团藻

团藻（Volvox）：团藻 绿藻门、团藻属中各种团藻的总称。介于动植物之间的生物,在动物界中属原生动物门,在植物界中属绿藻门团藻目团藻属(Volvox)。以其独特的球形群体结构和复杂的繁殖方式成为研究多细胞进化的重要模型。多生活在有机质较丰富的淡水中。藻体呈球形,直径约5毫米。团藻外面有薄胶质层,能游动。每个团藻由1,000—50,000个衣藻型细胞成单层排列在球体表面形成。每个细胞有2根鞭毛由500多个至50000多个类似衣藻的细胞组成。所有细胞都排裂在球体表面的无色胶被中，球体中央为充满液体的腔。成熟的群体，细胞分化成营养细胞（体细胞）和生殖细胞（生殖胞）两类。营养细胞具光合作用能力，能制造有机物，数目很多。每个细胞具1个杯状的叶绿体，叶绿体基部有1蛋白核，细胞前端朝外，生有2条等长的鞭毛。因每个细胞外面的胶质膜被挤压，从表面看细胞呈多边形。生殖细胞具繁殖功能，数目很少，仅2至数10个，但体积却为营养细胞的十几倍甚至几十倍，通常分布在球体后半部。环境适宜时，团藻进行无性生殖。由生殖胞经多次分裂，发育成子群体，子群体陷入母体中央的腔中，待母体破裂或母体壁上出现裂口时逸出，发育成新的团藻个体。团藻属依种类不同而有雌雄异体与雌雄同体之分。有性生殖为卵式生殖，多发生在生长季末期。雄性个体上由生殖胞形成大的精子囊，雌性个体上由生殖胞形成大的卵囊。雌雄同体的个体上既产生精子囊又产生卵囊。行有性生殖时，精子囊中形成的精子，形成彼此并行连接的精子板或精子团块，整个精子板自精子囊中游出，待到达卵囊上方时才彼此散开，精子穿过卵细胞周围的胶质，与卵结合形成合子。合子暂不萌发，分泌出一个厚壁，转入休眠状态，一般到次年环境适合时，经减数分裂，形成4个单倍体的子核，其中3个退化，仅1个发育成具2条鞭毛的游动孢子（或静孢子），合子外壁破裂时，内壁成一薄囊包裹着游动孢子。游动孢子从裂口逸出，经多次分裂，最后发育成1个新的团藻个体。本属有10多种，分布在全世界。淡水池塘或临时性积水中较为多见。团藻具有吸收和富集放射性物质P32的能力，对净化水质有一定意义。

? 一、分类与形态结构

1. 分类地位

   • 门类：绿藻门（Chlorophyta），团藻目（Volvocales），团藻科（Volvocaceae）126。

   • 物种多样性：全球约20种，常见种类包括球团藻（V. globator）、美丽团藻（V. aureus）等，细胞数从500至60,000不等13。

2. 群体结构

   • 宏观特征：群体呈空心球状，直径0.5–1.5 mm，肉眼可见。中央为胶质空腔，表面单层排列细胞25。

   • 细胞分化：

     • 营养细胞：占多数，具杯状叶绿体、2条鞭毛、红色眼点及伸缩泡，负责光合与运动14。

     • 生殖细胞：位于球体后半部，体积为营养细胞的10–50倍，无鞭毛，专司繁殖16。

   • 群体极性：前端细胞眼点较大，后端细胞眼点小且含生殖细胞，体现空间分工25。

表：团藻细胞类型对比

? 二、繁殖策略

1. 无性生殖（主要生长季）

   • 过程：生殖细胞经多次纵裂形成皿状体（8–64细胞），通过“翻转现象”（inversion）使鞭毛朝外，发育为子群体。子群体从母体裂孔逸出或待母体解体后释放158。

   • 特点：快速扩增种群，子群体在母体内即可启动下一代繁殖2。

2. 有性生殖（生长季末期）

   • 触发机制：高密度群体积累L-谷氨酸（糖蛋白代谢产物），诱导生殖转换56。

   • 配子类型：

     • 精子：生殖细胞分裂形成16–512个精子，聚集成可游动的“精子板”26。

     • 卵细胞：单个生殖细胞膨大形成，沉于中央空腔48。

   • 受精与休眠：精子穿过胶质与卵结合→形成厚壁合子（常呈红色）→母体腐烂后沉入水底休眠，抗旱力极强56。

3. 生活史：单倍体主导，仅合子为二倍体；萌发时减数分裂产生游动孢子，发育为新群体18。

? 三、生态习性与功能

1. 生境与分布

   • 富营养淡水水体（池塘、水坑、沟渠），尤喜临时积水，常形成绿色水华210。

   • 生命周期短，水体干涸后以合子休眠，环境适宜时复苏69。

2. 生态角色

   • 初级生产者：光合作用释放氧气，支持水生系统氧平衡10。

   • 食物网基础：为水蚤等浮游动物提供食物10。

   • 环境指示：富营养化水体的标志物种9。

   • 水质净化：可富集放射性物质（如P³²），辅助污染治理6。

⚙️ 四、研究价值

1. 进化生物学模型

   • 展现单细胞（如衣藻）向多细胞的过渡：细胞分化、群体极性、生殖分工揭示了早期多细胞化的关键步骤17。

   • 鞭毛协调运动体现原始“集体行为”，为研究细胞通讯提供线索10。

2. 应用潜力

   • 环境监测：作为水质生物指示剂9。

   • 生物技术：近缘种雨生红球藻（团藻目）是天然虾青素最高效来源，具抗氧化、医疗及化妆品价值7。

? 结语

团藻以精巧的多细胞结构和双模式繁殖策略，成为生命由简单向复杂演化的活体教科书。其生态韧性（如合子休眠适应临时水体）与群体协作机制（趋光运动），不仅深化了我们对生物适应性的理解，也为环境科学与生物技术提供了仿生灵感110。这一微观球体，实为自然智慧凝聚的瑰宝。