地球氧氣製造者

THE MERIT TIMES

文／智慧鳥 2023-01-18

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圖／智慧鳥

矽藻圖／智慧鳥

赤潮圖／智慧鳥

巨藻圖／智慧鳥

圖／智慧鳥

文／智慧鳥

地球上發生過許多次生物大滅絕事件，不管環境曾經多麼惡劣，只要氣候恢復平穩溫和，浮游藻類很快就會恢復活力，在海水和淡水中大量繁殖起來。正是這種強大的生命力和龐大的數量、微小的體型，幫助浮游藻類度過一次又一次大災變。它們製造營養，幫助水中動物恢復和發展，整個生態系統才能全面復甦。而直到現在，它們仍然是最重要的氧氣製造者，製造了大氣中約70%的氧氣。

只要有水就有矽藻

所有浮游藻類當中，矽藻數量最多。在世界大洋中，只要有水的地方，一般都有矽藻的蹤跡，尤其是在溫帶和熱帶海域，淡水和潮溼的土壤中也有不少。矽藻種類繁多，形態多樣。矽藻細胞外包裹著由大量矽質組成的殼，分為上下兩部分。殼面上有著非常精美的圖案，如同透明的水晶盒子。

矽藻細胞外殼上美妙的紋理，產生了比平滑表面更多的表面積，能夠讓它的光合作用更有效率。矽藻死後，它們的外殼會沉於水底，經過億萬年的累積成為矽藻土。人們將矽藻土開採出來，製造工業用的過濾劑、隔熱及隔音材料等等。

矽藻土還曾經幫助諾貝爾獎的創始人馴服易爆的硝化甘油，製造出穩定的炸藥。這要歸功於矽藻外殼的結構。那些帶有花紋和小孔的「盒子」讓矽藻土具有鬆軟、輕盈和吸附能力強的特點，硝化甘油被吸入孔中，就不易和外界碰撞摩擦而引發爆炸，安全性能大大提高。

藻生氧氣用途廣大

從誕生到現在，藻類見證了30億年的地球歷史，也一直以自己的方式影響著世界。以矽藻為代表的浮游藻類是眾多生物的主要食物，特別是小魚小蝦。藻類的呼吸不僅影響大氣和水中的氧氣濃度，甚至能影響雲的形成（透過排放含有溴碳的微量氣體）。

海洋環境如果受到過多的無機物汙染，某些藻類就會生長過盛。儘管藻類會讓水中的氧氣迅速增加，但當它們大面積聚集擋住了陽光，下層的植物無法進行光合作用，空氣中的氧也無法溶入更深的水中。當藻類聚集，隨之增長的浮游動物迅速消耗著水中的氧。藻類和其他浮游生物死亡後被微生物分解，又要再次消耗大量的氧。

赤潮是海洋中藻類爆發性生長造成的有害現象。引發赤潮的藻類並不一定是紅色，所以赤潮也會是黃色、褐色、綠色。淡水中的藻類爆發則被稱為水華——水體優養化。

對人類來說，藻類和藻類化石可以用於製造炸藥、紙張、化妝品、飼料、食品添加劑、藥品，可以改善土質、處理汙水，也可以用作園藝或水族箱的裝飾。

但我們最熟悉的還是用它們做菜。不但小魚小蝦愛吃藻類，人類也沒有錯過這種營養豐富的美味。不論藍藻、綠藻、褐藻、紅藻，都有人們喜愛食用的種類。

維管束植物誕生

藻類適應淡水生活的同時，以藻類為食物的各種動物也衍生出來。到了奧陶紀晚期，河岸邊的苔蘚之下已經有許多節肢動物。

距今約4億4000萬年的奧陶紀末期，由於地球進入古生代大冰期（冰河期），生物大量滅絕，大約85%的物種從地球上永遠消失。又經過幾千萬年，地球進入志留紀初期，各類新生的苔蘚植物依然生長在靠近水的潮濕地表，河流的淺水區淤泥中生長著輪藻、團藻、絲藻、綠球藻。稍遠的地面上長著成片的葉蘚和地衣，類似馬陸的小型節肢動物在下面爬來爬去。

植物類別多樣變化

什麼是維管束植物呢？原來，陸地上的蕨類和種子植物從泥土中吸收水分養分和礦物鹽，並將之由根部向上運送到植物的其他部分，而維管束植物的維管束組織，可將液體養分快速的輸送到植物全身，從而讓植物適應陸地環境的能力大大增強。

志留紀中期維管束植物誕生了，這在地球植物演化過程中具有重大意義。從志留紀結束再到泥盆紀這上億年當中，地球產生了巨變。板塊之間互相推擠使得陸地增大、海洋面積縮小，地衣和苔蘚不斷侵蝕著岩石表面，土壤大面積形成，植物世界產生了更多的類別。

藻類群聚水下叢林

植物登陸的同時，一些大型藻類則在水下形成了茂密的叢林，它們當中既有紅藻，也有透過吞噬紅藻而誕生的褐藻，以及現在大多生活在淡水中的綠藻。

一種真核細胞吞了一個藍藻，讓它變成葉綠體，它們進化成了一個整體，最初的紅藻和綠藻都是這樣誕生的。一種真核細胞吞了一個紅藻，於是褐藻誕生了。今天地球上最大的藻類——巨藻就是一種褐藻。

最早的紅藻誕生於約13億3100萬年前溫暖的水域。現在它們大多依然只在熱帶和亞熱帶海岸附近生長，由於它們體內除了葉綠素和類胡蘿蔔素，還有藻紅素和藻藍素，因此紅藻可以是紅色、紫色或藍色，色彩非常豐富。紅藻大多嬌小玲瓏，猶如小小的花束，生長在明亮的海水中。

綠藻幾乎包含了藻類演化過程中曾經出現的所有形態，共有5000種以上。綠藻適應環境的能力較強，在江河、湖泊、岩石處都可找到，約10% 的綠藻生活在海洋中。

內容與圖照節錄自《我的第一本植物「演化圖鑑」1：植物起源和藻類演化》，小鯨生活文創授權使用

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