海洋微藻 顶起地球半边天

陈长平

植物的光合作用能固定太阳能、合成有机物、释放氧气，是地球上动物和其他生物赖以生存的基础。可以说，光合放氧过程是地球上最重要的化学反应。与陆地上的植物相似，海洋中也生活着一群光合放氧生物，它们就是海洋微藻。微藻的个体微小，一般只有几微米到几十微米，只有借助显微镜才能够看清楚它们。海洋微藻主要包括蓝藻、硅藻、甲藻和球石藻等类群。与陆地上超过27.5万种植物不同的是，海洋微藻目前已有记录的种类较少，约为2.5万种。它们的总生物量也不足陆地绿色植物总生物量的1%。但是，海洋微藻每年合成的有机物占到地球全部光合产物的一半。也可以说，我们每一次呼吸，其中有一半的氧气来自海洋微藻。因此，海洋微藻以微小的个体和有限的种类为地球做出了巨大的贡献。

蓝藻

让地球自由呼吸

今天的大气中含有丰富的氧气，然而在地球早期的大气-海洋系统中却缺少这些游离态的氧。早在27亿年前，地球上最早出现的一类微藻——蓝藻，它们通过光合放氧逐渐改变了大气和海洋中缺氧的状况，对地球的早期环境产生了很大的影响。在距今25亿年的前寒武纪，海洋是以原核蓝藻这些结构简单、种类稀少但数量巨大的初级生产者组成的生态系统，这个时期也被称为“蓝藻时代”。今天，蓝藻虽然没有了祖先的辉煌，但是它们凭借着“生物固氮”的一技之长，依然是大洋中数量最多的微藻和仅存的原核光合自养生物。

真核藻类：

“三大家族”的崛起

海洋中原核蓝藻“一藻独霸”的局面维持了近10亿年。直到距今16亿～18亿年前，真核藻类的出现才打破了这种局面。现代真核藻类的兴起始于距今约2.3亿年的三叠纪中期。在整个中生代海洋中，蓝藻逐渐被另外三大微藻家族所替代，它们是硅藻、甲藻和球石藻。今天，这三大类微藻为海洋贡献了大多数的有机物质，成为鱼、虾、贝等海洋动物的食物。俗话说“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米”，那么虾米吃什么？就是吃这些微藻。因此，微藻的数量直接影响到海洋渔业的丰寡，如我国的几个大渔场（舟山渔场、北部湾渔场等）都是海洋微藻丰富的海域。

（责任编辑/李平）

甲藻 微藻中的坏小子

正如牧草中的杂草，海洋微藻中也存在一些有毒有害的种类。它们大多数来自甲藻。在合适的条件下，甲藻能大量繁殖，并引起海水变色，形成赤潮。甲藻产生的毒素被海洋中的贝类或鱼类摄食，并通过食物链传递到人体内，造成人体中毒。这些毒素的种类多样，毒性各异，如腹泻性贝毒、麻痹性贝毒、神经性贝毒、西加鱼毒等。

硅藻 住在玻璃房里的生物

硅藻最显著的特征在于它们具有美轮美奂、极具观赏性的硅质外壳。这些外壳具有规则、坚固的晶体结构及奇特的花纹与图案。住在这样特殊的玻璃房里，硅藻可以从容地应对各种外界环境的威胁，例如动物的摄食、细菌的侵袭和紫外线的辐射。这是硅藻在海洋中繁荣兴盛的原因之一。在特定条件下，硅藻死亡后，它们的外壳仍会完整无损地保留下来，并形成硅藻土。位于美国加州海岸的硅藻土绵延数千米，厚度达200米，这足以见证硅藻曾经的辉煌。硅藻土在工业上用途很多。例如，它们曾经被当作一种液态硝酸甘油的吸收剂应用于炸药的生产过程，起到提高炸药运输安全性的作用。硅藻土还可以用于室内装修，具有吸收有害气体、净化室内空气的作用。

球石藻 住在石头房里的生物

这是一类完全不同于硅藻和甲藻的生物。它们最显著的特征是具有由碳酸钙组成的球石粒外壳，这层外壳由很多结构各异的鳞片组成，包围在球石藻细胞外面。球石粒的美丽精巧程度丝毫不亚于硅藻的硅质外壳。由于碳酸钙外壳很容易在地层沉积物中被保存，最终形成了疏松的白垩土，如欧洲北部及世界各地的白垩海岸。这不仅是重要的储碳途径，同时白垩土也是我们所熟悉的黑板粉笔的主要原料。