任何人駐足海邊，看天海一色，潮起潮落，都會驚嘆于巨大的物理作用在這個星球上存留的證據(jù)。那千年沖刷蝕刻的海岸，日照水波生成的光影變幻，引力與海岸撕扯出的沖天巨浪，無一不是大自然在展示自己的力與美。然而，這種種的自然力之中，有一種卻是常人不可見的，因為它發(fā)生作用的個體微小，方式柔和，它對這個星球的影響是曲折隱蔽的，它，就是海洋中的生產(chǎn)者——藻類。
“藻”并非一個生物分類學上的名稱，事實上，以它為名的生物囊括了直徑幾微米的原核生物藍藻、種類繁多的硅藻、真核的綠藻、甚至在海中如花綻開的多細胞褐藻和紅藻……這些體型差異巨大，橫跨原核到植物多界的生命體，共同點只在于都生活在水中，能利用體內(nèi)的色素體發(fā)生光合作用捕獲太陽能，合成有機物。
藍藻，又被稱為“藍細菌”，它們因為體內(nèi)的色素與植物略有差異，同時又沒有葉綠體那樣的細胞器，色素在體內(nèi)均勻分布，所以經(jīng)常是通體透著幽幽的藍綠色光芒。這一類原核生物據(jù)信是地球上第一批獲得光合能力的居民。還有人推測，當年，一些不能進行光合作用的異養(yǎng)細菌吞噬了藍藻后消化不良，兩者反而開始和平共處，藍藻為它的房東提供光合產(chǎn)物做食物，多年之后它們修成正果，進化為原始的植物細胞，為生命在地球的演化揭開了全新篇章。
【念珠藻,藍藻的一種】
不過藍藻的功績并未止步于史前時代，即使是現(xiàn)在，它們也因為具有高超的固氮能力而為海洋生態(tài)系統(tǒng)提供著重要的營養(yǎng)元素。和陸地生態(tài)系統(tǒng)的情況類似，氮的含量制約著海洋生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)模，一些遠洋區(qū)域之所以被稱之為海上荒漠，就是因為難以從陸地或洋流中獲得營養(yǎng)，氮磷元素的匱乏使生命無法安身。藍藻的這種固氮行為不但為自身生長提供原料，更通過食物鏈支撐著整個生物群落。
硅藻，包裝在特殊的硅質(zhì)瓣殼中，通體呈金黃色，它們是海洋中最常見的浮游居民。每年春秋溫度略低的時候，它們開始利用富足的硅和其他養(yǎng)料來繁殖，直到耗盡了硅元素，它們在浮游植物中的主導地位才被取代。有調(diào)查估計全球一半左右的氧氣是這種小生命通過光合作用生產(chǎn)出來的。
【多種硅藻】
硅藻最令人稱奇的是那一對硅質(zhì)瓣殼，一只硅藻通常標配兩塊瓣殼，它倆一大一小相互扣合保護住細胞質(zhì)，同時又保證有充分的光線透過。而每一瓣殼上都會有放射狀花紋，如果這只硅藻是圓盤狀的小環(huán)藻，那這個花紋通常呈中心放射狀，如果藻是舟形或是桿狀的，那殼的縱向會看到一條軸，花紋呈軸對稱分布。分裂繁殖的時候，上下兩半殼分道揚鑣，分裂出的兩只細胞再分別為它們合成出有著同樣精細花紋的另一半。這些小玻璃工藝品上漂亮的圖案在普通光學顯微鏡下并不明顯，但若將光源設為暗背景，通過多彩的折射光就能看到它們的精巧紋身。
綠藻，這個門已經(jīng)是真核生物，已可算作植物之列，這其中有單細胞的微藻，也有多細胞的大型藻。圖中這只南極衣藻生活在同門難以涉足的低溫環(huán)境中，厚厚的細胞壁、細胞壁和細胞膜間填充的顆粒物、細胞中層層的淀粉結(jié)構(gòu)、與常溫品種不同的脂肪酸配比、特殊的蛋白…等等的裝備保證了低溫下能量單元線粒體的正常運作和基本結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
【分裂中的微圓星鼓藻】
不過在海岸附近，人類更常見到的是一些多細胞綠藻，例如偶爾隨水漂來的石莼，和近兩年青島海岸經(jīng)常爆發(fā)的滸苔。這些植物并不具備陸生植物常見的根莖，植物體上的每個細胞彼此溝通并不充分，其實都具備獨立生存的能力。它們有的能夠形成偽根，有的生著圓盤，那都是因為不想顛沛流離而進化出的固著裝置。
