【地球演义】第六十九回 腻缝儿

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  珊瑚虫和苔藓虫是奥陶纪生物造礁的两大主力。但除了它俩以外,各种藻类植物也是这些水下绿洲不可或缺的一部分。如果说珊瑚虫和苔藓虫的骨骼构成了礁岩的砖瓦筋柱,那么藻类就是加固黏合,脱毒除臭的重要助剂。

  自寒武纪以来,多细胞动物在海洋中大放异彩;相比之下,各种固着生活的藻类依旧默默地扮演着背景。相比浮游生活的带壳疑源类,固着藻类柔软的藻体成为很多植食动物的美餐,死亡后则迅速被真菌和食腐动物清理干净,能够形成化石的更是凤毛麟角。

  不过,这种情况在奥陶纪有了一些改变。一些固着生活的蓝藻和真核藻类也开始在细胞壁沉积钙质,形成硬质结构,加入到造礁生物的大军中。

藻类沉积碳酸钙的化学反应。海水中的离子浓度非常关键。图片来源自[1]。

  能够分泌碳酸钙的藻类被称统为钙藻或石灰藻(Calcareous algae)。从分类上讲,包括红藻,绿藻,褐藻甚至原核生物蓝藻中的种类。钙藻的化石在奥陶纪大量出现,和苔藓虫,珊瑚一道,吸收溶解在海洋中的二氧化碳,固定在岩石中,从而改变了地球的大气组成。

显生宙的大气成分变化曲线。在奥陶纪时期(480~440MYa),二氧化碳和氧气含量都发生波动,除了光合作用之外,生物造礁也是主要原因之一。图片来源自[1]。

  由于生活环境各异,而且种类庞杂,钙藻的化石形态也是千变万化。丝状,树枝状,云片状,膜状,管状的都有。至于钙化的蓝藻,由于体型微小,经常成片地附生在岩礁上,形成一层薄薄的钙膜。

一种奥陶纪的管状钙藻化石,曾经被当成某种动物的骨骼。每个小空腔里都曾经有一个活细胞。图片来源自[2]。

在奥陶纪,一些原核蓝藻也开始分泌钙质填充到细胞壁中,留下了微小的钙化化石。图片来源自[3]。

  自出现伊始,珊瑚和藻类就开始了密切的协作。珊瑚礁的生物密度很大,产生大量二氧化碳和氨氮类代谢废物,如果不及时清理,就会造成污染,毒害环境。藻类正好利用这些废物,重新制造有机物,为珊瑚礁里的各种小动物提供了充足的食物。外骨骼和贝壳的生长需要摄入大量钙质,松脆的钙藻正好满足了需要。李代桃僵,也减少了这些动物对珊瑚本身的侵袭。细密的钙藻附着在珊瑚的骨骼表面,还能够填补缝隙,把不同种类的珊瑚,苔藓虫,附生的腕足动物和双壳类粘接起来,加固礁岩,抵御潮水的冲击。

  不知从什么时候起,一些单细胞虫黄藻( Zooxanthellae)和珊瑚建立了更加紧密的共生关系。它们生长在珊瑚虫体内,享受宿主骨骼和刺细胞的庇护。回报是负责清理珊瑚虫的代谢废物,合成糖类,脂类和宝贵的蛋白质,回馈给宿主珊瑚。研究称,虫黄藻合成的有机物有大约80%贡献给了珊瑚[4]。正是因为高度仰赖藻类光合作用提供的食物,许多珊瑚种类只能在阳光充足的浅海生长。一旦突如其来的环境巨变,比如水温升高,或者海水变得污浊,破坏了藻类的光合作用,都会造成珊瑚礁的大面积死亡。在地球历史上,这样的事件多次发生,给浅海生态造成巨大冲击。

珊瑚虫体内的虫黄藻细胞。图片来源自网络。


今天的钙藻多属红藻门,它们色泽艳丽,姿态美观,而且可以和珊瑚形成共生关系。经常被种植在水族箱中作为装饰。图片来源自网络。

地球名片

生物分类:泛植物界-红藻门

存在时间:中元古代? 现代

现存种类:约4000

化石种类:不明

生活环境:海洋,极少数淡水

代表特征:无根茎叶分化,孢子繁殖,形状多样,多种色素,其中藻红素占优势

代表种类:紫菜,石花菜,鹧鸪菜


参考文献:

