水藻擁有超能力

陸必行

水藻無處不在

無論是浩瀚的海洋里還是公園里的小池塘，你幾乎在任何有水的地方可以找到水藻。在你的印象中，水藻是什么樣的？是包裹著壽司的海苔，是海底的海藻森林，還是漂浮在池塘水面的綠藻？其實，這些都是水藻家族的成員。水藻是個龐大的家族，它們既不是動物，也不是植物，除了部分屬于原核生物，大部分藻類屬于一個特殊的群體——原生生物。

水藻種類繁多，分起類來實在不容易，一般將水藻分為兩類：大型藻類和微藻。雖然都是水藻，但體型、習(xí)性等都要“因藻而異”。大型水藻，如海藻，不像植物有深深扎在泥土中的根，不過它們有類似根的結(jié)構(gòu)，這些根狀結(jié)構(gòu)不能像真正的根一樣從土里汲取水分和礦物質(zhì)，它們的唯一功能就是牢牢抓住巖石。大型水藻可以長得很高，其中最大的要屬海藻森林里的巨藻，巨藻從海底開始生長，可以長到20層樓高，這里是許多海洋動物躲避、嬉戲、覓食、休息的圣地，無論是躲藏在假根里的小型生物還是在海藻森林里穿梭的大型生物如海豹，都常常在此流連。

微藻則不同，它是單細(xì)胞生物，肉眼無法看到，只有在顯微鏡下才會顯形。在微藻中，有一大部分微藻屬于硅藻。如果舉辦水藻界選美大賽，硅藻大概會拔得頭籌，它們色彩紛呈，結(jié)構(gòu)像寶石，有棱有角。這主要是因為硅藻細(xì)胞外包裹著一層硅質(zhì)細(xì)胞壁，主要成分是二氧化硅。硅質(zhì)細(xì)胞壁紋理、形態(tài)各異，但多呈對稱排列，因此硅藻都具有一種整齊的對稱美。硅藻死亡后，沉到水體底部，形成硅藻土。硅藻土有大用處，從凈水過濾器、貓砂到繪畫顏料都少不了硅藻土。硅藻還參與了法醫(yī)鑒定程序，通過判定尸體血管中的硅藻，法醫(yī)可以鑒別出死者是入水后死亡還是死亡后入水，根據(jù)特定的硅藻種類還能鑒別出死者的第一死亡水域。

除此之外，地球上許多生命的生存要仰仗水藻。無論是在海洋還是淡水里，水藻是所有水生生物的生存基石，無論是直接還是間接以海藻為食，水藻都是它們賴以生存的能量來源。此外，地球上有一半的氧氣來自水藻，因此水藻可以說是名副其實的“制氧機”。這些數(shù)量龐大、種類繁多的生物擁有超能力。

超能力一：

環(huán)境極端，頑強生存

歷經(jīng)幾百萬年歲月的洗禮，水藻已然鍛煉出了頑強的生命力，它們在各種極端的環(huán)境下都可以生存，如北極的冰層中、海底火山口等。

2016年，科學(xué)家在美國黃石火山溫泉發(fā)現(xiàn)了一種水藻——溫泉紅藻。黃石火山溫泉中含有大量重金屬物質(zhì)，具有腐蝕性，這也導(dǎo)致了火山溫泉極酸，pH 值在0～1之間，在這樣的酸度下，大多數(shù)生命是無法忍受的，因為酸性會破壞蛋白質(zhì)，使生命體內(nèi)發(fā)生紊亂，從而導(dǎo)致它們無法存活。另外，黃石火山溫泉的溫度高達56℃，雖然這個溫度看起來并不是特別高，因為在海底熱液噴口100℃以上的環(huán)境下仍有細(xì)菌活動，但其實56℃對于真核生物來說已經(jīng)極具破壞性了，高溫會破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，還會破壞酶的形成，影響代謝。溫泉紅藻是真核生物，卻能在這樣高溫的環(huán)境中生存。那么，這些紅藻是如何生存下來的呢？

