上海康健园2种中国新记录硅藻
2023-01-14王全喜尤庆敏
龙 波,于 潘,王全喜,尤庆敏
(上海师范大学生命科学学院,上海 200234)
硅藻是一类营光合作用的单细胞真核生物[1],通过光合作用释放氧气,制造有机物,是水环境中的初级生产力,并为水生生物提供饵料,在水生态系统中起着重要作用[2-3].硅藻通过生活方式可以分为浮游硅藻和着生硅藻.着生硅藻主要是通过硅藻细胞产生的胶质柄和胶质管或胶质团着生在石头、水草、丝状藻等基质上的[4].
微壳藻属(Nanofrustulum)隶属于硅藻门十字脆杆藻目(Staurosirales)十字脆杆藻科(Staurosiraceae),该属是ROUND于1999年建立的,目前世界上报道有微壳藻属硅藻9种[5](含变种),中国记录有1种,为LI等[6]在香港林区潮间带报道的施氏微壳藻[Nanofrustulum shiloi(Lee,Reimer &McEnery)Round,Hallsteinsen&Paasche].该属主要特征:壳面均较小,圆形或卵圆形,壳缘有一圈刺可形成短链状群体,壳面有中轴区,宽窄不一,线形或披针形,两侧有排列的孔纹,中轴区两端有一个多孔区或有一个较小的孔纹.壳套处也分布有孔纹,位于壳缘刺的下方.
马雅美藻属隶属于硅藻门舟形藻目(Naviculales)舟形藻科(Naviculaceae),该属是LANGEBERTALOT[7]于1997年建立的,目前世界上报道的马雅美藻属硅藻36种(含变种),中国记录有10种,分布于西藏、吉林、福建等地[8].该属主要特征:壳面较小,椭圆形,末端宽圆形,中轴区加厚,壳缝丝状,近缝端向同一边偏斜,远缝端向同一边偏斜呈镰刀状,与近缝端方向相反,线纹多单列,少数由双列孔纹组成,孔纹为圆形[9].
于2019年在上海康健园采集藻类样品,利用光学显微镜和扫描电子显微镜对着生样品进行观察、鉴定,发现了2个硅藻中国新记录种,对其形态特征做了详细描述,并给出了生境特征及国外分布情况.
1 材料和方法
康健园(31°162'—31°165'N、121°419'—121°425'E)位于上海市徐汇区,东起柳州路,南至冠生园路,西至桂林路,北临漕河泾港,占地9.57 hm2,水面面积为8 658 m2,处于亚热带季风气候[10-11].2019年1月,对康健园主要水体进行硅藻标本采集,采样基质包括石块、枯木、沉水植物(苔藓)、丝状藻类等.用牙刷或镊子刮取基质表面的硅藻标本,装入容量瓶中,用4%(体积分数)的甲醛溶液固定.标本带回实验室后用美国CEM-MARS型微波消解仪进行消解处理,用Naphrax胶制作成永久封片,使用Olympus BX53光学显微镜(LM)观察,并用Olympus DP 80型显微摄影数码相机拍照,使用日本日立电子SU8010型扫描电子显微镜进行观察拍照,用Photoshop CC 2015.5软件对光学显微镜和扫描电子显微镜拍摄的照片进行编辑处理,并制成硅藻图版[12].种类鉴定见参考文献[6-8,13-15].
2 中国新记录种的描述
2.1 索波特微壳藻(图版Ⅰ:1~16)
Nanofrustulum sopotensisMorales,Wetzel,Novais,Buczkó,Morais & Ector(2019).Established and new diatom taxa related toFragilaria schulziiBrockmann,Limnologica 23,p.67,fig.6:a-p.
壳面较小,呈圆形或卵圆形.壳面长4.5~7.5 μm,宽4.0~6.5 μm.壳面有中轴区,线性或披针形,两侧有排列的线纹,线纹每10 μm内有13~19条.
