科普 | 你从未见过却真实存在的海洋森林

人们在海边游玩，时常会赞叹海水“真清澈啊”！你如果把这看上去清澈透明的海水放在显微镜下仔细观察，就会发现里面包含着数量惊人的生命。它们体形微小，运动能力很差，只能过着随波逐流的生活，因此有一个很贴切的名字——浮游生物。

尽管看上去微小而柔弱，浮游生物在海洋中却起着至关重要的作用。除它们以外的几乎所有海洋生物，甚至海洋本身，都仰赖这些微小的生命。在浮游生物中，浮游植物是重中之重。这些微小的生命在海洋中到底扮演了怎样的角色呢？

名为植物，不止植物

看到“浮游植物”这个名称，你也许会不由自主地联想：它们是漂浮在海水中的植物吗？其实，浮游植物是一个相当大的类群，其包含的生命形式之多超乎人们的想象。

那些自身缺乏游动能力，只能漂浮在海水中，随海浪、洋流运动的生物都属于浮游生物。浮游植物大多是单个细胞或由少数细胞组成的小群体。它们的体长大多数不过几毫米，大部分在微米级别。如此微小的体形自然难以与涌动的海水抗衡。

不过，“植物”这个词却要好好推敲一番。在过去很长一段时间内，人们认为能够进行光合作用的生命体就算是植物，并且将生活在水中的称为“藻类植物”。但是，随着研究的深入，人们发现能够进行光合作用的生命体可能来自不同的生物类群，并非都是“一家人”；而在浮游植物类群中，和我们熟悉的陆生植物属于同一“家族”的只占一小部分。所以，很多所谓的“浮游植物”从生物学角度来说并非真正的植物。现在，科学家更喜欢用“微藻”来指代“浮游植物”。不过，为了简单起见，我们还是沿用“浮游植物”这个不怎么准确的名称来认识它们吧。

出版于1904年的《自然界的艺术形态》中的“绿藻”条目插图

在所有浮游植物中，有些绿藻用来进行光合作用的色素及方式与陆地植物一致，可以说是陆地植物的“亲戚”。绿藻在海洋浮游植物中所占的比例并不高，经常以若干个细胞组成小型群体，并且能够形成盘状、星状、囊状乃至长条状的多样外形，在显微镜下非常惊艳。

从数量上说，海洋浮游植物中最多的非蓝藻莫属。尽管以“藻”为名，蓝藻却和植物差了十万八千里：之所以称之为“藻”，是因为它们生活在水中，能够进行光合作用，但其细胞中并没有细胞核，这又昭示了它们原核生物的身份，因此称其为“蓝细菌”更确切。蓝藻是历史最为古老的浮游生物之一，早在35亿年前就已经出现在了地球上。也正是它们的存在，揭开了地球生命的序幕。时至今日，蓝藻依然是海洋中数量最多的浮游生物类群。

蓝 藻

此外，海水中还有多种真核类的微藻，其中比较重要的有硅藻、甲藻等。硅藻是一类非常特别的浮游植物：每个硅藻的身体由两个含硅质的壳扣在一起组成，壳上还有十分美丽而多样的花纹，在显微镜下犹如宝石装点的首饰盒。甲藻大多拥有两条鞭毛，可以依靠鞭毛的摆动在水中翻滚，以便更好地吸收光能。有些甲藻还拥有加厚的细胞壁，如同甲壳一样包裹着细胞，这也是其名称的来历。

甲藻&硅藻

海洋生命的基石

尽管体形微小，浮游植物却在海洋中扮演着非常重要的角色。扎根在大地上的植物吸收阳光，将二氧化碳和水转化为动物可以食用的有机物并释放出氧气；在大海中，完成这一过程的则是漂浮在海水中的浮游植物。

阳光在海水中的穿透力有限，因此浮游植物主要集中在海洋表层。特别是靠近陆地的沿海，河流和海流带来了丰富的矿物质，使得这些区域的浮游植物尤为繁盛。它们快速繁殖和生长，同时进行光合作用，构成了海洋中看不到的“森林”。地球表面约2/3的面积被海水覆盖，浮游植物通过光合作用释放的氧气比陆地上的森林更多，约占地球生物圈的3/4。

另一方面，与陆地植物一样，浮游植物也构成了海洋食物链中最初始的一环。尽管体形微小，巨大的数量依然使得浮游植物群落储存了大量有机物，形成了丰饶的“海上牧场”，吸引小至虾米、大至巨鲸的不同动物前来取食。这样一来，来自太阳光的能量通过浮游植物的活动流入生物圈，并随着食物链一级一级传递，推动海洋生态系统的运转，形成了我们看到的五彩斑斓的海洋世界。

福 祸 相 依

浮游植物如此重要，科学家一直在研究如何促进它们生长，为其他海洋动物提供更多食物， 吸收更多二氧化碳。 现在，人们已经知道，海水中的矿物质，尤其是铁元素，是影响浮游植物生长的关键因素。 因此，科学家尝试向一些海域，特别是远离大陆的大洋中投放铁元素，以促进浮游植物的生长。

但另一方面，在一些地区，浮游植物也并非越多越好。例如：一些近岸的海湾与外部海水流通不畅，若注入海湾的河流中含有大量人类活动排放的氮、磷等营养物质，就难以得到稀释，造成海湾中的浮游植物爆发式繁殖，形成肉眼就能看到的有色条带，因其颜色多为红色，被称为“赤潮”。赤潮中过量的浮游植物会阻塞鱼类、贝类等海洋动物的鳃，使它们窒息、生病甚至死亡。过量的浮游植物死亡后又会消耗海水中的氧气，进一步恶化水质。此外，一些浮游植物如微囊藻等会分泌毒素，而这些毒素又会经过食物链一级级传递和富集，最终危害位于“食物链金字塔”上层的大型海洋动物乃至人类的健康。

赤潮会造成大量海洋动物死亡

可以说，浮游植物的正常生长、繁殖是海洋欣欣向荣的基础；而人类活动导致的不正常繁殖则会给海洋生态系统带来灾难，两者福祸相依。如何发挥浮游植物的作用，减少其危害？这要靠人类对于海洋和环境的研究和重视。

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