細菌和藍藻是我們這顆星球上最古老的植物,它們大約相伴出現在33~35億年前。由於二者都沒有真正的細胞核,被同稱為原核生物,又因為兩者都以細胞直接分裂為主要的繁殖方式,也被合稱為裂殖植物。但二者的區別又極其明顯,細菌是不能營光合作用的異養生物,而藍藻是能營光合作用的自養生物。兩者在自然界中有著重要作用,並在植物系統演化進程中具有重大意義。

細菌:細菌是微小的單細胞植物,通常菌體細胞直徑在1微米左右,最小的細胞如微球菌其細胞直徑僅0.15微米,而最大的細菌如旋動泡硫菌其細胞直徑也不過18微米。細菌的細胞大都是無色透明的,因此需染色並用高倍顯微銳才能進行觀察。細菌的細胞結構非常簡單,僅具有細胞壁、細胞膜、細胞質和內含物等。有些細菌具有一至數條細絲狀鞭毛借以運動,有些細菌的細胞壁外面有一層叫做莢膜的透明膠狀物質以資保護,還有些細菌生長到某個階段菌體內細胞質失水濃縮形成厚壁芽孢以抵抗不良環境。細菌的外形常隨環境的變化而改變,通常在形態上分為球狀、杆狀、螺旋狀和絲狀。
球狀的細菌稱為球菌,根據細胞數目及排列情況又分為單球菌、雙球菌、鏈球菌、四聯球菌、八疊球菌和葡萄球菌等。較著名的肺炎雙球菌、乳酸鏈球菌和金黃色葡萄球菌就屬於這一類細菌。
杆狀的細菌稱為杆菌,有的杆菌還有分枝,叫做分枝杆菌。根據杆菌能否形成芽孢又分為芽孢杆菌和無芽孢杆菌。結核杆菌、大腸杆菌和雙歧杆菌是這一類細菌的代表。
螺旋狀的細菌稱為螺旋菌,根據細胞彎曲程度和菌體硬度又分為弧菌、螺旋菌和螺旋體。如霍亂弧菌,歐回歸熱疏螺旋體等。
絲狀的細菌又稱為放線菌。它是抗菌素的主要產生菌,迄今已知的抗菌素中,有三分之二是放線菌產生的,如鏈霉素、金霉素、氯霉素和土霉素等。
細菌以裂殖的方式進行繁殖,在優越的條件下,細菌經20分鐘就可以分裂一次。有人曾計算過一個大腸杆菌經過一晝夜連續不斷的分裂所產生的後代將覆蓋滿整個地球表面,當然在實際生活中由於晝夜溫度及營養條件的變化細菌常會停止分裂甚至死亡,避免了這一可怕現像的發生。
細菌分布範圍極其廣泛,幾乎遍布於世界的每一個角落。無論是空氣中、水中、土壤中、生物體中甚至人體內都有它們的蹤跡。細菌在自然界分布廣泛的原因是由於它們體積微孝易於散布,繁殖迅速、適應能力強。科學家們曾在空氣稀薄的大氣層中發現過厭氧細菌,也曾在冰封雪凍的南北極找到過嗜冷性細菌,還曾在零上七、八十度的溫泉中找到過嗜熱性細菌,甚至在岩漿噴發的活火山口也發現過細菌的存在。
現存的細菌大約有2000種左右,它們在自然界中及人類生活中有著十分重要的作用。
首先細菌是自然界物質循環過程中重要的分解者。大量的腐生細菌把動植物的屍體和排泄物以及各種遺棄物分解為簡單物質,使得自然界中的水、碳、氮循環得以實現。其次許多細菌對農業生產有利。如土壤細菌可把復雜的有機物或不溶性物質分解成農作物可直接吸收的營養物質,提高土壤肥力。與豆科植物共生的根瘤菌和自生性固氮菌,能固定大氣中的氮氣,為植物提供氮素營養。磷細菌把磷酸鈣、磷灰石、磷灰土分解為農作物容易吸收的養分。硅酸鹽細菌能促進土壤中的磷、鉀轉化速度。某些細菌能用於植物保護、防治蟲害,如能寄生於昆蟲體內並使之死亡的青蟲菌和殺螟杆菌,目前已被制成菌粉廣泛應用。工業上利用枯草杆菌進行皮革脫毛、絲稠脫膠、棉布脫漿等生產,利用谷氨酸短杆菌生產味素和肌苷酸。利用乳酸杆菌、醋酸杆菌和丙酮丁醇梭菌制造乳酸、醋酸和丙酮丁醇等化工原料。醫藥衛生方面人們利用大腸杆菌產生的門冬酰胺酶來治療白血病,利用腸膜狀明串珠菌產生的右旋葡萄糖酐來替代血漿。人們還利用毒性減低的病原菌制造菌苗和抗血清用於防治疾病,例如霍亂菌苗可預防霍亂,卡介苗可預防肺結核,白喉抗血清用於治療白喉,炭疽菌苗用於預防家畜的炭疽玻細菌還因細胞內含有染色體外遺傳因子——質粒而被應用於遺傳工程中。
細菌有害的程度也相當嚴重。農業生產上許多作物病害都來自細菌,如水稻白葉枯並馬鈴薯和蔬菜的軟腐並黃瓜和玉米的萎蔫並棉花角斑病等。工業發酵常因雜菌污染而停止,制糖工業也常因腸膜狀明串珠菌在糖汁中生長而導致糖難以產生結晶。腐生細菌能使肉類、糧食、水果、蔬菜等腐敗,造成巨大經濟損失。許多病害菌侵入人體導致嚴重疾病如傷寒、鼠疫、霍亂、痢疾、破傷風、白喉等。家畜、家禽感染馬炭疽菌、豬霍亂菌、雞霍亂菌可引起死亡。為著全面認識細菌,充分利用其價值並控制消滅其危害,科學家科做了不懈的努力。
