海洋甲藻包囊及沿革

孫 軍，楊 雙，張曉東

(天津科技大學(xué)印度洋生態(tài)系統(tǒng)研究中心，天津 300457)

甲藻是海洋中的單細胞生物[1]，在浮游植物中占據(jù)非常重要地位，對海洋生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動具有重大貢獻[2].在遇到不良環(huán)境時，有些甲藻會失去鞭毛形成不動的休眠細胞——甲藻包囊沉入海底[3].甲藻包囊有孢粉質(zhì)壁[4]，對外界環(huán)境的干擾有一定的抵抗力[5]，可以長達數(shù)年甚至更長時間在沉積物中保持活性[6].目前世界上大約發(fā)現(xiàn)2 000 種甲藻，其中有200 多種可以形成相應(yīng)的包囊[7]，包囊在周圍環(huán)境相對適宜時會重新萌發(fā)進入上層水體[8]，這極大地增強了甲藻種群的延續(xù)能力.包囊大量萌發(fā)極易造成區(qū)域內(nèi)相關(guān)藻華的發(fā)生，因此包囊常被稱為藻華的“種源”[9].在藻華爆發(fā)的后期，沉積物中的包囊會有所增加[10-11]，這也為下一次藻華的爆發(fā)奠定了基礎(chǔ).

藻華通常是指水體中的藻類大量繁殖從而達到一定密度的現(xiàn)象[12]，有時又被稱為赤潮.藻華的爆發(fā)有時會給周圍的海洋環(huán)境造成嚴重的破壞[13]，影響海洋養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展[14-15]，甚至?xí){人類的生命健康[16-17].藻華的爆發(fā)與相關(guān)區(qū)域水體環(huán)境的變化有很大關(guān)系，尤其是水體交換能力較為薄弱的區(qū)域，極易造成水體中營養(yǎng)物質(zhì)含量過高，引起浮游植物的大量增殖，進而使海水顏色發(fā)生變化，出現(xiàn)赤潮現(xiàn)象.包囊可以在一定程度上反映上層水體富營養(yǎng)化的演變[18-19]，同時還可以對富營養(yǎng)化區(qū)域或工業(yè)污染區(qū)進行區(qū)分[20].為了更好地了解調(diào)查區(qū)域的環(huán)境變化及相關(guān)影響因素，研究者逐漸加強對沉積物中包囊的研究[21-22]，試圖通過探索甲藻藻華爆發(fā)的機制，提高對藻華的防治能力.

本文主要簡介甲藻包囊的起源，系統(tǒng)梳理甲藻包囊的相關(guān)基礎(chǔ)術(shù)語，對近年國內(nèi)外甲藻包囊分子生物學(xué)、生理生態(tài)學(xué)等方面的研究進行簡要回顧，并對包囊與上層浮游植物的相互關(guān)系進行探索，為甲藻包囊之后的研究提供基礎(chǔ)知識，期望引起國內(nèi)學(xué)者對該領(lǐng)域的關(guān)注.

1 甲藻包囊的基本概念

甲藻包囊可以幫助甲藻躲避惡劣的生存環(huán)境，許多甲藻都以休眠孢子的方式保留至今，故包囊的存在為藻種的生存、延續(xù)與擴散提供了可能性[23-25].休眠孢子主要分為3 種類型(圖1[26])：似包囊(proximate cyst)、刺包囊(chorate cyst)和穴包囊(cavate cyst).

圖1 甲藻包囊及類甲板方程Fig.1 Cysts of dinoflagellates and their paratabulation

似包囊即包囊與營養(yǎng)細胞具有完全相同的甲板形態(tài)；刺包囊的孢子壁上有分枝和管狀突起，外壁和內(nèi)壁緊密相接；穴包囊跟刺包囊區(qū)別之處在于外壁和內(nèi)壁不緊密相接.

部分甲藻在整個生活史的過程中會因不同的因素形成兩種不同類型的包囊(圖2[27])，即暫時性包囊和休眠包囊.

