第06版:生态周刊

大气中的氧气1/2来自海洋藻类

《 人民政协报 》 ( 2022年05月12日   第 06 版)

全国政协委员,中国科学院水生生物研究所研究员 徐旭东

藻类生物听起来好像离我们有点距离,但其实有一些是大家所熟知的。譬如,在太湖、巢湖、滇池造成水华的主要是不同种类的蓝藻,再如我们吃的海带、紫菜,引起青岛“绿潮”的浒苔,分别属于褐藻、红藻、绿藻。

藻类生物形形色色,分为十多个大门类。有些藻类的个体仅有一个到数百个细胞,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。

藻类对人类生存环境的形成贡献巨大。

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。

可是,大家的印象里,氧气不是靠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。重点是,海洋里的硅藻也好,陆地上的植物也好,它们用以进行光合作用的叶绿体都是从蓝藻演化来的。

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。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,成为现今地球上森林、草原的主角。

与此同时,单细胞的红藻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,为人类的生存繁衍创造了适宜的条件。

2022-05-12 徐旭东 1 1 人民政协报 content_24478.html 1 大气中的氧气1/2来自海洋藻类 24,478 /enpproperty-->