海洋微藻 頂起地球半邊天

陳長(zhǎng)平

植物的光合作用能固定太陽能、合成有機(jī)物、釋放氧氣，是地球上動(dòng)物和其他生物賴以生存的基礎(chǔ)?？梢哉f，光合放氧過程是地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)。與陸地上的植物相似，海洋中也生活著一群光合放氧生物，它們就是海洋微藻。微藻的個(gè)體微小，一般只有幾微米到幾十微米，只有借助顯微鏡才能夠看清楚它們。海洋微藻主要包括藍(lán)藻、硅藻、甲藻和球石藻等類群。與陸地上超過27.5萬種植物不同的是，海洋微藻目前已有記錄的種類較少，約為2.5萬種。它們的總生物量也不足陸地綠色植物總生物量的1%。但是，海洋微藻每年合成的有機(jī)物占到地球全部光合產(chǎn)物的一半。也可以說，我們每一次呼吸，其中有一半的氧氣來自海洋微藻。因此，海洋微藻以微小的個(gè)體和有限的種類為地球做出了巨大的貢獻(xiàn)。

藍(lán)藻

讓地球自由呼吸

今天的大氣中含有豐富的氧氣，然而在地球早期的大氣-海洋系統(tǒng)中卻缺少這些游離態(tài)的氧。早在27億年前，地球上最早出現(xiàn)的一類微藻——藍(lán)藻，它們通過光合放氧逐漸改變了大氣和海洋中缺氧的狀況，對(duì)地球的早期環(huán)境產(chǎn)生了很大的影響。在距今25億年的前寒武紀(jì)，海洋是以原核藍(lán)藻這些結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、種類稀少但數(shù)量巨大的初級(jí)生產(chǎn)者組成的生態(tài)系統(tǒng)，這個(gè)時(shí)期也被稱為“藍(lán)藻時(shí)代”。今天，藍(lán)藻雖然沒有了祖先的輝煌，但是它們憑借著“生物固氮”的一技之長(zhǎng)，依然是大洋中數(shù)量最多的微藻和僅存的原核光合自養(yǎng)生物。

真核藻類：

“三大家族”的崛起

海洋中原核藍(lán)藻“一藻獨(dú)霸”的局面維持了近10億年。直到距今16億～18億年前，真核藻類的出現(xiàn)才打破了這種局面?，F(xiàn)代真核藻類的興起始于距今約2.3億年的三疊紀(jì)中期。在整個(gè)中生代海洋中，藍(lán)藻逐漸被另外三大微藻家族所替代，它們是硅藻、甲藻和球石藻。今天，這三大類微藻為海洋貢獻(xiàn)了大多數(shù)的有機(jī)物質(zhì)，成為魚、蝦、貝等海洋動(dòng)物的食物。俗話說“大魚吃小魚，小魚吃蝦米”，那么蝦米吃什么？就是吃這些微藻。因此，微藻的數(shù)量直接影響到海洋漁業(yè)的豐寡，如我國(guó)的幾個(gè)大漁場(chǎng)（舟山漁場(chǎng)、北部灣漁場(chǎng)等）都是海洋微藻豐富的海域。

（責(zé)任編輯/李平）

甲藻 微藻中的壞小子

正如牧草中的雜草，海洋微藻中也存在一些有毒有害的種類。它們大多數(shù)來自甲藻。在合適的條件下，甲藻能大量繁殖，并引起海水變色，形成赤潮。甲藻產(chǎn)生的毒素被海洋中的貝類或魚類攝食，并通過食物鏈傳遞到人體內(nèi)，造成人體中毒。這些毒素的種類多樣，毒性各異，如腹瀉性貝毒、麻痹性貝毒、神經(jīng)性貝毒、西加魚毒等。

硅藻 住在玻璃房里的生物

硅藻最顯著的特征在于它們具有美輪美奐、極具觀賞性的硅質(zhì)外殼。這些外殼具有規(guī)則、堅(jiān)固的晶體結(jié)構(gòu)及奇特的花紋與圖案。住在這樣特殊的玻璃房里，硅藻可以從容地應(yīng)對(duì)各種外界環(huán)境的威脅，例如動(dòng)物的攝食、細(xì)菌的侵襲和紫外線的輻射。這是硅藻在海洋中繁榮興盛的原因之一。在特定條件下，硅藻死亡后，它們的外殼仍會(huì)完整無損地保留下來，并形成硅藻土。位于美國(guó)加州海岸的硅藻土綿延數(shù)千米，厚度達(dá)200米，這足以見證硅藻曾經(jīng)的輝煌。硅藻土在工業(yè)上用途很多。例如，它們?cè)?jīng)被當(dāng)作一種液態(tài)硝酸甘油的吸收劑應(yīng)用于炸藥的生產(chǎn)過程，起到提高炸藥運(yùn)輸安全性的作用。硅藻土還可以用于室內(nèi)裝修，具有吸收有害氣體、凈化室內(nèi)空氣的作用。

球石藻 住在石頭房里的生物

這是一類完全不同于硅藻和甲藻的生物。它們最顯著的特征是具有由碳酸鈣組成的球石粒外殼，這層外殼由很多結(jié)構(gòu)各異的鱗片組成，包圍在球石藻細(xì)胞外面。球石粒的美麗精巧程度絲毫不亞于硅藻的硅質(zhì)外殼。由于碳酸鈣外殼很容易在地層沉積物中被保存，最終形成了疏松的白堊土，如歐洲北部及世界各地的白堊海岸。這不僅是重要的儲(chǔ)碳途徑，同時(shí)白堊土也是我們所熟悉的黑板粉筆的主要原料。