(A)無性生活史階段：1.浮游性營養(yǎng)細胞；10.二分分裂；11.臨時性不動孢子.(B)有性生活史階段：2.配子對；3a.減數(shù)分裂；3b.游動合子；4、5.包囊形成過程；6.休眠孢子；7、8a.包囊萌發(fā)過程；8b.游動合子；9.浮游性營養(yǎng)細胞

暫時性包囊，是當水體中的營養(yǎng)細胞遭遇到強烈的沖擊、驟然的溫度變化、突然爆發(fā)的過高的生物量等不適宜其持續(xù)生長的環(huán)境變化時，營養(yǎng)細胞就會立即采取相應(yīng)的措施——形成暫時性包囊沉入海底沉積物中.形成的暫時性包囊的包囊壁較薄[7]，內(nèi)部的營養(yǎng)物質(zhì)與營養(yǎng)細胞的差異性不大，因此在周圍環(huán)境變得相對適宜時，暫時性包囊能夠在較短的時間內(nèi)萌發(fā)進入水體.但若將暫時性包囊長時間處于不良環(huán)境中，其是否會失去活力而不再萌發(fā)目前還不清楚.

休眠包囊，是營養(yǎng)細胞在進行有性生殖階段遭遇到惡劣的環(huán)境變化，游動合子會形成相應(yīng)的休眠孢子沉入海底.休眠包囊具有一定的休眠期，休眠期約為2 周到幾個月不等[28].休眠期內(nèi)的包囊即使周圍環(huán)境適宜其生長，也不能萌發(fā).休眠期過后，只要環(huán)境適宜，休眠包囊就可以萌發(fā)重新進入上層浮游植物群體中[29].休眠包囊可以在特殊的環(huán)境如低氧、高沉降條件下保存較長時間[30]，故對海洋環(huán)境的追溯與重建具有重要意義[31].

2 研究方法

包囊的分布與水底沉積物的類型具有一定的相關(guān)性[32]，包囊在淤泥和黏土占優(yōu)勢的地方含量較多，在粒徑較大的沉積物中含量相對較少[33]，因此在獲取樣品時要根據(jù)實驗需求選擇相應(yīng)的采集設(shè)備(抓斗式采泥器、重力采泥器、柱狀樣品采泥器)，從而提高采集效率.包囊在沉積物中密度相對較低，在分析樣品之前需要先對沉積物進行分離和濃縮.篩網(wǎng)過濾法[34]和孢粉學(xué)方法[35]是目前用的較多的分離方法，前者需要根據(jù)包囊的大小選擇相應(yīng)的網(wǎng)篩孔徑，據(jù)以往研究發(fā)現(xiàn)大部分包囊的大小在30～65μm[36]，所以一般會選擇20μm 和80μm 兩種孔徑的網(wǎng)篩.孢粉學(xué)方法則需要用鹽酸、氫氟酸等化學(xué)試劑對樣品先進行初步的處理，由于受實驗中相關(guān)化學(xué)試劑的影響，經(jīng)過該方法分離得到的包囊一般不適合再次進行萌發(fā)實驗[37].在早期的調(diào)查中，調(diào)查者也曾利用多鎢酸鈉(SPT)對沉積物中的包囊進行分離[38]，但在之后的研究中發(fā)現(xiàn)該方法在一定程度上會影響包囊的萌發(fā)率，且對包囊的形態(tài)造成影響.綜上，篩網(wǎng)過濾法是目前較為可靠的一種處理方法[39].

不同類型的甲藻一般形成的包囊形態(tài)有所差異，因此對于包囊分類鑒定的方法主要是利用顯微鏡觀察來分析包囊的形狀、大小、包囊壁、附屬物及古口等[40-42].電子顯微鏡相較于光學(xué)顯微鏡更為精細，可以將兩者相結(jié)合，確保實驗結(jié)果的準確性[43].但顯微鏡觀察也存有一定的弊端：(1)傳統(tǒng)的顯微鏡觀察往往依賴于研究者自身知識經(jīng)驗，存有一定的不準確性.(2)同種營養(yǎng)細胞會因環(huán)境的影響產(chǎn)生不同形態(tài)的包囊[44]，這就為依賴包囊形態(tài)進行分類帶來了困難.(3)形態(tài)相似的包囊也會形成不同類型的營養(yǎng)細胞[45]，這就需要對其進行挑取、培養(yǎng)、純化，增加了研究者的工作任務(wù).為了彌補傳統(tǒng)顯微鏡觀察方法存在的不足，人們不斷嘗試運用分子生物學(xué)的方法對包囊進行鑒定與分析，并取得了較好的結(jié)果[46-47].Gao等[48]利用基于高通量測序的宏條形碼技術(shù)發(fā)現(xiàn)在調(diào)查區(qū)域不同季節(jié)不同站位的包囊的豐度與分布有較大差異，并且其利用超聲波清洗盡可能除去包囊中的污染物，以提高分子鑒定的成功率[49].目前，研究者往往先利用電子顯微鏡及光學(xué)顯微鏡對包囊進行初步了解，然后再運用分子生物學(xué)方式對包囊進行深入分析[50-51].三者的有效結(jié)合，有利于區(qū)域新種的發(fā)現(xiàn)，也極大提高了實驗數(shù)據(jù)的可靠性.

