“客路青山外,行舟綠水前。”
為什么許多風景名勝里的湖泊都是綠色的?是因為岸邊綠樹的掩映?還是因為湖底水草的搖曳呢?其實這些都不是主要原因,這還要歸功于一類我們看不見的植物——微藻。
什么是微藻?
提到“藻”字,我們總會想到海帶、紫菜這些美味食材。由于體型長達數米,它們被統稱為“大型藻類”。
與之相反,更多藻類選擇以單細胞微生物的方式生存,被統稱為“微型藻類”,簡稱微藻。
幾種常見的微藻(圖源網絡)
微藻家族十分龐大,種類繁多。它們對環境的適應能力強,因而在自然界中分布極廣。從星羅棋布的江河湖泊到廣袤的海洋,從北歐的凍土層到北非的沙漠,到處都有它們的足跡。
微藻如此繁盛的秘訣在于它們是光合微生物。與陸生植物類似,只要有陽光、空氣和水,它們就能通過光合作用合成有機物,維持自身的生存繁衍。
微型生物綠藻群落(圖源網絡)
同時,作為單細胞生物,它們與環境的物質能量交換非常便捷,光合作用速率也大大超過陸生植物。
據統計,全球每年通過光合作用生產的有機物中,一半都是微藻貢獻的。也就是說,我們每天呼吸的空氣和攝入的營養,有一半要歸功于這些看不見的“植物”。
微藻的前世今生
微藻誕生于比恐龍都早得多的35億年前。那時來自海底火山口的微生物擴散到淺海,開始利用照射進水中的陽光作為能量來源,從而演化出最早的放氧光合微藻——藍藻。
藍藻通過內共生形成真核微藻(圖源網絡)
藍藻是原核細胞,沒有成型的細胞核,在與其他細胞的融合中產生了具有光合功能的真核細胞,也就是真核微藻。由于這些微藻生活所處的光環境不同,它們體內負責吸收光能的色素也各異,使得它們的顏色各異。以此作為分類依據,就有了綠藻、紅藻和金藻。其中綠藻在演化過程中逐漸占領陸地上的江河湖泊,并孕育出了9億年前最早的陸生植物。
一方面,微藻與陸生植物通過光合作用吸收大氣中的二氧化碳并釋放出氧氣,調節了地球氣候,并為生命從無氧呼吸邁向更高效的有氧呼吸創造了基本條件,推動了龐大如恐龍的多細胞陸生動物的誕生與進化。
另一方面,微藻與陸生植物作為食物鏈的底層生產者,以自身奉養了眾多食草動物和更上層的食肉動物,維持了生態平衡并極大地豐富了地球生物圈的物種多樣性。
綠藻登陸并演化為陸生植物(圖源網絡)
微藻的作用
小小“微藻”實有大用途
01
空中,固碳放氧 凈化空氣
別看微藻個頭小,它在維護生態環境平衡中可是起著至關重要的作用呢!微藻體內包含的葉綠素能夠進行高效的光合作用進行固碳,生成氧氣和碳水化合物,地球上大約一半的氧氣都是靠微藻產生的。
02
地面,修復土壤 恢復生態
微藻具有生長周期短、固碳效率高、環境適應能力強、營養需求低等優勢,常作為極端環境下生態修復的生物應用。微藻土壤修復技術主要依靠其在土壤內的生命代謝活動:
一方面,通過固定空氣中二氧化碳,增加土壤有機質含量,提高土壤肥力,降低化學肥料用量。
另一方面,通過自身光合作用產生的氧氣,為其他微生物提供必需營養,促使土壤形成不同數量及種類的微生物群落,重構土壤微生物群落,促進土壤進入良性循環。
03
水下,凈化污水 保護水域
微藻在污廢水處理方面同樣有著優異的表現。污廢水含有的氮、磷、鉀等物質,正是微藻生長所需的營養源,因此利用污廢水培養微藻,可實現污廢水低成本無害化處理,實現廢水零排放,可謂一舉多得。
主辦:成都市彭州生態環境局
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