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既不是动物也不是植物!地球20%氧气由它制造如今却正在死去…
发布时间:2022-09-25 05:54:27 作者:乐语体育外围彩票 来源:乐鱼体育竞技309

  本文专家:刘雅丹,中国水产学会原秘书长助理/研究员,全国首席科学传播专家

  我们总说这个世界是非常奇妙的,地球上一些看似微不足道的东西,却能顽强生存亿万年,并演绎出千姿百态的生命形态,比如硅藻就是这样的小精灵。

  硅藻是具有色素体的单细胞藻类,它们很常见,也是水域生态中很重要的浮游生物。硅藻一般非常微小,小到仅有几微米,如果不在显微镜下,难以看到它们美丽的花纹,即便最大的硅藻,也不超过3-4毫米。

  硅藻分布极其广泛,以群体形式生长,在海洋、淡水、蒸气、泥土、潮湿的表面……几乎所有的水生环境中都有它们的身影。在开阔的远洋水域生活,它们可以浮游漂荡,在海底砂砾上,它们可以形成像膜一样的绿衣,更神奇的是它们能在潮湿的大气中存活,甚至能分布在高空中。

  也就是说,在地球上,只要有水的地方,都有硅藻的踪迹,在温带、热带的沿海地区更是明显。它们种类多、数量大,构成了水中草原。在生活中,硅藻也很常可见,如果家里的鱼缸换水不够勤快,缸壁上生出的绿色斑点,就是硅藻的一种。

  硅藻分为2个纲,一个叫中心纲(Centricae),其特征是其壳面上的花纹从中央一点对称向外四周辐射,无纵沟,形状多为圆形,也有三角形、四边形、五边形等多边形的,中心纲硅藻以浮游生活居多,多数生长在海里。另一个叫羽纹纲(Pennatae),其特征是具有两侧对称排列的纹饰,即左右对称,有纵沟,形状多为长条形或舟形,也有椭圆形的,以底栖生活居多。

  一是颜值出众。硅藻体型微小却带着精妙结构,显微镜下可以看到它的细胞外壳非常漂亮,瓣壳上有许多严整精密的美妙花纹和图案,仿佛经过了精心设计,让人惊叹大自然的绝妙。与植物或动物不同,硅藻的细胞壁是硅质和果胶质组成的,外层为硅质,和欧泊宝石的成分一样,内层为果胶质。因此,硅藻的细胞壁也会呈现出和宝石一样绚烂的结构色。

  二是非动物也非植物。和海葵一样,硅藻到底是动物还是植物存在争论。如果说它是一种单细胞动物,类似草履虫,但是它又能进行光合作用,同时有细胞壁,又具有植物的特征。目前,学界比较认同的观点是硅藻属于不等鞭毛生物的一支,既不归属于动物、也不能归属于植物。

  三是硅藻化为硅藻土的作用也不容忽视。硅藻死后,如果它们坚固多孔的硅质外壳不分解,就会逐渐堆积在水底。随着时间和地质的变迁,形成了经济价值极高的硅藻土。由于硅藻土具有许多优良性能,如质轻、多孔、耐磨、绝缘以及化学稳定等,在许多行业得以广泛应用,可以制作牙膏、制造过滤剂、隔热材料、面膜等产品。

  另外,相关研究者也在探索建立纳米技术的硅藻。除此之外,硅藻土还有助于完好地保存动植物的遗体。

  硅藻虽小,但在整个地球生态系统中的地位却很重要。有海洋生物学家指出,硅藻的任何变化都可能导致海洋食物网发生重大转变,甚至会改变海洋吸收二氧化碳的能力。

  首先,硅藻作为海洋初级生产者,为鱼、贝、虾类等的生长贡献饵料。硅藻和其他藻类通过形成所有水生生物食物网的能量基础,在水生生态系统中发挥着至关重要的作用。

  其次,硅藻是氧气提供者。硅藻数量极大,光合作用效率极高,所以它们为地球供应了近20%的氧气,超过了被誉为“地球之肺”的热带雨林。硅藻在生产氧气的同时,吸收着环境中的大量二氧化碳,并将其储存在海洋深处。

  第三,它是水环境的指示针。硅藻处于海洋生态系统食物链的始端,对污染物反应灵敏,硅藻的群落的性质和数量会随着水质的变化而改变。因此,常被用作水质监测和评价的重要参数。目前,对硅藻的研究已被广泛应用于水质监测问题的研究,特别是水体营养状况、水体酸化以及污染物等。

  在今年联合国粮食与农业组织最新发表的一份题为《关于海藻和微藻在全球水产养殖发展中释放潜能的综述》中,可以看到包括硅藻在内的藻类为人类带来的各种贡献,特别是在当代全球关注双碳的背景下,藻类环境效益和生态系统服务功能正在显现。

  气候变化正威胁着海洋生态,对于硅藻也不例外。只是气候变化对其影响更为复杂。专家模拟气候变化下海洋环境的变化,其中对硅藻的研究令人担忧。

  正常情况下,硅藻本身具有“生物泵”的作用。硅藻活着的时候,壳体外的有机涂层可用于保护。当它们死后,保护涂层会被细菌降解掉。壳体顺着重力下落到海洋深处的过程中,把硅从海洋表层运到深层,再通过全球海洋环流输送到表面,以供其他硅藻生长使用。但是,如果海水酸化严重,壳体的溶解速度减慢,就会直接沉入海底并长期沉积,无法向上层海水进行补给,从而影响下一代硅藻的生长。

  模拟研究估算出,高排放情景下,到2200年硅藻的数量会降低26%。作为初级生产者的硅藻,如果如此大量地消失,我们不难估计对生物链上其他消费者所产生巨大的影响。

  可以推测,随着硅藻的减少,就不能给海洋食草动物,如海胆、海螺和贻贝、牡蛎、某些鱼类物种以及海牛等较大的动物提供食物,这些食草动物就会减少。食草动物的减少,又会导致食肉动物(包括鲨鱼、海豹、一些海鸟、一些章鱼、许多鱼类物种和许多软体动物等)、一些杂食动物(如一些鲸鱼种类、海龟、螃蟹和一些海鸟等)的减少。这种多米诺骨牌效应非常可怕。

  研究结果告诉我们,硅藻似乎微不足道、不受注意,但它们可能产生的影响却不容忽视——会改变我们对环境和生物变化的预测。我们目前对地球上的生物多样性以及生命形式是如何相互作用的了解的确太少。如果不认真研究气候变化对硅藻的影响,不采取果断措施应对气候变化,将面临无法估量的风险。