3 甲藻包囊的起源與發(fā)展

3.1 甲藻包囊的起源

甲藻化石最早出現(xiàn)于白堊紀的火石碎片中[52]，而化石包囊最早發(fā)現(xiàn)于志留紀時期[53]，要比甲藻化石早5 個世紀.起初，孢粉學(xué)家只對包囊進行相關(guān)的研究，而并沒有將其與甲藻聯(lián)系在一起.直到Evitt通過“archeopyle(古口)”的觀察將包囊與甲藻聯(lián)系在一起[54]，才真正開啟了現(xiàn)代甲藻包囊的研究.之后，人們又在研究中發(fā)現(xiàn)配子的結(jié)合可以形成相應(yīng)的包囊，進而將包囊與有性生殖聯(lián)系在一起，完善了包囊與浮游植物的關(guān)系[55-56].

甲板術(shù)語的出現(xiàn)為包囊的研究提供了便利，最初，研究者在對包囊進行描述時所使用的術(shù)語較為繁雜[57]，為了方便記錄，Sarjeant 與Downie 于1966 年對相關(guān)術(shù)語進行了較為一致的劃分，結(jié)束了之前混亂的局面[58].在之后的發(fā)展中，研究者又根據(jù)實驗的需求不斷進行增添與完善[59]，讓人們對包囊與其營養(yǎng)細胞有了更為準確的認識.尤其是Sarjeant 對之前未區(qū)分的類型增添了9 種新的定義后，使得包囊的相關(guān)描述更為準確[60]，為之后的研究帶來很大的便利.

古口，即包囊的萌發(fā)孔，主要由副甲板脫落或橫溝、甲板等產(chǎn)生的裂縫形成[61].依賴于包囊古口的所在位置，研究者對現(xiàn)有包囊的古口進行類型的劃分：頂生(apical)、間生(intercalary)、溝前生(precingular)、復(fù)合型(combination)、混雜型(miscellaneous)(圖3[59，62]).早期對古口進行分類時，沒有明確劃分未覆蓋副板塊的裸甲藻類，為了彌補這一缺陷，Matsuoka 與Fukuyo 于2000 年又重新對古口進行較為詳細的定義，形成了完善的現(xiàn)代甲藻包囊的萌發(fā)孔類型(圖4[28]).通過對古口的研究，可以對包囊的類型進行鑒定與劃分，也可以通過參與萌發(fā)孔的副甲板的數(shù)量得到系統(tǒng)發(fā)育的趨勢，如頂孔板古口主要出現(xiàn)在三疊紀，從白堊紀開始，萌發(fā)孔開始由一個以上的甲板組成，之后萌發(fā)孔開始變?yōu)閺?fù)合型，直到新世紀才開始出現(xiàn)外包型包囊[63].

圖3 甲藻古口的類型Fig.3 Archeopyle types

(A)顯口型(saphopylic archeopyle)：a.頂生型；b.間生型；c.溝前型；d.外包型；e.頂生/間生/溝前型.(B)中間型(theropylic archeopyle)：f.頂生/間生型；g.結(jié)合型.(C)隱口型(cryptopylia archeopyle)：h.洞狀口；i.裂縫口

在初步完成對古口劃分后，有研究者利用古口與相應(yīng)的包囊甲板將包囊劃分為7 大譜系(Lineage)：角藻系(Ceratioid Lineage)、旋甲藻系(Cyclonephelium Lineage)、裸甲藻系(Dinogymnium Lineage)、膝溝藻系(Gonyaulacysta Lineage)、微角藻系(Nannoceratopsis Lineage)、多甲藻系(Peridinioid Lineage)、結(jié)節(jié)甲藻系(Tuberculodinium Lineage)[53].不同時期的環(huán)境有所差異，其主要的包囊組成也有所差別.