進入九十年代利用有益細菌生產的營養保健品在各種各樣的單滋補品中獨領風騷,如三株口服液、新大地生命源等產品就是應用雙歧杆菌制造的保健品。雙歧杆菌是人體重要的生理菌群,它在人體內數量的多少直接影響著人的生理生化和免疫功能的參數,是決定人體健康狀況的最重要的指標之一。但是由於它的生物學特性使得這一細菌存在著生產難度大、存活時間短、服用效果差等缺點。我國科學家經過科學實驗衛星搭載實驗成功地獲得了世界上第一株兩歧杆菌變異株優良菌種,這對於應用推廣和提高我國人民身體素質方面具有重大的現實意義。最近外國科學家還找到了能使木屑生成乙醇的細菌、能吃殘留農藥的細菌、能處理廢水的細菌和能檢測水中有毒物質的發光細菌。我們相信隨著科學的日益進步,細菌的新價值也將被人們所發現和利用。
藍藻:藍藻因其特有的藍綠和暗綠色彩又被稱為藍綠藻。大多數藍藻的細胞壁外面有粘滑的膠質衣鞘,因此又叫粘藻。由於與細菌一樣具有原核和裂殖的特征,藍藻曾一度被稱為藍細菌。

藍藻細胞內的原生質體不分化成細胞質和細胞核,而分化成周質和中央質兩部分。周質位於細胞壁的內面,中央質的四周,藍藻的光合作用色素如葉綠素a,藻藍素和藻紅素等就存在於周質的光合片層中。中央質位於細胞的中央,不具核膜和核仁但有染色質,故又叫原始核或原核。
已知的藍藻大約有2000種,其藻體類型有單細胞的、群體的和絲狀體的。有些絲狀藍藻的營養細胞常特化為中空的異形胞,它往往具有固氮的功能。藍藻分布極廣,它在世界任何地方都有出現並常出現在其它植物所不能忍受的極端不良的環境中。由於大多數藍藻具有膠質衣鞘故能耐干旱、高溫和低溫,在美國黃石公園85℃高溫的溫泉中曾發現有旺盛的藍藻,並且有的藍藻能忍受-190℃的低溫達一周之久。
由於藍藻有固氮的特性,它能夠生活在貧瘠的基質上。藍藻是新開拓的土地或未開拓的土地上最初的生物,如在火山噴發而形成的島嶼上最先出現的往往是藍藻。有些藍藻生長在動、植物體中,如蝌蚪腸中有顫藻生長,蘇鐵根中、滿江紅葉腔中生有具固氮能力的項圈藻和念珠藻。有些藍藻還與真菌共生形成地衣。水生藍藻在營養豐富的水體中常大量發生形成水華,如位於亞洲和非洲大陸之間的著名的紅海,就是因為水中生有大量的紅束毛藻使得海水成為棕紅色而得名的。
藍藻具有重要的經濟意義,大多數具有異形胞的藍藻因有固氮能力而受到人們普遍重視。早在1939年印度人就將其施入稻田土壤中以增加氮肥。1958年中國開始進行固氮藍藻作晚稻肥源的研究,1978年湖北省數縣推廣試驗證明放養藍藻的晚稻比不放養的要增產近20%,近年美國科學家發現一種與西紅柿共生的藍藻能使西紅柿結果率增加近50%。許多藍藻可以食用,如葛仙菜、地術耳、發菜等。著名的發菜狀如人的頭發、顏色烏黑、略有腥味,常生長在貧瘠的土壤上,內蒙古地區一些退化的草場上長有大量發菜。因其諧音“發財”二字而倍受港澳同胞和海外華僑的晴睞。已被非洲乍得土著民族食用了幾個世紀的螺旋藻近年引起了廣泛重視。
據分析螺旋藻含有豐富的蛋白質、糖類、脂肪、維生素和微量元素,尤其是含有人和動物不能合成的八種必需氨基酸,適於用作老人、兒童和病人的食品或珍貴動物飼、鉺料的添加劑。最近聯合國有關組織宣稱:螺旋藻是21世紀人類的最佳食品和保健品。藍藻的藥用價值也越來越受到矚目,如雲南奇星施普瑞藥業有限公司研制的新藥——“施普瑞”膠囊對癌症治療有奇效。許多藍藻還是污水的指示植物,可以用於環境監測。藍藻的危害也是很大的,魚塘中如有大量藍藻發生消耗過多氧氣常使魚窒息死亡。某些藍藻常使魚肉變得有土腥味,還有些藍藻分泌有毒物質,引起家畜和人中毒,這一點應引起高度重視。
作為最早出現的植物,細菌和藍藻改變了原始地球的面貌並為後來其它動植物的出現和發展提供了可能性。在我們追塑生命起源和進化歷程的時候請正視這樣一個事實:正是由於有了細菌和藍藻這兩類既有益又有害、既可怕又可愛的古老植物的巨大貢獻才使得我們今日這個生命世界如此的生機勃勃和豐富多彩。