它们制造了地球20%的氧气，但如今正在死去

答案如下 · 公众号 · · 2024-12-07 12:54

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1500倍显微镜下的硅藻壳体（图片来源： Massimo brizzi/Wikipedia）

全文共2037字，预计阅读需5分钟，大约吸入6.5升氧气。

地球上的大多数生命，都需要依赖氧气才能生存。但最重要的氧气生产者却不是我们熟悉的树木，而是那些水中的微小生物，其中最重要的类群之一就是硅藻。

硅藻是一种极小的单细胞藻类，大多只有几微米到几十微米长，一根针尖上就能放下好几颗。但如果你用显微镜观察这些小生物，一定会为它们精致的外形所震惊——事实上，你看到的这些精美结构是 硅藻的细胞壁 ，也被称为它的“硅制壳”。

与植物或动物不同，硅藻的细胞壁是二氧化硅制成的，准确来说是水合二氧化硅，和欧泊（一种宝石）的成分一样。而且与欧泊类似，硅藻的细胞壁也会呈现出绚烂的结构色。

欧泊表面的变彩（图片来源：Dpulitzer）

这样的坚硬外壳让硅藻成为了地球上的绝对赢家，已知的硅藻种类就已经超过了2万种，它们尽情分布在全球各处的海洋、河流、湖泊中，你甚至能在温泉或者南大洋里找到硅藻的身影。

如此广泛的分布也带来了巨大的生产力。根据估计， 在你呼吸的每一口空气中，平均20%~30%的氧气都是由硅藻生产的 。这个数字甚至远远超过了被誉为“地球之肺”的热带雨林。

“硅藻是海洋中最重要的浮游生物之一，”GEOMAR亥姆霍兹海洋研究中心的海洋生物学家扬·陶赫尔（Jan Taucher）这样解释自己对硅藻的浓厚兴趣，“它们的任何变化都可能导致海洋食物网发生重大转变，甚至会改变海洋作为碳汇吸收二氧化碳的能力。”

海水酸化

我们都知道，气候变化正威胁着海洋生态。大气中的二氧化碳溶解到海水中，会增加海水的酸度。对于那些拥有碳酸盐壳体（主要是碳酸钙）的海洋生物来说，这几乎等于 灭顶之灾 ：如果海水酸化加剧，它们的碳酸盐壳体可能会被溶解——这正是许多地区的珊瑚和贝类正在经历的灾难。

随着海水酸化加剧，许多海洋生物的碳酸盐壳体正在受到威胁（图片来源：NOAA）

然而，对于硅藻来说，气候变化的故事要复杂得多。许多研究认为，硅藻理论上拥有抵御海水酸化的能力， 甚至还有可能从气候变化中获得好处 。一方面，作为一种能进行光合作用的微生物，当海水中溶解的二氧化碳增多，硅藻就更容易吸收二氧化碳，提高光合作用的速率。另一方面，酸性环境能降低二氧化硅的溶解速率，因此硅藻能更省力地搭建起自己的“硅制小屋”。

问题在于，这些都只是 理论上的推测 。最近，陶赫尔和同事发现，以往对硅藻的讨论往往遗漏了一个关键因素，而这一点很可能会 威胁到硅藻的生存 。