或含钙基质才能萌发形成 正常丝状体,壳孢子萌发并形成大的紫菜叶状 体必需在海水温度低于2O?以下时,否则只能 形成小紫菜等.至于紫菜的具体养殖方法也是多种多样 的,如自然采苗养殖法(包括菜罅津殖法,插枝 养殖法,浮动式竹帘养殖法等),半人工采苗养 殖法,全人工采苗养殖法所谓自然采苗养殖 法,主要还是依靠自然界,如菜碑采苗就是在有 紫菜生长的海区, 利用大的礁石,经氆石造缶罩或 用水泥造击覃,采收自然海水中的壳孢子.尽量使其附着的数量多而结实,以便猎取紫菜.这种方 法是我国劳动人民在长期生产实践中制造的, 也有其科学性,而且都是在紫菜生活史问题没 搞清楚的状况下已经把握和使用了.但是,自然 采苗养殖法由于不能摆脱自然条件的限制,尽 管有时还可能有肯定产量,其盲目性则是很大 的,不行能做到稳产高产和大规模地打算生产. 自从紫菜生活史搞清楚以后,就可以做到半人 工和全人工掌握条件下采苗培育.所谓半人工采苗,是指将生有丝状体的贝壳在成熟时装入 袋中,并安置在海水养殖区的竹帘或网帘处.当 壳孢子释放出来后,漂至竹帘或网帘上即可萌 发长成紫菜叶状体而全人工采苗养殖法,就是 包括采收果胞子,培育丝状体,发散壳孢子并将 其附于肯定的基质上,最终放入海中养殖均在 人工完全掌握的条件下进展这种方法是最先进的完全摆脱了自然条件的限制.可做到稳产 高产和打算生产.以上仅以海带和紫菜为例说明生活史争论 的意义及其与生产实践的关系.事实上我国在 这个领域的争论成果还有很多例如螺旋藻,固 氮蓝藻,小球藻,石莼,石花菜,麒麟菜,裙带菜 等等.这些成就大大提高了我国在藻类科学方 面的国际地位.正由于如此,1983 年以后间续 在我国召开了几次藻类方面的国际学术会议. 国际藻类学会打算 1993 和 1994 年还将在我国 进展国际蓝藻学术会议和国际藻类学术大会 我们信任,今后我国的藻类学家和科技人员一 定会在藻类根底理论争论和经济藻类养殖生产 上取得更大的成绩.《激光生物学》杂志创刊《教光生物学杂志已于 1991 年斟刊.它是国内外目前唯 一的有关擞光生物学专业杂志根本读者是从事激光生物学, 蠢光遭传育种和教光医学,教光技术的争论^员,工作者 该杂志为季刊每期定价 2 元.赦订该刊,可坼局款到湖南长抄市河西二里半{舸南省生物争论所”擞光生物学》杂志编辑部.银行 i[r 工商银行湖南长抄市岳麓山办事处.帐号 O800089008l3 1991 年第 12 期生物学通报。