藍(lán)藻門(mén)

藍(lán)藻門(mén)

撰文｜供圖｜蔡丹燕

在波濤洶涌的海洋里面，藍(lán)藻的祖先出現(xiàn)在距今約33億年前，是已知地球上最早、最原始的光合自養(yǎng)和放氧的原核生物，又叫藍(lán)細(xì)菌或藍(lán)綠藻。藍(lán)藻的細(xì)胞壁外有膠質(zhì)鞘包被，對(duì)外界環(huán)境的適應(yīng)能力很強(qiáng)，因此分布范圍極為廣泛。從赤道到兩極，從高山到海洋都有藍(lán)藻生長(zhǎng)。藍(lán)藻有水生、陸生和氣生之分，大多數(shù)藍(lán)藻廣泛分布在陸地和淡水中，海產(chǎn)藻類(lèi)是海洋植物中的重要組成部分。

水華現(xiàn)象

藍(lán)藻為何叫“藍(lán)藻”？

藍(lán)藻是原核生物，藍(lán)藻細(xì)胞在電子顯微鏡下可以看到原生質(zhì)體中有許多類(lèi)囊體。類(lèi)囊體就是由一個(gè)個(gè)單層膜圍成的“薄餅”堆疊而成的，光合色素存在于類(lèi)囊體的表面。光合色素有三種，分別是葉綠素a、類(lèi)胡蘿卜素與藻膽素。藻膽素是吸收橙光的藻藍(lán)素、吸收綠光的藻紅素和別藻藍(lán)素構(gòu)成。藻膽素與蛋白質(zhì)結(jié)合形成藻膽體，其光能的傳遞過(guò)程是：光能—藻紅素—藻藍(lán)素—?jiǎng)e藻藍(lán)素—葉綠素a。藍(lán)藻細(xì)胞中都含有葉綠素a和藻藍(lán)素，所以大部分藍(lán)藻呈藍(lán)綠色，故藍(lán)藻也稱(chēng)藍(lán)綠藻。

藍(lán)藻到底長(zhǎng)啥樣？

藍(lán)藻在自然界的形態(tài)可謂是多種多樣。主要有三種形式，單細(xì)胞形，例如集胞藻屬、棒膠藻屬、管胞藻屬等；非絲狀體群體；絲狀體，顫藻、鞘絲藻屬、魚(yú)腥藻屬。

藍(lán)藻的經(jīng)濟(jì)價(jià)值

食用。作為一個(gè)吃貨，我對(duì)藍(lán)藻中的發(fā)狀念珠藻，也就是發(fā)菜、地木耳、螺旋藻等可謂是如數(shù)家珍啊。海產(chǎn)可食用的藍(lán)藻還有海雹菜、苔垢菜等。當(dāng)然，這些食用藍(lán)藻中，只有對(duì)增強(qiáng)人體免疫力的螺旋藻實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的人工栽培養(yǎng)殖。

藍(lán)藻的固氮作用

藍(lán)藻有“天然氮肥廠(chǎng)”之稱(chēng)，自然界中的可以固定大氣氮的藍(lán)藻有150多種，中國(guó)已經(jīng)報(bào)道的固氮藍(lán)藻有30余種。藍(lán)藻固氮過(guò)程大體為大氣中的氮?dú)庠诠痰傅拇呋饔孟滦纬稍黾油寥阑蛩w中的氮素，因此在農(nóng)業(yè)上有重要意義。

藍(lán)藻結(jié)構(gòu)圖

另外，有些藍(lán)藻（如鞘絲藻）可在荒漠地區(qū)的沙土表面形成結(jié)皮，能夠起到一定的防風(fēng)固沙和改良土壤的作用。

產(chǎn)生清潔能源——?dú)錃?/h2>

科學(xué)家們?cè)缇桶l(fā)現(xiàn)了一些藍(lán)藻可以通過(guò)光合作用系統(tǒng)及其特有的產(chǎn)氫酶系把水分解為氫氣和氧氣。它們可以將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化為氫能，而且底物是水，來(lái)源豐富。因此，在當(dāng)今人們探討人類(lèi)面臨能源危機(jī)的情況下，藍(lán)藻和其他藻類(lèi)制氫的研究備受?chē)?guó)際上密切關(guān)注。被研究的產(chǎn)氫藍(lán)藻已經(jīng)有很多種類(lèi)，如柱狀魚(yú)腥藻、聚球藻、顫藻等。當(dāng)然，該研究現(xiàn)在還處于研究階段，希望小讀者們以后能夠?yàn)檫@方面研究出一份力量。

形成水華，加劇水環(huán)境污染

藍(lán)藻喜歡生活在營(yíng)養(yǎng)豐富的水體中，特別在溫度較高的夏季，許多藍(lán)藻往往會(huì)過(guò)量繁殖，在水面上形成一層或薄或厚的藍(lán)綠色藻體浮沫，這種現(xiàn)象叫“水華”。

能夠形成水華的藻類(lèi)可不僅僅是藍(lán)藻，一些真核藻類(lèi)例如綠藻門(mén)、裸藻門(mén)等也可形成水華。水華一方面證明水體的富營(yíng)養(yǎng)化，另一方面造成水體溶解氧的缺失導(dǎo)致魚(yú)蝦等水生動(dòng)物因窒息而死。一些水華藍(lán)藻還會(huì)產(chǎn)生毒素，如嚴(yán)重?fù)p害動(dòng)物及人類(lèi)肝的微囊藻毒素等，可引起水生動(dòng)物和人、畜中毒甚至死亡。水華的發(fā)生，嚴(yán)重地破壞了水體生態(tài)系統(tǒng)，造成水體中生物的多樣性減少。

科學(xué)上的研究?jī)r(jià)值

藍(lán)藻廣泛分布于自然水體，一些易于進(jìn)行開(kāi)放式或封閉式大量培養(yǎng)，藍(lán)藻的結(jié)構(gòu)和遺傳特性，加上基因組操作比較方便，因此，已開(kāi)展許多藍(lán)藻基因工程的研究。

顯微鏡下的螺旋藻

顯微鏡下的發(fā)菜

顯微鏡下的鞘絲藻

現(xiàn)在，一些藍(lán)藻經(jīng)過(guò)基因工程的改造可能應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，目前已經(jīng)取得了幾方面的成就。第一，殺滅蚊蚴，控制蚊蟲(chóng)孽生；第二，藍(lán)藻經(jīng)過(guò)基因工程也可除去水體中的污染物；第三，還有一些學(xué)者利用藍(lán)藻中的魚(yú)腥藻研制抗癌等藥物蛋白。

海藻世界里千奇百怪，海藻的研發(fā)前景巨大，希望未來(lái)科學(xué)家們能夠利用藍(lán)藻研發(fā)出更多為人類(lèi)有用的東西。