2010年3月30日 星期二

褐藻都是多細胞

生物學的歷史94


1.     褐藻(褐藻門Phaeophyta),大部分是海生的,這一門的成員包括海菜seaweeds大型褐藻kelps。在充滿岩石的海岸、溫度較低的海洋地區,很容易見到褐藻;美國新英格蘭地區的海邊退潮的時候,可以看到大量的褐藻。


2.     少數的褐藻生活在離岸的海面,例如馬尾藻Sargassum,它們會漂浮在海面,形成大片濃密的海藻叢,例如著名的馬尾藻海,它們位於西印度群島和北非之間的海域,佔據650萬平方公里的面積。

3.     褐藻的色素類似黃金藻(Chrysophyta,就這個特徵來說,它們很可能是近親。它們有葉綠素ac,並且有大量的色素,稱為「岩藻黃質fucoxanthin」,也就是這些色素讓褐藻產生褐色的特徵。


4.     所有的褐藻都是多細胞,而且大部分身體都很大,有些長到45公尺,甚至更長。褐藻的身體是複雜的立體結構。


5.     褐藻的每個細胞都有細胞壁,這些細胞壁是由纖維質膠質組成,稱為「海藻酸alginic acid」,這是有商業價值的,我們採收褐藻就是為了取得「海藻酸」,海藻酸可以用在美容、各種藥品,或當成食物,例如添加在冰淇淋裡面。


6.     典型的褐藻稱為「大型褐藻kelps」。它的葉狀體很大,差不多有100公尺,組成結構有:像根的「固著器holdfast」,像莖的「柄stipe」,和像葉的「葉片blade」。某些種類的褐藻有充滿氣體的囊狀物,讓植物體可以漂浮在海上。


7.     雖然這些葉狀體通常沒有組織分化,某些種類的大型褐藻的「柄stipe」,很像陸上植物韌皮部的組織結構;它們的管胞是類似,而不是同源。


8.     褐藻的繁殖可以是有性生殖,也可以無性生殖


9.     有性生殖循環通常就是「世代交替alternation of generations」模式,也就是「有性生殖」與「無性生殖」交替,但是有些褐藻的生命週期是,雙倍體植物自己直接生產出配子。


世代交替:「有性生殖」與「無性生殖」交替


只有「有性生殖」:雙倍體植物自己直接生產出配子


(翻譯編寫Carol H. McFadden, William T. Keeton的《Biology-An Exploration of Life生物學》)


褐藻圖片來源:http://www.tutorvista.com/search/asexual-reproduction-in-fungi/page-9/


徐弘毅:


1.     「世代交替」的生殖模式,在分裂配子(精卵)之前,中間會先經歷一段葉狀體的生命週期,這有什麼好處?可能性如下:


2.     單倍體的植物可以行光合作用,多吸收養分,補充體力,然後,在恰當的時機,孕育配子或孢子。


3.     此外,單倍體的植物在生殖前,要經歷物競天擇的考驗,較弱的、不幸被吃掉的、不適應氣候的個體……會先被淘汰掉,優勝者才可以繁殖下一代。


4.     先淘汰一部份親代藻類,還有一個好處,1.親代可作為子代的馬前卒,測試環境。2.部分藻類死亡,可增加下一代的生存空間。


5.     如果某種褐藻,沒有「世代交替」,而是從雙倍體植物,直接繁殖出配子(精卵),然後配子精卵結合。這樣的演化會面臨哪些物競天擇的考驗呢?可能情況如下:


6.     因為少了繁殖前再度成為單倍體植物體的過程,所以,雙倍體植物本身吸收養分、儲存養分的能力要更強,才能給配子(精卵)足夠的養分。


7.     因為少了繁殖前再度成為單倍體植物體的過程,就是少了母體在繁殖前測試氣候環境的階段,所以,配子更可能遇到「生不逢時」的問題,因此,配子需要演化出耐得住氣候環境變動的特徵。


8.     因為少了繁殖前再度成為單倍體植物體的過程,雙倍體的植物本身就要演化成可以通過物競天擇考驗的條件,生存的時間與耐力要更持久,才能取得繁殖權,才可能在比較恰當的氣候環境中繁殖。


9.     有些生物演化的重點是提高精卵對嚴酷環境的忍耐力,有些生物演化成同時生下數量龐大的精卵,讓掠食者沒有辦法滅絕,有些生物的演化重點是群聚保護,或由親代照顧幼苗一陣子。


10.  雙倍體藻類,省略世代交替的一個階段,直接繁殖配子,少一道手續,好像是抄捷徑,但也因此挑戰也更大,所以,只有少數的多細胞藻類和動物,採用雙倍體直接產生配子(精卵)的繁殖方法。


11.  雖然,每一種動植物發揮求生的本能,採取的生存策略不同,不過我們可以確定,目前所有活下來的動物、植物、細菌、病毒,都是這個時代的優勝者。


12.  迪茲‧雷利:成功的秘訣,就是要有堅毅的決心。


13.  史邁爾斯:大成功絕對不會瞬間達成,我們必須要滿足於一步一步的進步。


14.  拜倫:忙碌的人,連流淚的時間都沒有


15.  史麥爾斯:希望不勞而獲的人,他的意志必定薄弱;人要能得到智慧,都要付出相當的代價才能獲得


16.  達爾文:微乎其微的優異,往往會帶來勝利

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