目前所知在三疊紀時期甲藻包囊僅在卡尼階與瑞提階有所發(fā)現(xiàn)，主要以原多甲藻類為主.到侏羅紀時期，包囊進化相對趨于穩(wěn)定.該時期根據(jù)其存有的包囊劃分為9 個帶及5 個亞帶，包囊的主要特點為擁有較少的副殼板及簡單的溝前型古口.雖然侏羅紀時期的包囊在一定程度上不及白堊紀及新生代時期的包囊那樣富集，但其較三疊紀時期包含包囊的區(qū)域已有所增加[53].

白堊紀時期的包囊根據(jù)其存有情況也分為9 個帶及5 個亞帶，雖與侏羅紀時期具有相同數(shù)量的帶與亞帶，但其包含的內(nèi)容卻有所差異.在白堊紀的早期，具厚壁的膝溝藻類出現(xiàn)，代表了對淺海環(huán)境的適應(yīng)性.也許是因為白堊紀后期海洋環(huán)境及氣候的變化，裸甲藻系(Dinogymnium Lineage)的出現(xiàn)僅限于白堊紀后期[53].

在第三紀，膝溝藻系(Gonyaulacysta Lineage)在群落的組合占據(jù)主要地位，且結(jié)節(jié)甲藻系(Tuberculodinium Lineage)在古第三紀開始出現(xiàn).古第三紀中的膝溝藻系(Gonyaulacysta Lineage)主要含有心球藻屬(Cordosphaeridium)、膝溝藻屬(Gonyaulacysta)、口蓋藻屬(Operculodinium)、刺甲藻屬(Spiniferites)及管球藻屬(Hystrichosphaeridium)等.無論是在古第三紀還是新第三紀的化石中，都未發(fā)現(xiàn)角藻系的蹤跡，故說明在第三紀相關(guān)物種沒有形成相應(yīng)的包囊.沉積物中包囊的多樣性在漸新世出現(xiàn)了明顯的下降，這對后期包囊的多樣性也造成了一定的影響，所以在新第三紀中多甲藻類的多樣性也出現(xiàn)下降趨勢.在新第三紀，占據(jù)主要優(yōu)勢的膝溝藻系中某些物種的豐度出現(xiàn)較大的變化，這可能與該時期的環(huán)境有一定的相關(guān)性[53].利用這7 大譜系，研究者對中生代與新生代時期出現(xiàn)的包囊進行區(qū)域的劃分(表1[53])，之后的研究者多利用其劃分對古海洋環(huán)境進行調(diào)查[64-65].

表1 中生代與新生代包囊分布帶Tab.1 Dinocyst concurrent range zones in the Mesozoic and Cainozoic

續(xù)表

為了適應(yīng)甲藻包囊的最新研究，Matsuoka[4]對海洋中較為重要的甲藻包囊進行孢粉學(xué)與生物學(xué)名稱的結(jié)合，并將其劃分為 6 大類：膝溝藻類包囊(Gonyaulacoid Group)、類結(jié)節(jié)類包囊(Tuberculodinioid Group)、鈣質(zhì)類包囊(Calcoidinellid Group)、裸甲藻類包囊(Gymnodinioid Group)、原多甲藻類包囊(Protoperidinioid Group)、翼甲藻類包囊(Diplopsalid Group)，這也是目前應(yīng)用比較廣泛的分類標準.王朝暉[61]在此概念的基礎(chǔ)上對重要甲藻包囊的孢粉學(xué)名稱與生物學(xué)名稱的對應(yīng)關(guān)系進行完善，使之后的研究者更容易對甲藻包囊進行區(qū)分.甲藻包囊是由相應(yīng)的甲藻在不良環(huán)境中所形成的，其甲藻具有自養(yǎng)型、異養(yǎng)型等類型.膝溝藻類包囊(Gonyaulacoid Group)、類結(jié)節(jié)類包囊(Tuberculodinioid Group)、鈣質(zhì)類包囊(Calcoidinellid Group)屬于自養(yǎng)型的甲藻包囊，而原多甲藻類包囊(Protoperidinioid Group)、翼甲藻類包囊(Diplopsalid Group)屬于異養(yǎng)型甲藻包囊.裸甲藻類包囊(Gymnodinioid Group)相對復(fù)雜，其中既包含自養(yǎng)型，也包含異養(yǎng)型[61].

