聽古代微生物講述海洋的故事

石敏

地球最早的“居民”

人們常說，海洋是孕育地球生命的搖籃。的確，海洋微生物是地球上最早出現的生命形式。早在37億年前的地層中，就出現了一些保存得十分精美的管狀細菌。發現它們的科學家們認為，這可能是一些通過將二價鐵離子氧化成三價鐵來獲得能量的鐵細菌。

首位氧氣“生產者”——藍細菌

在地球生命起源后的20億年里，海洋微生物都是地球生物圈的主要居民，其中最為著名的一類當屬藍細菌。

藍細菌又被稱為藍藻或藍綠藻，它們是一類能夠進行產氧光合作用的原核生物。無論是在地質歷史時期還是在現代的海洋中，藍細菌都有著廣泛的分布。藍細菌起源于至少25億年前，在元古宙（距今25億到5.4億年）長達10多億年的藍細菌“黃金時代”里，它們一直都是地球生物圈的主導類群，也是當時最主要的初級生產者。

在元古宙之初，地球上幾乎沒有自由氧氣，海水中也極度缺氧，完全不適合現代地球上這些后生生物類群生存。藍細菌作為那個時代唯一的產氧光合生物，通過在海洋中建造巨量的疊層石礁，將大量二氧化碳固結到了巖石中，同時又釋放出大量的氧氣。一開始，生產出來的氧氣一排放出來，就會馬上與海水中的還原性物質產生化學反應被消耗掉。但是隨著時間的推移，海洋中的還原性物質逐漸被氧化得所剩無幾，被改造成了一個“氧化態”的海洋，甚至在大氣圈中也累積了高達21%含量的自由氧，為現代生物圈的建立鋪平了道路。

如今的地球已經被多樣的陸生植被裹上了綠裝，就連海洋中也出現了大片的海草床，但是即便如此，海洋微生物仍然是地球生物圈的“供氧大戶”，生物圈每年生產的氧氣里，有將近一半是由海洋中的藍細菌貢獻的。

守護海洋生態系統的“鑰匙”

了解海洋微生物的歷史讓我們更明白它們對海洋生態系統運行的重要性。海洋微生物的種類非常多，生活習性各異，而且增殖快、適應力強。因此，從地球的兩極到赤道，從溫暖的海水表層到馬里亞納海溝深處，都充滿了它們的身影。海洋微生物的新陳代謝活動所產生的影響非常大，它們為海洋動植物的生存提供了良好的環境和資源保障，對于調節和維持地球生態系統的平衡起著非常重要的作用。所以，海洋微生物被稱作守護海洋生態系統的“鑰匙”。

說到這里，你也許會產生一個困惑：既然海洋微生物是保障海洋生態系統運行的大功臣，為什么海洋中還會爆發赤潮這樣的災害事件呢？其實，赤潮是一種非常常見的自然現象，也是一個動態的生態系統進行自我調節過程中的正?，F象。在赤潮中，部分微生物類群在海洋中快速增殖，會破壞海洋原有的生態結構，引起海洋動物們大規模窒息或中毒死亡。但事實上，在經常暴發赤潮的海域中，生態系統仍然在有效運行。

然而，由于近年來受到人類活動的影響，赤潮現象有加劇的趨勢：人類將大量的生產生活廢水排入海洋，直接導致海水富營養化，微生物爆發增殖產生赤潮，這已經遠遠超出了生態系統在短期內進行自我調節的能力范圍，赤潮也就會嚴重威脅到生態系統以及其他生物的生存。

保護海洋環境不只是要保護某一個物種，更是要保護以微生物群落為基礎的生態系統的平衡。這樣做的重要意義之一是為我們人類自身維持一個穩定的生產與生活環境，讓人類能與自然互利互惠，和諧共處。