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海带,真的是植物吗?

媒体:上海自然博物馆  作者:上海自然博物馆
专业号:大理州林业和草原局 2023/12/14 21:37:27

海带,真的是植物吗?

吃饭时,朋友夹着一筷子海带问我:“你说,海带是动物还是植物?”

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我在脑海里搜索了一下相关知识,慢吞吞地说:“它肯定不是动物,但根据不同的分类学系统,你觉得它是植物没错,觉得它不是植物也没错。”朋友一脸茫然:“啊?”

看起来,有必要写篇文章把这件事好好捋一捋了!接下来我们就从海带的那些事说起,了解海带,顺便了解生物分类学。

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海带的分类学地位

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山东是中国海带的原产地,也是中国海带出产量最丰富、品质最优越的产区,所产的海带学名为Saccharina japonica(异名Laminaria japonica)。顾名思义,这个种原产于日本,我国引种过来的,它别名昆布、江白菜。海带是一种大型海生藻类,属于褐藻门,褐藻纲,海带目,海带科,海带属,一般长2-4米,最长可达7米。

海带属有大约20个种。Saccharina japonica 是冷水性藻类,一般只在北太平洋分布,其自然分布范围主要在日本北部、俄罗斯南部沿海以及朝鲜东部沿海一带。海带的结构看起来像植物,但其实并没有根茎叶的分化。

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一个完整的海带标本包括固着器、柄和带片三部分

(上海自然博物馆 藏品研究保护中心)

海带属于藻类褐藻门,在分类学历史上,这一点从来没有变动过,变动的是藻类的分类学地位。

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藻类是什么?

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藻类是一大群能进行光合作用的低等生物的总称,单细胞或简单多细胞,彼此亲缘关系可能较远,没有共同祖先,为复系群。目前发现的藻类有3万多种,包括蓝藻门、裸藻门(眼虫藻门)、褐藻门等在内的很多门。其中,蓝藻又被称为“蓝细菌”,是一门最古老、最原始的藻类。

蓝藻的主要特征:结构简单,单细胞,群体或丝状体;无核膜,细胞中央含有核物质,故蓝藻属于原核生物。蓝藻是最早存在的光合放氧生物,大约30亿年前就已经存在了,对地球表面从无氧的大气环境变为有氧环境起到了巨大的作用,除蓝藻外的藻类是在后期慢慢演化而来的,藻类具有不同类型的色素,能够吸收不同波长的太阳光,因此呈现出了五颜六色。

古生代之前,蓝藻一度覆满了整个海洋,大约16到17亿年前,在元古代中期地层发现了最古老的真核细胞生物“丘阿尔藻”的化石,这时才打破了蓝藻的“霸权”,随后也有一些简单的多细胞生物出现。

5.4亿年前,中国云南澄江生物群化石显示有大量新生命出现,史称“寒武纪生命大爆发”,几乎出现了现今所有动物的门类,此时出现的藻类有拟点叶藻、中华细丝藻和宏螺旋藻。

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寒武纪藻类化石

上海自然博物馆寒武纪生命档案展区

摄影 石亚亚

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藻类的分类学地位因何而变?

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目前,全球生物种类在200万到1亿种之间,科学家已经描述了超过190万个物种,每年都有物种被新发现和命名,现在新发现的物种是用双名法来命名。

双名法是由分类学之父,瑞典博物学家林奈创立的,他在18世纪将自然界分为植物界、动物界和矿物界,并且创立了双名法。在林奈之前,动植物的命名非常混乱,“同名异物”、“同物异名”现象很常见,林奈用拉丁文定动植物学名,统一了术语。

“双名”即属名+种加词,比如苹果的学名为Malus pumila Mill,其中Malus是属名,pumila是种加词,Mill是命名人。狮子的学名是Panthera leo,其中Panthera是属名,leo是种加词。双名法就像我们的名字,有姓氏和名字组成,同姓的人之前有更近的亲缘关系。属名相同的物种就说明在同一个属里,亲缘关系是非常近。同时拉丁文是一门“死去的语言”,这确保了学名的稳定性。

分类学的发展过程中诞生过很多的分类系统,台湾学者黄增泉在1991年出版的《高等植物分类学原理》一书中就提到了从1753到1977年间出现过的的32个分类系统,在这32个分类系统中,一大半都把藻类归为植物。

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分类系统

上海自然博物馆林奈实验室

摄影 石亚亚

1735年,林奈出版的《自然系统》一书中把自然界分成了三大界:矿物界、植物界、动物界。顾名思义,能运动的生物就是动物,固着不动的生物就是植物。对植物界,林奈主要依据雄蕊和雌蕊的类型、大小、数量和相互排列等特征分为24纲,其中之一是隐花植物纲,其下分为四个目:藻类、苔藓、蕨类、真菌和地衣。此时的藻类都算是植物。