在歷史的演替中，包囊共出現(xiàn)3 次較為完整的“生長周期”，在包囊含量最為豐富的指數(shù)期，海洋環(huán)境可能發(fā)生了較大的改變，不再適宜營養(yǎng)細胞的生長，從而導(dǎo)致沉積物中出現(xiàn)大量的包囊.在不同的歷史發(fā)展時期，包囊的適應(yīng)能力有所差別，沉積物中占據(jù)主導(dǎo)地位的包囊種類與數(shù)量也有所差異，研究者可以通過對沉積物中優(yōu)勢包囊來調(diào)查古海洋環(huán)境的變化.通過對包囊“生長周期”及優(yōu)勢種的研究，可以更好地分析出古海洋環(huán)境中主要的更替事件，有利于對古海洋環(huán)境進行追溯與重建.

3.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

到目前為止，國外對甲藻包囊各方面的相關(guān)研究較為完善，對包囊的研究一般集中在野外的調(diào)查實驗與室內(nèi)培養(yǎng)實驗.研究發(fā)現(xiàn)，包囊的萌發(fā)與形成受周圍環(huán)境因素的影響，眾多環(huán)境因素中以溫度、營養(yǎng)鹽、光照對包囊的影響尤為重要.包囊的萌發(fā)需要合適的溫度，當溫度達到適合包囊萌發(fā)的要求時，其才有可能順利萌發(fā)成營養(yǎng)細胞[66].休眠包囊一般具有一定的休眠期，不同類型的休眠包囊其休眠期一般不同且較為固定，但有時溫度的變化會導(dǎo)致休眠期的改變[67]，進而影響包囊的萌發(fā)時間.溫度除了能夠影響包囊的生理機制外，還能夠影響其最終分布[68].營養(yǎng)鹽中N、P 兩種元素被普遍認為是影響藻種生長的重要因子[69]，在包囊的形成與萌發(fā)中也占有重要的地位[70].兩者對于包囊的影響存在一定的差異，對于鏈狀亞歷山大藻(Alexandrium catenella)來說，N 限制更能誘導(dǎo)其包囊的萌發(fā)[71].海冰在哈得遜灣內(nèi)可以作為調(diào)控海水黑暗時間長短的因素，研究者發(fā)現(xiàn)黑暗時間的長短不但對適應(yīng)黑暗的異養(yǎng)型包囊沒有產(chǎn)生任何影響，對當?shù)匾蕾嚬庹丈L的自養(yǎng)型包囊也沒有任何影響[72].除上述環(huán)境因素外，鹽度與包囊也具有一定的相關(guān)性，Sildever 等[42]在對波羅的海中甲藻包囊物種的多樣性進行調(diào)查時發(fā)現(xiàn)包囊的多樣性與鹽度呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)性，Zonneveld 等[73]綜合世界范圍內(nèi)的2405 樣品數(shù)據(jù)及相關(guān)文獻，還發(fā)現(xiàn)沉積物中包囊的分布與溫度、鹽度、底層氧濃度等環(huán)境因素之間都呈正相關(guān)性.在進行室內(nèi)實驗時，人們有時難以從眾多包囊中挑取出活性包囊.為了方便實驗，Coyne 等[74]成功運用特定mRNA 對沉積物中的活性包囊進行鑒定，從而方便對沉積物中的死亡包囊與活性包囊進行區(qū)分.Erdner 等[75]利用實時熒光定量PCR 成功地對沉積物中的亞歷山大藻的包囊進行了計數(shù)與分析，并證明該種方法適用于每立方厘米包囊數(shù)量≥10 的沉積物.多環(huán)旋溝藻(Cochlodinium polykrikoides)因在亞洲及北美地區(qū)形成有害藻華而著名[76]，但因其包囊的形態(tài)還存有一定的疑問，限制了對多環(huán)旋溝藻進一步調(diào)查，選用熒光原位雜交法可以準確地檢測出其所形成的包囊，極大地提高了實驗效率[77].