[1] ROBERT RIDING, AN ATMOSPHERIC STIMULUS FOR CYANOBACTERIAL-BIOINDUCED CALCIFICATION CA. 350 MILLION YEARS AGO? PALAIOS, 2009, v. 24, p. 685–696, DOI: 10.2110/palo.2009. p09-033r

[2] Nitecki, M. H., Spjeldnæs, N., A new Ordovician tubular 'alga' from Norway. Norsk Geologisk Tidsskrift, Vol. 69, pp. 95--102. Oslo 1989. ISSN 0029-196X.

[3] ROBERT RIDING, JIASONG FAN, Ordovician Calcified Algae and Cyanobacteria, Northern Tarim Basin Subsurface, China. Palaeontology, November 2003, DOI: 10.1111/1475-4983.00201

[4] Patton J. S., Abraham S., Benson A. A., Lipogenesis in the Intact Coral Pocillopora capitata and Its Isolated Zooxanthellae: Evidence for a Light-Driven Carbon Cycle between Symbiont and Host. Mar. Biol. 1977; 44:235–247.

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评论 (8) 只看楼主

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  • 1楼
    2017-04-15 10:56 果尼玛 只看Ta

    沙发?

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  • 2楼
    2017-04-15 16:50 q68257962 只看Ta

    这玩意和方解石有关系吗?

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  • 3楼
    2017-04-15 18:28 攀缘的井蛙 只看Ta
    引用@q68257962 的话:这玩意和方解石有关系吗?

    矿物不太懂,都是碳酸钙,不知道会不会转化呢

    [0] |
  • 4楼
    2017-04-15 22:33 龙静颜 只看Ta

    十几亿年前制造叠层石的蓝藻有没有沉积钙的功能?如果没有,叠层石是怎么出来的?如果有,那和奥陶纪的这批藻类区别在哪里?

    来自凤凰网移动版
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  • 5楼
    2017-04-16 09:10 攀缘的井蛙 只看Ta
    引用@龙静颜 的话:十几亿年前制造叠层石的蓝藻有没有沉积钙的功能?如果没有,叠层石是怎么出来的?如果有,那和奥陶纪的这批藻类区别在哪里?

    叠层石“由蓝绿藻(隐藻)呈层状生长,其细胞分泌黏液质捕陷和粘结沉积质点经碳酸盐化变硬而成。”(摘自百度百科)

    也就是说,之前的蓝藻不能分泌钙质,叠层石是蓝藻死后掩埋变质石化形成的。奥陶纪的钙藻生前就可以分泌钙质填充到细胞壁中。

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  • 6楼
    2017-04-16 11:22 龙静颜 只看Ta
    引用@攀缘的井蛙 的话:层石“由蓝绿藻(隐藻)呈层状生长,其细胞分泌黏液质捕陷和粘结沉积质点经碳酸盐化变硬而成。”(摘自百度百科)也就是说,之前的蓝藻不能分泌钙质,叠层石是蓝藻死后掩埋变质石化形成的。奥陶纪的钙藻生前就可以...

    它们也在进步啊!

    来自凤凰网移动版
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  • 7楼
    2017-09-28 15:15 ix8 只看Ta

    腻缝儿。。。。。。。。。。捂脸

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  • 8楼
    2018-02-02 12:09 有个好头像也很重要 只看Ta
    引用@攀缘的井蛙 的话:叠层石“由蓝绿藻(隐藻)呈层状生长,其细胞分泌黏液质捕陷和粘结沉积质点经碳酸盐化变硬而成。”(摘自百度百科)也就是说,之前的蓝藻不能分泌钙质,叠层石是蓝藻死后掩埋变质石化形成的。奥陶纪的钙藻生前就可以...

    感觉也不能说叠层石是蓝藻死后形成的,参见知乎讨论

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