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硅藻是什么?

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硅藻是一类具有色素体的单细胞藻类植物,常由几个或很多细胞个体连结成各式各样的群体。硅藻的形态多种多样,分布广泛。硅藻在食物链中属于生产者。硅藻的一个主要特点是硅藻细胞外覆硅质(主要是二氧化硅)的细胞壁。化石遗迹显示,硅藻最迟起源于早侏罗纪时期。


硅藻是什么?


1、形态特征


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植物体单细胞,或由细胞彼此连接成链状、带状、丛状、放射状的群体。细胞形态多样,有圆形、椭圆形至披针形,少数种类两侧中部膨大,或成对称的波状。通常以浮游或附着到其他岩石等物体上生长,着生种类常具胶质柄或者包被在胶质团或胶质管中。藻体呈橙黄色、黄褐色。硅藻的细胞壁外覆硅质(主要是二氧化硅),细胞壁上有大量的气孔,使其兼具小质量和坚固的结构。


2、地理分布


硅藻是什么?


硅藻是一类最重要的浮游植物,分布极其广泛,不管是海洋、淡水、汽水、泥土及潮湿的表面上均可发现。大部分生活在开阔的远洋水域,当然也有的像膜一样生活在海底砂砾上,更有能在仅仅是潮湿的大气中存活的种类。硅藻的一些种甚至会布在2公里的高空。在世界大洋中,只要有水的地方,一般都有硅藻的踪迹,尤其是在温带和热带海区。因为硅藻种类多、数量大,因而被称为海洋的“草原”。


3、生长繁殖


硅藻是什么?


硅藻靠光合作用将海水中的无机物合成自身需要的有机物,属于自养生物。生殖方法有有性生殖和营养生殖,其中营养生殖为其主要繁殖方式。在合适的环境下,繁殖速度相当快,若处理不当,会形成赤潮。


赤潮:水环境如果受到富营养污染或其它原因,常使某些硅藻如骨条藻、菱形藻等生殖过盛,形成赤潮,使水质恶劣,对渔业及其它水产动物带来严重危害。有些硅藻(如根管藻)生殖太盛并密集在一起,可阻碍或改变鲱鱼的洄游路线,降低渔获量。


也正因为如此,硅藻一直以来作为一种重要的环境监测指示物种,被用于水质研究。



4、价值


(1)释放氧气


前面已经提到,它们靠光合作用将海水中的无机物合成自身需要的有机物。硅藻色素包括叶绿素a、c1、c2、以及胡萝卜素。它们能吸收太阳光的能量,将细胞中的水分解,使水分子上的一个氢原子分离出来,一部分有利的氢原子和二氧化碳化合经过复杂的化学变化后就产生了糖和淀粉,这就是光合作用。这些物质再和细胞吸收的氮、磷、硫等物质进一步作用,氧就形成了蛋白质和脂肪等物质。游离出的部分氢原子每两个和一个氧原子结合形成了水,氧分子中的另一个氧原子就从细胞里跑出来溶解到水里或者跑到大气里去了。


地球上有70%的氧气是浮游植物释放出来的,浮游生物每年制造的氧气就有360亿吨,占地球大气氧含量的70%以上。由于硅藻数量又占浮游生物数量的60%以上,这样可以推算,假设现在地球上没有硅藻了,不用3年,地球上的氧气就耗干了。动物和人类也就都没法呼吸了。


(2)海洋初级生产者


硅藻是什么?


我们都知道:“大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米”,那虾米吃什么呢?


硅藻是鱼、贝、虾类特别是其幼体的主要饵料,它与其他植物一起,构成海洋的初级生产力。它们是海洋食物链的最底端,是海洋生物赖以生存的初级生产者。也有人认为,地球上有机物质中的3/4是来自于硅藻和藻类的光合作用。



(3)硅藻技术研究


①许多研究者从硅藻等这些生物体得到启发,利用不同的天然的或人工合成的大分子在不同的反应环境和体系下介导不同类型的硅前体仿生合成了许多不同形态、尺寸大小的硅胶。


②硅藻成为未来太阳能电池研究模板


在人类发明硅基太阳能电池之前,自然界中的硅藻早就开始利用二氧化硅来收集太阳能。藻类外壳利用阳光的构筑是未来太阳能电池原材料和模型构筑的最佳供体。挪威科技大学(NTNU)和挪威科技工业研究院(SINTEF)组成斯堪迪纳维亚半岛最大的跨学科团队正在利用硅藻和其他单细胞藻类作为未来太阳能电池研究的模板,来制造太阳能利用率与藻类媲美的硅藻太阳能电池。


③获得高质量、耐热、耐化学腐蚀的硅藻外壳,是硅藻研究的重中之重。


硅藻是什么?


(4)形成硅藻土


硅藻还是形成海底生物性沉积物的重要组成部分。硅藻死后,它们坚固多孔的外壳—细胞壁也不会分解,而是沉于水底,那些在海底沉积下来的以硅藻为主要成分的沉积层,经过亿万年的积累和地质变迁,逐渐形成了经济价值极高的硅藻土。


硅藻土不但含有丰富的营养物质,而且还能完好地保存动植物的遗体,在古生物学研究领域具有重要意义。诺贝尔奖的创始人alfred nobel发现将不稳定的硝化甘油放入硅藻所产生的硅土后可以稳定的成为可携带的炸药。


硅藻土可被开采,在工业上用途很广。可制造工业用的过滤剂、吸附剂、脱色剂、保温材料、研磨材料、填料、水玻璃原料、催化剂载体等等。因其独特的物理特性和稳定的化学特性,目前已经作为健康环保的建筑材料而应用于装修行业。


(关于硅藻土优良的性能及价值,下一期小编将为大家详细阐述。)


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