3.4　藍(lán)細(xì)菌

3.4.1　藍(lán)細(xì)菌的特點(diǎn)

藍(lán)細(xì)菌，又稱為藍(lán)藻，在植物學(xué)和藻類學(xué)中屬于藍(lán)藻門，但它是原核細(xì)胞，結(jié)構(gòu)簡單，因此把它列入原核生物界中。

藍(lán)細(xì)菌（Crynobacteria）是古老的生物，曾在30億年前的前寒武紀(jì)地殼中發(fā)現(xiàn)藍(lán)細(xì)菌（螺旋藻）的化石。在地球剛形成的年代，地球是個無氧的環(huán)境，使地球從無氧環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)橛醒醐h(huán)境正是由于藍(lán)細(xì)菌出現(xiàn)并產(chǎn)氧的結(jié)果。

藍(lán)細(xì)菌的細(xì)胞內(nèi)只有原始核，不具核膜和核仁，沒有葉綠體，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)具有膜結(jié)構(gòu)的類囊體，內(nèi)含光合色素，為葉綠素a和藻膽素等，能進(jìn)行放氧性的光合作用，以水為電子供體，并且產(chǎn)生氧氣。細(xì)胞質(zhì)中有藍(lán)細(xì)菌淀粉和顆粒體（為天冬氨酸和丙氨酸的共聚物）。

藍(lán)細(xì)菌在形態(tài)上極為多樣，細(xì)胞直徑在1～10μm，單細(xì)胞或群體或絲狀體。細(xì)胞壁內(nèi)含有肽聚糖和二氨基庚二酸，革蘭陰性。

許多藍(lán)細(xì)菌具有固氮能力，能把自由氮轉(zhuǎn)化成氨，一些藍(lán)細(xì)菌具有異形胞，是固氮的部位。

藍(lán)細(xì)菌的繁殖方式有二分裂、芽殖、斷裂和多分裂。在多分裂中，細(xì)胞膨大，然后經(jīng)幾次分裂產(chǎn)生多個小的子代，它們在母細(xì)胞破裂后釋放出來。細(xì)絲狀藍(lán)細(xì)菌的斷裂會產(chǎn)生小的、運(yùn)動的片段，稱為藻殖段（hormogonia）。

3.4.2　藍(lán)細(xì)菌的分類

藍(lán)細(xì)菌屬于藍(lán)細(xì)菌門（Cyanobacteria），通常分為5個目，主要是依據(jù)其菌落或絲狀體的形態(tài)和繁殖方式（見圖3-20）。

（1）色球藍(lán)細(xì)菌目（Chroococcales）　單細(xì)胞，桿狀或球狀，幾乎不運(yùn)動；二分裂和出芽生殖。如色球藍(lán)細(xì)菌屬（Chroococcus）、管孢藍(lán)細(xì)菌屬（Chameaesiphon）等。

（2）寬藍(lán)細(xì)菌目（Pleurocapsales）　桿狀或球狀，單細(xì)胞或群體；多分裂方式進(jìn)行繁殖。如寬藍(lán)細(xì)菌屬（Pleurocapsa）、皮果藍(lán)細(xì)菌屬（Dermocarpa）等。

（3）顫藍(lán)細(xì)菌目（Oscillatoriales）　只有營養(yǎng)細(xì)胞的不分枝絲狀體；二分裂或斷裂。如顫藍(lán)細(xì)菌屬（Oscillatoria）、Spirulina等。

（4）念珠藍(lán)細(xì)菌目（Nostocales）　細(xì)絲狀，包含特化細(xì)胞的不分枝絲狀體；二分裂或斷裂成藻殖段。如魚腥藍(lán)細(xì)菌屬（Anabaena）、念珠藍(lán)細(xì)菌屬（Nostoc）、筒孢藍(lán)細(xì)菌屬（Cylindrosperum）等。

（5）真枝藍(lán)細(xì)菌目（Stigonematales）　細(xì)絲狀絲狀體，分枝或由一串以上的細(xì)胞組成；二分裂或斷裂成藻殖段。如真枝藍(lán)細(xì)菌屬（Stigonema）、Geitleria等。

3.4.3　藍(lán)細(xì)菌的分布與生態(tài)

藍(lán)細(xì)菌忍受極端環(huán)境的能力很強(qiáng)，在地球上的分布極廣，幾乎在所有的水域和土壤中存在。多喜生于含氮量較高、有機(jī)質(zhì)豐富的堿性水體中，高溫種類可以在溫度高達(dá)70～80℃的溫泉中生活。一些單細(xì)胞的藍(lán)細(xì)菌甚至可以在沙漠巖石的溝壑里生長。夏秋季節(jié)，在營養(yǎng)豐富的池塘、湖泊或者海洋中，水表生活的藍(lán)細(xì)菌如組囊藍(lán)細(xì)菌屬（Anacystis）和魚腥藍(lán)細(xì)菌屬（Anabaena）會很快地繁殖，形成“水華”或“赤潮”，造成水體的富營養(yǎng)化。另外一些藍(lán)細(xì)菌如顫藍(lán)細(xì)菌的強(qiáng)抗污染能力和凈化有機(jī)廢水的能力，使得它們被用作水污染的指示生物。

藍(lán)細(xì)菌在與其他生物形成共生關(guān)系方面也非常成功。它們與大多數(shù)地衣型真菌聯(lián)合進(jìn)行光合作用；是原生動物和真菌的共生者；固氮的種類與植物形成聯(lián)合體（地錢蘚、裸子植物和被子植物）。

微囊藻毒素（microcystin，MC）是由微囊藻（微囊藻屬，或微囊藍(lán)細(xì)菌屬，Microcystis）產(chǎn)生的一類天然毒素。被微囊藻毒素（MC）污染的飲用水和水產(chǎn)品，會給人類健康帶來巨大威脅，有研究表明，微囊藻毒素與肝癌的發(fā)病存在關(guān)聯(lián)。不論常規(guī)的自來水處理工藝，還是將水煮沸，都難以有效去除微囊藻毒素。研究顯示，即使在300℃高溫下，微囊藻毒素仍然可以保留一部分活性。近年來，隨著藍(lán)藻水華的頻頻發(fā)生，中國有很多湖泊和水系都面臨微囊藻毒素污染問題。從2007年7月1日起，我國開始實(shí)施新的生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)，其中，微囊藻毒素被列入水質(zhì)檢測指標(biāo)。