褐藻、紅藻，海帶、紫菜，人類所熟知的，都是可以食用的大型藻類。而圖上的這株墨角藻是個異類，它體內(nèi)有少量毒素難以消化，好胃口的海洋攝食者們對它沒興趣，同時，這種沿海褐藻非常適應海岸的動蕩生活，它細胞中的氣囊能在潮來時把葉片帶到水面上完成光合作用，而體內(nèi)的藻酸鹽又能在潮往時幫它hold住水分，即使烈日暴曬，只要還有十分之一的水分在，它就能在回潮時重獲新生。海岸雖是人類賞心悅目的美景，于生物卻是嚴苛的環(huán)境，海陸的變換、潮水的沖擊、還有鹽霧、狂風，生存環(huán)境瞬息萬變，墨角藻成了很多小動物的庇護所，它們在退潮時隱蔽在墨角藻巨大“葉片”遮蔽的綠洲中，同舟共濟，下一次漲潮時又分道揚鑣。
【墨角藻】
這些大大小小的藻類不單形狀奇特武藝高強，它們其實一直在用微小的力量刻畫著地球的景觀，只是到近些年，人類才逐漸認識到它們那曲折而深遠的影響力。
遠古的一場政變
現(xiàn)今蓬勃而多樣的生物圈，很可能是一場政變的產(chǎn)物，而主角，就是剛才說的，連葉綠體都沒有的藍藻。早期大氣的主要成分是甲烷、氨氣、氫氣、二氧化碳……這些氣體以還原性為主，并沒有多少氧氣。能夠在當時的大氣環(huán)境中生存的，都是一些化能合成菌，靠吸收甲烷、氨氣合成生命物質(zhì)。藍藻這種在當時特立獨行的生物出現(xiàn)之后，開始沐浴陽光吸收二氧化碳，卻釋放出對于其他化能合成菌有毒的氧氣……在藍藻不遺余力的生存競爭中，大氣環(huán)境由原來的還原性狀態(tài)變成了現(xiàn)在含氧量21%的氧化狀態(tài)。自此，落敗的化能合成菌只能躲在火山口、海洋深處、土壤內(nèi)，過陰暗的生活，而好氧生物占據(jù)了地球各個圈層的優(yōu)勢地位。
大氣組成的改變是地球化學成分變化的大事件，更是生命演化的關鍵環(huán)節(jié)，盡管很多細節(jié)現(xiàn)在還沒法證實，但很多人認為，沒有這種代謝方式的轉(zhuǎn)變，高等生命是不會出現(xiàn)的。
看不見的支撐看得見的
熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)、草原生態(tài)系統(tǒng)、溫帶闊葉林生態(tài)系統(tǒng)……從命名就可以看出，人類對陸地生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者——植物——給予了足夠多的敬意，因為它們是一個生態(tài)系統(tǒng)存在的基石。但在海洋中，這些微小的生產(chǎn)者們所付出的努力，卻很難為人所見——除非發(fā)生赤潮這樣的大規(guī)模集體暴動。
事實上，據(jù)估計海洋中90%以上的有機物由這些默默無聞的微型浮游植物生產(chǎn)制造。而大型藻的海底森林盡管單產(chǎn)能力可以與之媲美，但只適于很小一部分沿岸水域，總產(chǎn)量不能與之相比。這些微型藻散布在全球各處，等待著光照、溶氧、營養(yǎng)鹽同時出現(xiàn)的時機，條件一旦成熟就大規(guī)模增殖。而在它們周圍，食草生物、捕食食草生物的捕食者、捕食者的捕食者……都在追隨藻類生長的條件。
海洋中的營養(yǎng)傳遞速率遠遠高于陸地，瞬息萬變的海水環(huán)境容不得生產(chǎn)者慢慢生長漸漸積累營養(yǎng)。微藻們都是機會主義者，很少能壽終正寢，它們迅速繁殖，迅速被捕食，營養(yǎng)被迅速地循環(huán)回來，繼續(xù)迅速繁殖……在這種緊張的形勢下，捕食者通過演化證明，盡可能的減少營養(yǎng)級傳遞，直接攝食食物鏈較低層的生物，有可能獲得更多的能量。因而，巨大如鯨鯊、藍鯨，卻在同沙丁魚、鯡魚一同搶食由藻類供養(yǎng)長大的浮游動物，它們只管張著大嘴一路“喝水”，將食物從海水中濾出。
