原核藻类发生

一、原核藻类发生

1.原核生物

凡细胞不具真核，仅为原核结构特征的生物均为原核生物，包括古生菌类、真细菌、放线菌、蓝藻（即蓝细菌）和原绿藻。细菌结构简单，有细胞壁、细胞膜而没有细胞核和细胞器，在细胞质内，有一个环状的DNA分子位于特定区内，称为类核体。所以，原核生物是很原始的生物体，但它们依然是现在自然界中数量巨大和分布广泛的生物类群。原核生物为微生物中的一大类群，个体都非常微小，一般仅1至几个微米，大多为球状、杆状或螺旋状。原始生物具有多种营养方式，大多数是化能异养生物，它们从有机物化合物中获得能源和碳源。原核嫌氧细菌是最早发生一类细菌，只是很少留下化石。另一类是营自养方式，如蓝细菌和光合细菌可以通过光合作用，从太阳光能，固定CO₂ ，并放氧，它们是光能自养生物。有的原核生物如硫细菌、硝酸盐还原菌可以利用无机物如S、H、NH₃等氧化获得能量，因此是化能自养生物。

2.蓝藻的作用

蓝藻（blue algae）又名蓝细菌（cyanobacter）。过去藻类学家把蓝细菌称为蓝藻，因为它含有叶绿素，能进行光合作用，很像藻类，但后来发现它们是原核生物而改称为蓝细菌。目前，这两种名称已习惯并用之。蓝藻是最大的一群光合自养原核生物，有别于其他原核生物，故独立表达，它包含丝状或单细胞细菌150属，约2000种，在分类地位与真细菌、古细菌、放线菌并列。

最早的蓝藻化石发现在南非的Swaziland的炭质页岩中，仅丝状化石，距今约32～33亿年，随后在澳洲的Wara Woona的碳酸盐岩中找到有层状和柱状的叠层石（stromatolite），距今约33～31亿年。据分析，蓝细菌原始嫌氧细菌发生后不久几百年就可能出现。蓝细菌是介于光合细菌和真核植物间的中间类型，但未找到它们之间之演化依据。蓝细菌的原叶绿素分子与光合功能的出现，简直不可思议，它给原始地球生命带来了真正的光明，它是偷取天光的第一位宇宙种。这些原不起眼的单细胞蓝细菌自出现后很快占据了太古代的原始海洋，直到距今20亿年前后（即元古宙后期）才出现多细胞群体和丝状体，并有细胞的丝状体，开始有了某些生理上的分工和形态上的分化，如现在的念珠藻和鱼腥藻。图5-1所示为目前有代表性的三类蓝藻和细胞结构。

图5-1　三种蓝藻与细胞结构

在距今15亿年前地球上的光合放氧生物仅有蓝藻，虽然此时有其他藻类出现，但蓝藻类种类和数量仍占统治地位，它的光合作用与放养增加了原始海洋有机质成分与大气中的氧气，同时，蓝藻又把大量CO₂转移到岩石圈中，建立了碳酸岩叠层石。一般认为蓝藻自7亿年前，开始明显衰落，其原因是与大气中含氧量增加和真核藻类竞争者的出现有关。