原來，在溫泉里還生存著一些細(xì)菌，細(xì)菌是原核生物，沒有細(xì)胞內(nèi)膜、沒有核膜、沒有任何有膜的細(xì)胞器如線粒體、葉綠體等，在地球上大多數(shù)極端環(huán)境中都有細(xì)菌的身影，黃石火山溫泉中也不例外。溫泉紅藻能在此生存還得感謝細(xì)菌?？茖W(xué)家對紅藻及細(xì)菌進行基因檢測發(fā)現(xiàn)，這里的紅藻耐酸耐高溫的遺傳物質(zhì)并不是從它們的祖先那里得來的，而是從它們的鄰居——細(xì)菌那里得來。在極端環(huán)境中怡然自得的細(xì)菌早就進化出了能抵御種種極端環(huán)境的遺傳物質(zhì)，紅藻自身沒有這樣的遺傳物質(zhì)，只能從它的鄰居身上“借”，它們能夠?qū)⒓?xì)菌的這些遺傳物質(zhì)復(fù)制下來，供自己使用。至于具體是如何復(fù)制的，目前還不清楚，溫泉紅藻就靠著這種特殊能力在火山溫泉里定居的。

溫泉紅藻只是水藻大家庭的其中之一，其他水藻也各有各的生存妙招，使得它們能夠在各種極端的環(huán)境中生生不息。

超能力二：水藻工廠

上面說到水藻能制氧，其實水藻的能力不僅限于此，如果利用得當(dāng)，它還是一個強大的制造車間。

如果你是女生，大概聽說過許多從水藻中提取相關(guān)物質(zhì)制作的護膚品。水藻中含有蝦青素，俗稱“抗氧化之王”，還有β-胡蘿卜素，也具有抗氧化的功效，這兩者皆受各種抗氧化護膚品的追捧。水藻中還有一種物質(zhì)叫做“海藻酸”，能夠快速吸收水分，可添加在護膚品中充當(dāng)保濕成分，它還可以形成海藻膠，起粘合劑的作用，通常用于口紅中，使口紅易于著色。因此，水藻成了各種護膚品、化妝品的生產(chǎn)車間。

水藻還能制油。如今人類正在逐步減少對石油的依賴，之前生產(chǎn)出了用谷物制作的生物燃料。但谷物制作燃料有種種限制，譬如大豆和玉米，生長周期長，對土壤和水質(zhì)要求高，于是科學(xué)家把目光轉(zhuǎn)向了水藻。水藻對生長環(huán)境不大挑剔，幾乎只要有水就能生長，甚至能夠在被污染的水域中生存。生長周期短，一些水藻如馬尾藻和綠藻生長周期只有10天，比谷物要快得多。最重要的是，有些種類的水藻能夠產(chǎn)出自身干重60%的藻油，可利用率極高。藻油燃燒后與用玉米等制作的乙醇燃料類似，對環(huán)境很友好。

水藻工廠在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也占有一席之地。萜類是一種自然抗癌物，廣泛分布于植物、昆蟲、微生物體內(nèi)，結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，在實驗室中合成既耗資又耗時。但如果把這項任務(wù)交給水藻，就沒那么困難了。例如，在一種植物——南歐大戟的汁液中含有一種能夠治療皮膚癌的萜類，這種萜類的生成受南歐大戟獨特的基因控制。為了批量生產(chǎn)出這種藥物，科學(xué)家用基因編輯技術(shù)使得綠藻也能夠生產(chǎn)出這種獨特的萜類藥物。

水藻工廠的用途還有許多，它們仿佛無所不能，現(xiàn)在全球許多公司開始用水藻作為建筑覆蓋層代替原來的植被、把水藻做成燈罩、用水藻造紙等等，不一而足。

能力者的未來

在未來，水藻也許會像大豆、玉米一樣，成為人類的主要作物。越來越多的水藻工廠已經(jīng)逐漸在全球各地建立起來。

水藻工廠一般有兩種模式。一為人工養(yǎng)殖，比如在我國云南省麗江市就有一個占地面積40萬平方米的水藻工廠，是目前世界上最大的人造水藻工廠。這種人造水藻工廠勝在用水節(jié)儉，占地面積小，生產(chǎn)效率高，但造價高昂。另一種為放養(yǎng)式，例如夏威夷的科納海岸，在這里，企業(yè)利用海水養(yǎng)殖水藻，是最為經(jīng)濟的一種水藻養(yǎng)殖方式。

在不久的將來，擁有超能力的水藻不僅僅只滿足于我們的口腹之欲，還會逐步滲入生活的方方面面，在我們的日常生活中扎根。