因為這些攝食過程，藻類在水中的總量始終寥寥，并未呈現(xiàn)出陸地生態(tài)系統(tǒng)中那種生產(chǎn)者常見的優(yōu)勢地位。但從動態(tài)的角度看，不斷繁殖的藻類其實是不斷地在為攝食者提供能量，這些微小生命從生到死的迅速循環(huán)支撐了所有我們常見的美麗的海洋生物。
隱形力量形成的陸地
說藻類可以造成滄海桑田的變化一定沒有人相信，但至少在一種地質(zhì)結(jié)構(gòu)的形成中，藻類功不可沒，那就是珊瑚礁。
【與蟲黃藻共生的尼羅河珊瑚】
造礁的第一主力當然是珊瑚蟲，它生活中分泌的副產(chǎn)品碳酸鈣就是珊瑚礁中最致密的基干結(jié)構(gòu)。但如果沒有藻類的幫助，這個過程將非常緩慢。珊瑚蟲如果能找來蟲黃藻簽訂租房協(xié)議，它的租客可以為它帶來氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)，而它只需要提供自己的代謝產(chǎn)物二氧化碳和一個安定的居所。這種互利共生的關系可以將造礁的速度提高數(shù)倍，否則，海水的侵蝕速度和珊瑚蟲的造礁速度其實相當，礁石很難長大。
除了蟲黃藻，其他租客也并非對珊瑚蟲全無用處，實際上珊瑚的各種顏色都來源于共生的藻類，否則它只能有碳酸鈣的慘白色。遺憾的是，隨著全球變暖，大氣中二氧化碳濃度增高，海水pH值也因此降低，這種海水的酸化盡管極其輕微，卻往往會破壞珊瑚蟲和藻類的租房協(xié)議，它們一旦分道揚鑣，白化的珊瑚有可能會死亡，久而久之，原來已經(jīng)長成的礁體就會被海膽破壞。
有藻時的增長，無藻后的消失，便成了珊瑚礁小世界的滄海桑田。
聚沙成塔的色彩
海的主導色是藍色，而海面上的珊瑚礁、海岸邊的溝邊藻的熒光、海底的藻類森林，都是藍色海洋的修飾。除此之外，更有一種因藻而起的顏色變化，令人恐懼，那就是赤潮。
【熒光海灘】
赤潮是硅藻和甲藻大規(guī)模爆發(fā)的結(jié)果，這兩種藻因為富含硅和體內(nèi)色素的差別，顏色并非藍綠色，而呈棕黃色，當數(shù)以億計的棕黃色藻類聚集在海水中的時候，便呈現(xiàn)或艷或暗的紅色，仿佛海底在發(fā)生什么大規(guī)模屠殺事件。有人說，《舊約-出埃及記》中埃及人被迫出走前尼羅河的血變之災就是最早關于赤潮的記錄。赤潮的可怕倒并不在于其顏色，而是因為引起赤潮的硅、甲藻往往會釋放藻毒素，這類神經(jīng)毒素毒性不亞于氰化鉀，所到之處漁業(yè)損失慘重，更有可能進一步危害人類身體健康。
普遍認為赤潮的一大誘因是人類活動向水體排放了大量的營養(yǎng)鹽，造成上述藻類的大量增殖。但它的爆發(fā)與洋流、風力、水質(zhì)等因素都有關系，多年來仍舊難以預測。與它類似的，就是近年來青島頻頻出現(xiàn)的滸苔爆發(fā)，因為滸苔屬于綠藻，所以又被稱為綠潮，好在滸苔并沒有毒素，只是遮蔽了水面的光線和氧交換，對水生生態(tài)系統(tǒng)的危害略小。淡水水體中也同樣存在著這種情況，不過主力是釋放藻毒素的藍藻，而它爆發(fā)時水中的粘綠色被稱為水華。嘉年華專題《尷尬的營養(yǎng)盛宴》）。
改變大氣組成、維持生態(tài)系統(tǒng)、造陸、變色……這些地球上最小的生命體用不懈的努力，憑著巨大的數(shù)量，以人類不可見的方式，將自己與這個星球上最大的棲息地——海洋聯(lián)系了起來。它們作用的方式有的被人類認可甚至贊嘆，有的卻引起人類恐慌，而它們并不在意自身行為的任何意義，這些生物只是在有限營養(yǎng)和眾多攝食者的嚴苛環(huán)境中搜尋一切生存機會，伺機爆發(fā)。
本文發(fā)表于《中國國家地理》
