海洋森林:改变地球的先祖

2017-07-14

  

    最先出现在海洋里的是蓝藻,通过化学合成养活自己,并吸收了大气层中的二氧化碳,释放氧气,于是渐渐有了形形色色的生物,然后改变了地球的生态,直至人类出现。现在它们依然遍布在每一滴海水里。

 

海底森林世界(网络图片)

    为什么海洋里会有森林 

    在陆地上面积最大、生物量最多、结构最复杂的生态系统就是森林了。占据70%以上地球面积的海洋,生存着数不清的海洋生物,既然这样,海洋里会不会也有森林呢?

    其实海洋中不仅有森林,还有两种森林:一种是我们肉眼看不见,在海洋生态系统中发挥重要功能的“森林”;另一种是我们看得见的森林。

  

  海底森林

     最典型的海洋森林是在中国福建泉州的深沪湾,那里的潮间带和潮下带埋藏着一片已经死亡的古油杉林,这就是可见的海底古森林。在欧美的海岸也早有类似淹没的森林。

    海水里不仅有死了的森林,还有活着的森林。像滨海泥滩上有一种10米高,泡在海水里的真正的森林。另一种是底栖藻类和海带组成的海藻林,它们牢牢长在海岸线的石头上。

    看得见的森林一般长在近岸海边。而肉眼看不见的森林遍布整个大洋,这就是海洋里的浮游植物——单细胞的藻类。在海洋100多米的水下是有光线的,如果在这样的范围内取一滴海水,就含有成千上万个浮游藻。蓝藻因为只有半微米或者几十微米大,只能叫蓝细菌,它们的特点和细菌一样没有细胞核,属于原核生物。大一点的像个小盒子的硅藻,由上下壳闭合而成,直径从数十到数百微米,有图案分明的花纹。比较大的是甲藻,如同披上铠甲的战士,具有角状或羽状突起而得名。

赤潮(网络图片)

    近岸海洋生态系统中,最大的藻类群就是硅藻和甲藻了,硅藻的踪迹遍布有海水的地方,甲藻则大量繁殖在受到污染的海洋中,导致水体呈现红色,这就是常说的“赤潮”。也可以说凡是赤潮的地方,海水都不同程度地受到了污染。


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    浮游藻类的数量在海洋藻类中极多,遇到好的条件会大量繁殖。这种现象通常叫藻类勃发,如果从空中可以看见海水变色,当海水染成白色时,就是颗石藻的勃发期,并会形成“水华”。

 

 

海藻全景图片

    显微镜没有发明以前,人们根本想不到,来自海洋表层的每一滴水中,就有数千个自由漂浮的微型浮游藻。它们能自己养活自己,属于自养的浮游生物。它们的细胞内含有叶绿素,有的种类还包含着其他色素。

(网络资料图片)

    具有叶绿素的浮游藻类和陆地上的大树一样,能吸收光能和二氧化碳,并通过光合作用合成养料,同时消耗二氧化碳并释放氧气,所以被喻为大海中的“隐形森林”。

    海洋中的“隐形森林”为什么能改变地球

 

(网络资料图片)

    别看海洋中“隐形森林”的成员个头小,对地球的作用可不能小视。地球如果少了它们,生机勃勃的状态就不会存在了。

    虽然海洋里“隐形森林”和陆地上的森林一样,可以进行光合作用,把大气里的二氧化碳固定下来合成有机质。但是地球主要的生物量都集中在陆地上,海洋浮游植物的生物量只占陆地森林的1%,像这种“隐形森林”和陆地森林的作用一样吗?答案是肯定的。

    根据近年来的观测数据:地球生物圈吸收的碳,陆地占52%,海洋占45%~50%,基本上持平。海洋藻类虽然小,生殖、死亡的周转速率比陆地植物快,换代只需要一个星期,而陆地植物换代平均需要20年。所以,海洋“隐形森林”的贡献在地球表层碳循环中与陆地森林处在相同的水平上。有人估算:如果把大洋里的浮游藻类消灭掉,百年之后,二氧化碳在大气里的浓度就要增加1.5倍。如果从地质历史上看海洋“隐形森林”,功劳更加明显,因为早期的地球大气中主要是二氧化碳,生物根本无法在陆地上生存。

 

海洋森林

    后来,生物进化史上的里程碑事件出现了,蓝藻率先出现在复杂多变的海洋环境中。这些身材极小的海洋居民能出现在海洋里,是因为自身可以通过化学合成作用固定有机碳,逐渐发展演变到进行光合作用。它们的光合作用大量消耗了大气中的二氧化碳,并释放出氧气。这个过程用了24亿年,大气里才开始积累氧气。

    在大气中的氧气含量升高后,生物开始蓬勃发展,陆生植物的出现则在4亿多年前。它们的出现加快了大气圈的氧化,千姿百态的生物逐渐演化出来。所以说,先是海洋中的“隐形森林”,后来才是陆地上的绿色植物,改变了大气圈的成分,造就了适合人类居住的地球。

  

 来源:科普中国

作者: 科学原理一点通 


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