显微镜发明以后,能观察到微生物了,发现了许多单细胞生物兼有动物和植物的特性(如眼虫),这中间类型的生物是进化的证据,却是分类的难题。1866年霍格和赫克尔将细菌、藻类、真菌和原生动物另立为原生生物界,提出了三界系统,这时藻类就被移出了植物界,归为原生生物界。

在1938年提出的四界系统中,人们通过电子显微镜发现单细胞生物的细胞核还有原核和真核之分,就将细菌和蓝藻另立为原核生物界,此时,藻类分成了两支,横跨了原生生物界和原核生物界。

而在魏泰克1969年提出的五界系统中,藻类再一次被分割,横跨了三界,其中红藻、褐藻和绿藻归为植物界,金藻归为原生生物界,蓝藻归为原核生物界。

而在最新的三域六界系统中,藻类中的褐藻、绿藻和红藻都被从植物界移除,归属于原生生物界,蓝藻(又名蓝细菌)依然归属于原核生物,藻类又成了横跨两界的一个类群。原生生物以单细胞生物为主,与原核生物不同的是,它们具有细胞核,属于真核生物,有大约700多个科,7万多种,包括许多除真菌、植物和动物之外的生物,从单细胞的变形虫到多细胞的海藻,涵盖了营养和生态类型多样化的各种生物。

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藻类图片

图源:搜狐

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海带属于原生生物界

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海带能进行光合作用,是自养的,又固着不动,看起来也像植物,长期以来都是被归到植物界的。为什么最新的三域六界分类系统中它会被归到原生生物界呢?这是因为分类学更加的细致,更能够体现生物之间的进化关系了。其实原生生物界是个多界系统,包括除真菌、动物、植物之外的所有真核生物,用大白话来说就是个大杂烩,虽然是大杂烩,原生生物在进化上的地位却很重要,它们被认为是植物、动物和真菌的祖先。而且海带只是看起来像植物,其实并没有根茎叶的分化,它的固着器是只能起固着作用的假根,并没有吸收和传输养分的功能,看起来像“叶片”的带片结构也非常简单,没有叶脉,依靠靠近柄部的生长点细胞分裂而长大。它被移出植物界也不冤枉。

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海带

图源:图虫创意

一句话总结:以前海带属于植物,在最新的分类系统中,海带不是植物也不是动物,而是原生生物。某些原生生物,可是动物和植物的老祖宗哦。

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知识拓展

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昆布是海带吗?

日常生活中,海带与昆布在名称上有混淆和共用的时候,但在分类学上昆布不是海带,它们是不同的物种。海带和昆布都属于海带目,海带目有四科:绳藻科、海带科、翅藻科和巨藻科。

我们日常说的海带,是指海带科下的海带属的一大类植物。而昆布则属于翅藻科的一个属,它们与海带不是“亲兄弟”,而是“堂兄弟”。昆布属有二个种, 我国只有一种, 即昆布( Ecklonia Kurome Okem) , 为北太平洋西部的暖水性藻类。主要分布在我国东海福建省平潭、莆田一带, 浙江省鱼山中岛亦有分布。

昆布至今尚未进行人工养殖。日本人把海带和昆布都称之为“昆布”。中医入药,也把海带科植物海带及翅藻科植物昆布、裙带菜的叶状体均称为昆布。

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昆布属的鹅掌菜Ecklonia kurome标本

(上海自然博物馆 藏品研究保护中心)

“脚踩两只船”的眼虫

眼虫,又名眼虫藻,属于裸藻门眼虫藻科。单细胞,身体微小,大约60微米,要靠显微镜才能看清。它既有动物特征,又有植物特征。一方面,它靠自己体内的叶绿体进行光合作用,这属于植物的营养方式。另一方面,又能直接靠渗透作用从水中吸收现成的有机物质,还能用胞口和胞咽吞吃周围环境中的颗粒状有机物,这属于动物的营养方式。同时,眼虫有眼点,能感光,有鞭毛,能运动,这些是动物的特点。

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眼虫

图源:网络

眼虫的这些两重性的特点,在历史上曾引起了植物学家和动物学家的争论,成为“脚踩两只船”的生物。其实,像眼虫这样既像植物又像动物的生命的存在,说明了植物和动物之间的联系。你见到过什么奇特的海带吗?或者知道哪些海带的奇特之处吗?来评论区分享吧!

https://mp.weixin.qq.com/s/N_rcopZklyHt-jthCzlWAQ

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