中國對甲藻包囊的研究起步相對較晚[78]，但取得的成果卻不容小覷.齊雨藻等[79]、王朝暉等[80]、顧海峰等[81]多位學(xué)者先后對中國沿海表層沉積物進行相關(guān)調(diào)查，中國沿海甲藻包囊的種類與描述不斷增加與更新[82-84].王朝暉等[85]對中國沿海10 個海域或港口進行采樣研究，其中共發(fā)現(xiàn)14 屬61 種，并為中國的包囊記錄增添了17 個新種.顧海峰等[86]對中國沿海亞歷山大藻屬(Alexandrium)進行調(diào)查，為中國亞歷山大藻屬(Alexandrium)物種增添了 7 種新紀錄.顧海峰等[45]在2011 年對中國沿海的包囊種類進行較為全面的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)記錄的甲藻包囊共有25 屬67 種，其中原多甲藻屬占據(jù)主要優(yōu)勢.黃琳在2012年對東、黃海沉積物中包囊的研究發(fā)現(xiàn)，近三十年來調(diào)查區(qū)域的富營養(yǎng)化現(xiàn)象日趨嚴重[87].海區(qū)的富營養(yǎng)化除了與沉積物中甲藻包囊的組成有關(guān)[88]，也與自養(yǎng)型甲藻包囊的生產(chǎn)力具有一定的相關(guān)性[89].海底沉積物中的包囊有時會受上層水體運動的影響.例如，對黃海的樣品進行調(diào)查中首次發(fā)現(xiàn)高生物量的刺果口蓋藻(Operculodinium centrocarpum)包囊，研究推測形成這種現(xiàn)象的主要原因可能與該海域的冷水團及長江的徑流動態(tài)相關(guān)[90].受環(huán)境條件的限制，野外調(diào)查實驗具有一定的局限性，不能夠很好地了解包囊整個生活史的影響因素和變化情況，為了更好地了解包囊的生活習(xí)性以及與上層環(huán)境的相互關(guān)系，研究者近幾年來開始加強在室內(nèi)實驗，通過多種方式探索包囊及其營養(yǎng)細胞的特點.顧海峰等[91]通過分子手段對雙錐原多甲藻(Protoperidinium biconicum)和矮胖原多甲藻(Protoperidinium humile)建立了新的包囊與外壁的關(guān)系.也有研究運用多種物理、化學(xué)方式對錐狀斯氏藻包囊進行處理，發(fā)現(xiàn)外部環(huán)境影響包囊的萌發(fā)活性[92].顧海峰等[93]研究了東海沉積物中未鈣化的包囊的萌發(fā)情況，并對其進行了相關(guān)分子實驗，最終發(fā)現(xiàn)其為一株新種.通過室內(nèi)外實驗的相互結(jié)合，影響甲藻包囊萌發(fā)的各種影響因素也逐漸被了解，但由于包囊自身存有一定的復(fù)雜性，加之實驗技術(shù)、條件等眾多因素的影響，外界條件及包囊自身的應(yīng)對機理等方面還需進一步探索.

4 甲藻包囊與上層水體的關(guān)系

休眠包囊的萌發(fā)存在兩種相對應(yīng)的機制.第一種機制：度過強制性休眠期的包囊在良好的外界環(huán)境下便能萌發(fā)形成營養(yǎng)細胞；第二種機制：季節(jié)對休眠包囊萌發(fā)的影響[94].沉積物中包囊的大量萌發(fā)極易造成水體中營養(yǎng)細胞的大量增加，進而引發(fā)藻華現(xiàn)象.藻華的發(fā)生主要包括4 個過程：存有藻華類孢子→適宜條件下進行分裂繁殖→大量增殖成藻華→一定環(huán)境下產(chǎn)生包囊[95]，由此可知包囊與藻華頻繁發(fā)生存有一定的相關(guān)性.誘發(fā)甲藻藻華發(fā)生的因素有許多，主要包括水體富營養(yǎng)化[96]、溫度[97]、鹽度等.一旦藻華爆發(fā)不但會對海洋環(huán)境、水中生物造成傷害，甚至還會威脅人類的生命健康[98].即使在未發(fā)生藻華時期，包囊與上層的浮游植物之間就存在一定的聯(lián)系，Elshanawany 等[99]曾在研究甲藻包囊分布時發(fā)現(xiàn)在未發(fā)生赤潮時期，多邊舌甲藻(Lingulodinium machaerophorum)與水體中的藍藻呈現(xiàn)正相關(guān)性.在赤潮鼎盛時期，浮游植物過度消耗周圍環(huán)境中的營養(yǎng)物質(zhì)會導(dǎo)致沉積物中暫時性包囊和休眠包囊都具有不同程度的增加[100].甲藻包囊的存在是區(qū)域甲藻春季藻華反復(fù)爆發(fā)的一個重要因素，Nagai 等[101]曾注意到藻華消失時的溫度與包囊形成存有某種聯(lián)系，換言之，包囊的形成與藻華的消失具有一定的關(guān)系.

