海洋微藻 頂起地球半邊天

陳長平

植物的光合作用能固定太陽能、合成有機物、釋放氧氣，是地球上動物和其他生物賴以生存的基礎。可以說，光合放氧過程是地球上最重要的化學反應。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物占到地球全部光合產物的一半。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體和有限的種類為地球做出了巨大的貢獻。

藍藻

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-海洋系統中卻缺少這些游離態的氧。早在27億年前，地球上最早出現的一類微藻——藍藻，它們通過光合放氧逐漸改變了大氣和海洋中缺氧的狀況，對地球的早期環境產生了很大的影響。在距今25億年的前寒武紀，海洋是以原核藍藻這些結構簡單、種類稀少但數量巨大的初級生產者組成的生態系統，這個時期也被稱為“藍藻時代”。今天，藍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，依然是大洋中數量最多的微藻和僅存的原核光合自養生物。

真核藻類：

“三大家族”的崛起

海洋中原核藍藻“一藻獨霸”的局面維持了近10億年。直到距今16億～18億年前，真核藻類的出現才打破了這種局面。現代真核藻類的興起始于距今約2.3億年的三疊紀中期。在整個中生代海洋中，藍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了大多數的有機物質，成為魚、蝦、貝等海洋動物的食物。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，微藻的數量直接影響到海洋漁業的豐寡，如我國的幾個大漁場（舟山漁場、北部灣漁場等）都是海洋微藻豐富的海域。

（責任編輯/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，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、極具觀賞性的硅質外殼。這些外殼具有規則、堅固的晶體結構及奇特的花紋與圖案。住在這樣特殊的玻璃房里，硅藻可以從容地應對各種外界環境的威脅，例如動物的攝食、細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，它們的外殼仍會完整無損地保留下來，并形成硅藻土。位于美國加州海岸的硅藻土綿延數千米，厚度達200米，這足以見證硅藻曾經的輝煌。硅藻土在工業上用途很多。例如，它們曾經被當作一種液態硝酸甘油的吸收劑應用于炸藥的生產過程，起到提高炸藥運輸安全性的作用。硅藻土還可以用于室內裝修，具有吸收有害氣體、凈化室內空氣的作用。

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，這層外殼由很多結構各異的鱗片組成，包圍在球石藻細胞外面。球石粒的美麗精巧程度絲毫不亞于硅藻的硅質外殼。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。這不僅是重要的儲碳途徑，同時白堊土也是我們所熟悉的黑板粉筆的主要原料。