海洋藻类植物有哪些进行光合作用释放氧气的
——《自然阅览室》——
说到蓝藻,听起来好像有点陌生,但不熟悉不要紧,我们先从赤潮说起吧。
1997年3-5月在福建漳州海域发生大面积赤潮,损失约5000多万元。1998年3月18日在珠江口、广东东部和香港海域相继发生特大赤潮,水产养殖业损失3.5亿元。1999年7月13日在辽东湾海域发生了大面积赤潮,面积达6300平方公里,这是渤海有史以来发生的最大一次赤潮。
那什么是赤潮?赤潮是指海洋中的浮游藻类、原生动物或细菌等在短时间内快速繁殖并聚集,导致海洋生态系统遭到破坏的一种海洋生态异常现象。
那么,在淡水中有没有类似赤潮的现象呢?有的。
藻类在淡水中形成的类似赤潮的现象叫水华,也叫藻花,是某些蓝藻过度生长所产生的现象。譬如,在太湖、巢湖、滇池都遭到过水华。再如我们吃的海带、紫菜,引起“绿潮”的浒苔,分别属于褐藻、红藻、绿藻。
对了,顺便告诉您,我们吃的海带就是一种藻类,属于褐藻类。
所以,不管是海洋的赤潮还是淡水的水华,都是藻类过度繁殖的结果,这就是本文先从“赤潮”和“水华”说起的原因。
藻类生物形形色色,分为十多个大门类。有些藻类的个体由一个到数百个细胞不等组成,需要用显微镜才看得到。而最大的藻类,譬如海洋里的巨藻,长度可达数百米。参见《世界上最高的“树”生长在哪里?答案有点意想不到》。
上面提到的都是藻类对人类的危害,其实藻类对人类生存环境的形成做出了巨大的贡献,我们对它的评价应当更慷慨一点,可以这么说:没有藻类,更确切地说是蓝藻,就没有地球上的如此众多种类的生物!当然也谈不上人类的出现。
此话怎讲?
地球上最早出现的光合放氧生物就是蓝藻,大约在23亿年前由于蓝藻在海洋中的繁盛导致大气中积累氧气。也就是说,如果没有藻类的出现,大气中就没有氧气,也就不会出现有氧呼吸的生物了。参见《蓝藻与地球大气层的形成》。
可是,大家的印象里,氧气不是靠绿色植物进行光合作用释放的吗?实际上,现今大气中的氧气大约有一半来自陆地上的植物,还有一半来自海洋里的藻类,其中又有一半来自蓝藻,一半来自硅藻。
重点来了,海洋里的硅藻也好,陆地上的植物也罢,它们用以进行光合作用的叶绿体都是从蓝藻演化来的。这怎么理解?我们接着看下来。
下面这一段好像是一个故事,但却是事实。
大约在距今15亿年前,一种真核细胞吞噬了蓝藻,被吞噬的蓝藻在这种细胞中定居下来,成为细胞内的共生“居民”。这样,真核细胞就获得了光合作用的能力(因为蓝藻可以进行光合作用,蓝藻进入真核细胞就相当于成为了真核细胞的“叶绿体”)。之后,这种带有蓝藻“内共生体”的真核细胞演化出三个支系,一支成为绿藻,一支成为红藻,一支成为灰胞藻。
再后来,绿藻又分化出若干支系,其中一支在大约5亿年前从海洋登陆,分化出苔藓和蕨类两支,从蕨类又先后演化出裸子植物、被子植物,直至成为现今地球上森林、草原的主角。
与此同时,单细胞的红藻又被另一种真核细胞吞噬,演变为新的宿主细胞中的内共生体。从这种二次内共生的细胞分别演变出了甲藻、硅藻、褐藻等类群。其中硅藻也是现今地球环境中氧气的主要贡献者之一。
藻类和高等植物的光合作用在释放氧气的同时还固定二氧化碳,转化成有机质,对于稳定大气中二氧化碳的浓度和全球气候起到十分关键的作用。
藻类对地球环境的影响还有许多方面。譬如,藻类释放出的二甲基硫醚,进入大气中氧化为硫酸盐,促进生成云凝结核,通过云的反射、折射遮挡阳光,降低地表温度;再如,硅藻吸收硅酸参与形成其细胞壁,在海洋中繁殖和沉积,形成硅藻土,是硅元素在海洋中循环和归趋的关键驱动者;再如,陆生蓝藻在荒漠地区结皮固沙,大大加速了植被的恢复。
总之,地球环境沧桑巨变,孕育出藻类生物,藻类的演化、繁盛又反过来对地球环境产生了巨大的影响,为各类生物的生存繁衍创造了适宜的条件。
这些氧气飘到大气中,形成具有保护作用的臭氧层,让我们的蓝色星球郁郁葱葱,生机勃勃。
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