3.4　蓝细菌

3.4.1　蓝细菌的特点

蓝细菌，又称为蓝藻，在植物学和藻类学中属于蓝藻门，但它是原核细胞，结构简单，因此把它列入原核生物界中。

蓝细菌（Crynobacteria）是古老的生物，曾在30亿年前的前寒武纪地壳中发现蓝细菌（螺旋藻）的化石。在地球刚形成的年代，地球是个无氧的环境，使地球从无氧环境转变为有氧环境正是由于蓝细菌出现并产氧的结果。

蓝细菌的细胞内只有原始核，不具核膜和核仁，没有叶绿体，细胞质内具有膜结构的类囊体，内含光合色素，为叶绿素a和藻胆素等，能进行放氧性的光合作用，以水为电子供体，并且产生氧气。细胞质中有蓝细菌淀粉和颗粒体（为天冬氨酸和丙氨酸的共聚物）。

蓝细菌在形态上极为多样，细胞直径在1～10μm，单细胞或群体或丝状体。细胞壁内含有肽聚糖和二氨基庚二酸，革兰阴性。

许多蓝细菌具有固氮能力，能把自由氮转化成氨，一些蓝细菌具有异形胞，是固氮的部位。

蓝细菌的繁殖方式有二分裂、芽殖、断裂和多分裂。在多分裂中，细胞膨大，然后经几次分裂产生多个小的子代，它们在母细胞破裂后释放出来。细丝状蓝细菌的断裂会产生小的、运动的片段，称为藻殖段（hormogonia）。

3.4.2　蓝细菌的分类

蓝细菌属于蓝细菌门（Cyanobacteria），通常分为5个目，主要是依据其菌落或丝状体的形态和繁殖方式（见图3-20）。

图3-20　常见蓝细菌

（1）色球蓝细菌目（Chroococcales）　单细胞，杆状或球状，几乎不运动；二分裂和出芽生殖。如色球蓝细菌属（Chroococcus）、管孢蓝细菌属（Chameaesiphon）等。

（2）宽蓝细菌目（Pleurocapsales）　杆状或球状，单细胞或群体；多分裂方式进行繁殖。如宽蓝细菌属（Pleurocapsa）、皮果蓝细菌属（Dermocarpa）等。

（3）颤蓝细菌目（Oscillatoriales）　只有营养细胞的不分枝丝状体；二分裂或断裂。如颤蓝细菌属（Oscillatoria）、Spirulina等。

（4）念珠蓝细菌目（Nostocales）　细丝状，包含特化细胞的不分枝丝状体；二分裂或断裂成藻殖段。如鱼腥蓝细菌属（Anabaena）、念珠蓝细菌属（Nostoc）、筒孢蓝细菌属（Cylindrosperum）等。

（5）真枝蓝细菌目（Stigonematales）　细丝状丝状体，分枝或由一串以上的细胞组成；二分裂或断裂成藻殖段。如真枝蓝细菌属（Stigonema）、Geitleria等。

3.4.3　蓝细菌的分布与生态

蓝细菌忍受极端环境的能力很强，在地球上的分布极广，几乎在所有的水域和土壤中存在。多喜生于含氮量较高、有机质丰富的碱性水体中，高温种类可以在温度高达70～80℃的温泉中生活。一些单细胞的蓝细菌甚至可以在沙漠岩石的沟壑里生长。夏秋季节，在营养丰富的池塘、湖泊或者海洋中，水表生活的蓝细菌如组囊蓝细菌属（Anacystis）和鱼腥蓝细菌属（Anabaena）会很快地繁殖，形成“水华”或“赤潮”，造成水体的富营养化。另外一些蓝细菌如颤蓝细菌的强抗污染能力和净化有机废水的能力，使得它们被用作水污染的指示生物。

蓝细菌在与其他生物形成共生关系方面也非常成功。它们与大多数地衣型真菌联合进行光合作用；是原生动物和真菌的共生者；固氮的种类与植物形成联合体（地钱藓、裸子植物和被子植物）。

微囊藻毒素（microcystin，MC）是由微囊藻（微囊藻属，或微囊蓝细菌属，Microcystis）产生的一类天然毒素。被微囊藻毒素（MC）污染的饮用水和水产品，会给人类健康带来巨大威胁，有研究表明，微囊藻毒素与肝癌的发病存在关联。不论常规的自来水处理工艺，还是将水煮沸，都难以有效去除微囊藻毒素。研究显示，即使在300℃高温下，微囊藻毒素仍然可以保留一部分活性。近年来，随着蓝藻水华的频频发生，中国有很多湖泊和水系都面临微囊藻毒素污染问题。从2007年7月1日起，我国开始实施新的生活饮用水标准，其中，微囊藻毒素被列入水质检测指标。