扫描电镜下观察:壳缘有一圈明显的刺,壳缘刺的末端呈锯齿状,细胞依靠壳缘刺可形成短链状群体,壳面线纹由孔纹组成,孔纹形状多变,圆形或延长成长条形,从壳面中间向壳缘处孔纹逐渐增大,辐射状排列,孔纹内有窗纹状结构.内壳面中轴区两端各有2个较小孔纹.
生境:采自上海康健园,水温9.1℃,pH=8.1,附着于石壁上.
国外分布:欧洲(西班牙、荷兰、波兰、波斯尼亚和黑塞哥维那、法国),南美洲(阿根廷).
微壳藻属模式种施氏微壳藻(Nanofrustulum shiloi)为海洋种,壳面圆形或卵圆形,直径2~6 μm,壳面中央区或有一些疣状突.索波特微壳藻形态与Nanofrustulum trainori(Morales)Morales较为相似,区别是在电镜下N.sopotensis线纹相比于N.trainori(每10 μm线纹20~25条)较稀疏[15].
2.2 小型马雅美藻(图版Ⅱ:17~31)
图版Ⅰ索波特微壳藻(Nanofrustulum sopotense(Witkowski&Lange-Bertalot)Morales,Wetzel&Ector).1~11光镜照片;12~16扫描电镜照片:12细胞间的连接方式,13连接方式放大,14内壳面孔纹,15外壳面整体观,16内壳面整体观
图版Ⅱ小型马雅美藻(Mayamaea ingenua(Hustedt)Lange-Bertalot&Hofmann).17~26光镜照片;27~31扫描电镜照片:28外壳面顶端
Mayamaea ingenuaHofmann,Werum&Lange-Bertalot(2013).Die Diatomeenflora des Fluß-systems der Weser im Gebiet der Hansestadt Bremen.Abhandlungen der Naturwissenschaftlichen Verein zu Bremen 34(3):181-440,1pl.
壳面披针椭圆形,末端微延伸,呈窄圆形.壳面长5.5~8.5 μm,宽3.0~4.5 μm.中轴区窄,披针形,中央区呈不对称蝴蝶形,一侧较小,另一侧明显宽大,两侧基本延伸至壳缘.线纹呈辐射状排列,每10 μm内有19~24条.
扫描电镜下观察:线纹由较大孔纹组成.外壳面观,远缝端两末端弯向壳面同侧,或直;近缝端末端直,略膨大呈小圆形.
生境:采自上海康健园,水温9.1℃,pH=8.1,附着于石壁上.
国外分布:欧洲(英国、德国、荷兰、法国),北美州(美国),大洋洲(澳大利亚).
马雅美藻的模式种细柱马雅美藻(Mayamaea atomus)壳面小,中轴区明显,中央区对称,线纹为辐射状排列.小型马雅美藻形态与本属中其他种类差异较大.相比于本属内其他种,该种具有明显的不对称的中央区.
3 讨论
本次发现的两种硅藻中国新记录种索波特微壳藻(Nanofrustulum sopotensis)和小型马雅美藻(Mayamaea ingenua)个体均较小(小于10 μm),通常仅依靠光镜的观察是难以分辨的,需要借助扫描电子显微镜辅助鉴定,比如Nanofrustulum sopotensis和Nanofrustulum trainori在光镜中形态相似,但在电镜中很容易发现壳缘刺的区别.
康健园是上海市内公园,水体为公园水体,静水,受人为活动干扰较多.这两个种类均采自石壁上,水体温度9.1℃,pH=8.1,总氮(质量浓度)为2.8 mg·L-1,总磷(质量浓度)为0.11 mg·L-1,化学需氧量(COD)为14.7 mg·L-1,表现为富营养水体.马雅美藻属是在富营养水域中被首次发现,在受污染的栖息地有很高的丰富度,与本次采集发现的小型马雅美藻生境类似.我国首次报道的施氏微壳藻属于近岸性分布种,主要分布在热带和亚热带海域,本文报道的索波特微壳藻是我国首次在淡水中发现微壳藻属的分布.