有害甲藻包囊主要是指可以形成有害藻華危害生態(tài)系統(tǒng)和自身能產(chǎn)生毒素的包囊，據(jù)統(tǒng)計，全球范圍內(nèi)大約有22 種，其中我國就存有約18 種[102].這些有害甲藻包囊的存在不但對水體中的生物造成危害，而且會通過食物鏈威脅人類的生命安全[12].為了加強對有害包囊的研究，Perini 等[103]發(fā)現(xiàn)利用實時熒光定量核酸擴增檢測系統(tǒng)(qPCR)可以對沉積物中有害包囊進行定量分析，這為進一步準確了解有害包囊的各種特性提供了堅實基礎(chǔ).

甲藻藻華的爆發(fā)可以幫助甲藻包囊擴大其自身地理分布，當某海域發(fā)生藻華時，水體中的甲藻營養(yǎng)細胞就會隨著海風的擾動、水流的走向來拓寬自身的分布范圍，也就變相地拓展了甲藻包囊的分布地理位置，為下一次更大范圍甲藻藻華的爆發(fā)埋下了隱患.除了在海底沉積物中存有甲藻包囊，在上層水體中也可能存在少數(shù)還未來得及沉入水底的殘余包囊.由于水體中的包囊極少，所以大部分的調(diào)查者在研究包囊時僅僅對沉積物中的包囊進行定量定性，從而忽略其在水體中的存在，造成了數(shù)據(jù)的不完整性，故在分析相關(guān)數(shù)據(jù)時存有少許的誤差.要想更為準確地反映調(diào)查海域甲藻包囊的組成，應(yīng)該將其對應(yīng)的上層水體中的少數(shù)包囊也進行定量定性分析，這樣才能更全面地了解調(diào)查區(qū)域的環(huán)境變化狀況.

5 展 望

雖然對于包囊及相關(guān)甲藻的研究已相對完善，但其中仍存有一些問題：(1)對包囊的準確分類與鑒定是分析各種因素的重要前提，但因多種實驗條件的限制，對于沉積物中損壞、未萌發(fā)的包囊難以進行明確的劃分與命名，給實驗帶來一定困難.(2)包囊的形成與萌發(fā)除了與周圍的環(huán)境因素具有很大的相關(guān)性外，與自身內(nèi)部復(fù)雜的生理機制也存有一定的聯(lián)系，但人們在調(diào)查時往往忽略對包囊內(nèi)部的生理機制探索.(3)全世界范圍內(nèi)不斷發(fā)現(xiàn)新的甲藻包囊類型，所以到目前為止對包囊的種類還沒有一個較為明確的統(tǒng)計.

今后研究方向：(1)包囊作為甲藻生命周期中的重要組成部分，被普遍認為是藻華發(fā)生和消失的重要指示標志.通過對包囊野外的調(diào)查研究可以一定程度上加深對藻華的了解，有利于改進藻華的減災(zāi)措施.因此，包囊不再局限于古生物的研究，而在海洋生態(tài)學(xué)、生物學(xué)方面也應(yīng)引起廣泛關(guān)注.為了加深對包囊的了解，研究者在積極開展野外調(diào)查實驗的同時，也應(yīng)不斷增強實驗室內(nèi)的生理生態(tài)學(xué)研究，利用分子生物學(xué)對包囊進行準確的鑒定及生理生化的探究，從而更加準確地把握包囊各種生理機制，對其生存、擴散以及與周圍環(huán)境相互作用有一個較為全面的掌握.(2)室內(nèi)的培養(yǎng)實驗雖然能對環(huán)境因素與包囊的相互關(guān)系進行科學(xué)的研究，并得出兩者的相關(guān)性，但對于真正的野外環(huán)境來說，包囊的形成與萌發(fā)是受多種因素共同作用的，為了能夠?qū)Π业母鞣N機制進行全面了解，研究者應(yīng)增長野外調(diào)查的時間，從而得到更為準確的現(xiàn)場結(jié)果.(3)由于環(huán)境、技術(shù)等方面的限制，研究者對于包囊的調(diào)查區(qū)域多集中于沿岸區(qū)域地帶，對于外海的調(diào)查研究相對較少，這可能會造成部分甲藻包囊還未被發(fā)現(xiàn)，因此今后應(yīng)不斷將調(diào)查區(qū)域向外海擴展.