探索
EXPLOE
神秘的海洋微生物
发布时间:2024-12-14
打印
{{ isAudioPlay ? '暂停播放' : '播放声音' }}
放大 缩小

数亿年前,地球只有少量的氧气,但现在已经有足够的氧气来维持生命了。那么,这么多的氧气从哪里来呢?树木和植物?事实上,都不是,氧气主要来自海洋微生物——那些生活在海洋里,我们的肉眼看不到的小生物,它们让世界焕发着生机。

地球表面有70%以上被海洋覆盖。在浩瀚的海洋中,98%海洋生物都是微小的单细胞生物,也就是海洋微生物。事实上,如果你把脚趾伸进沙子里,就会触碰上百万个微生物(不过放心,这很安全)!

藏身海底的神秘力量

微生物的大小小于5微米,比单个的人体细胞还要小。这些微生物包括古菌、细菌、真菌、病毒等,还有许多未知的类型和种类的微生物。这些微生物居住在你可以想象到的任何一片海洋环境中,比如海洋深处沸腾的热液喷口、冰层覆盖的极地(不幸的是,冰层开始迅速融化),以及近岸的珊瑚礁。微生物生活在沙子或砾石颗粒之间的缝隙中,或像沙漠一样宽广的深海海床上。重要的是,这里的一些微生物比在陆地上的生物出现的时间要早得多,其中的部分微生物一直活到现在,这给科学家研究地球上生命的发展提供了线索。

这些微生物让世界有了生机。约有一半的地球上的氧气来自细菌,其中大部分来自蓝细菌(以前也称蓝藻)。最近发现表明,它的构造更接近细菌,因此被归于细菌。

细菌是地球上古老的生物。化石记录表明,蓝细菌在35亿年前就已经存在了。那时环境里的氧气还非常少。

大约24.5亿年前,氧成为地球大气的一个重要组成部分。科学家是怎么知道的呢?原来,他们在形成于这个时期的远古土壤中发现了氧化铁,也在同一时期形成的海床中发现了含铁的沉积物。氧化铁是铁离子与氧气发生化学反应而产生的,也就是说当时的海洋中已经存在氧气。这些氧气很可能是蓝细菌产生的,大量的蓝细菌利用阳光、水和二氧化碳进行光合作用,产生碳水化合物,并释放出氧气。

海洋微生物的存在对于海洋生物来说是十分必要的。微生物参与了碳、氮和磷的循环:海洋中动植物尸体里的碳、氮、磷等对生命至关重要的元素是以有机物的形式存在的,这些有机物无法被海洋生物直接吸收;而微生物体内有特殊的酶,可以分解这些有机物,把它们转换成二氧化碳、硝酸盐、磷酸盐等无机化合物,这样就可以被海洋生物吸收;同时微生物在分解的过程中还获得了能量。

此外,海洋微生物还在做更多的“贡献”。比如,科学家最近发现,多种细菌能够合成一种叫作二甲基巯基丙酸盐(简称为DMSP)的硫分子。微生物分解这种硫分子时会产生二甲基硫。二甲基硫也被称为“冷室气体”,它的氧化物可以作为云凝结核促进云层形成,减弱光照,同时可以通过降水将硫从海洋转移至陆地,有助于调节气候、保持地球大气稳定。这些细菌产生的DMSP很可观,科学家也开始重新评估海洋细菌在全球硫循环中的贡献。这些新发现实际也在告诉我们,海洋中还有很多“未知的东西”。