注册 登录  
 加关注
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

科学松鼠会

让我们剥开科学的坚果

 
 
 

日志

 
 
关于我

什么是科学松鼠会? 我们认为,对于部分人来说,科学就像一枚枚难以开启的坚果,虽味美却不易入口。 我们希望自己能够像松鼠一样,打开科学的坚硬外壳,将有营养的果仁剥出来,让人们能够领略到科学的美妙。 我们试图让科学传播并且流行起来。

网易考拉推荐

浒!浒!浒!浒苔来了   

2012-07-14 16:01:45|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |

本文作者:瘦驼

浒浒浒!突然出现在青岛近海的大量浒苔又一次验证了著名的墨菲定律:你担心什么情况发生,它可能会发生;可能出错的事,一定会出错。

墨菲定律还有一条内容:任何事都没有它表面看起来那么简单。浒苔这种鲜为人知的藻类有着怎样的身世?究竟怎样的分身秘技让它们一夜之间泛滥成灾?浒苔泛滥的背后有着怎样的宏大故事?面对堆积如山的浒苔我们该如何应对?

浒苔(Enteromorpha prolifera )是绿藻门绿藻纲石莼目浒苔属数种藻类的统称,它们广泛分布在温带海域的浅海潮间带上,内陆水域也有存在。浒苔所属的绿藻大家族是所有藻类生物中最接近植物的门类,已知超过8000种,其中既有单细胞的微小个体,也有浒苔、水绵一类的复杂生物。细数绿藻的家族成员,有故事的种类比比皆是。衣藻,是单细胞的绿藻,喜欢在污水池中生活,大量增殖时能引起类似太湖蓝藻那样的水华;小球藻,同样是单细胞藻类,曾经在60年代饥馑时期被作为代食品大量培养;红球藻,因为含有大量色素被广泛应用于生物研究和工业生产;龟背基植藻,喜欢生长在淡水龟壳上的绿藻,也是绿毛龟的秘密所在;水绵,常见的淡水丝状绿藻,中学生物课中必备的实验材料。浒苔所属的石莼目也有很多绿藻明星,比如石莼、礁膜,两位都是著名的海鲜,还广泛用于提炼糊精等工业原料。


[普通小球藻,小球藻带着一股尿骚气留在了很多走过饥馑年代的人的记忆里]


[ 长满龟背基植藻(Basicladia chelonum)的绿毛龟]

与它们相比,浒苔属于后起之秀,然后其迅速蹿红的速度实在令其他绿藻难望项背。其实,浒苔自古以来就是一种食材和药材。虽然不及石莼和礁膜那样有名气,在我国东南沿海和日本,人们有食用浒苔的悠久历史,根据宁波大学的徐大伦等人的研究,浒苔是一种高蛋白、低脂肪、富含不饱和脂肪酸何铁质的优质食品,特别是它含有大量的谷氨酸和天冬氨酸,这让它吃起来鲜美异常。不过,虽然都是可以吃的“苔”,浒苔跟海苔却是两码事,海苔是红藻门条斑紫菜的干制品。人们在长期食用浒苔的过程中,也发现了它的药用价值,中医认为浒苔有软坚散结、化痰止血的功效,《本草纲目》中记载:“烧末吹鼻止衄血;汤浸捣敷手背肿痛。”现代医学研究还发现浒苔有抑制癌症的功效,日本大阪熏英女子短期大学的冈井(东)纪代香HIGASHI-OKAI Kiyoka和冈井康二 OKAI Yasuji在1999年发表的一篇文章中指出,给小鼠使用浒苔提取物可以显著抑制其皮肤癌的生长。

然而,这次浒苔知名度的提高却与以上这些好处都没有关系,人们最关心的是青岛海边那如同无边绿毛毯一样的浒苔究竟是怎么出现的?这要从浒苔的复杂生活史说起。浒苔虽然如此常见,人们对它们的生活却并非十分了解,只是到了最近几年,科学家们才逐渐揭开了它们生生不息的奥秘。


[浒苔有着复杂的生活史,只是在最近人们才开始对它有所了解]

浒苔在生长过程中,一些细胞会变大变圆,表面也逐渐变得不规则,只需几天,这些细胞便成为了配子囊,配子囊成熟后释放出配子。所谓配子,是只有普通细胞一半染色体的繁殖细胞,与人类的配子(卵子和精子)一样,浒苔的配子也有雄雌之分,雌配子稍稍大一些。这些配子顶端都长着两根鞭毛,可以自由游动,并且它们都有趋光性,会向水面聚集。雌雄配子会在阳光下合二为一,变成一个球形细胞,成为合子,合子不喜欢光亮,于是沉入水底,在礁石上固定下来,不消10天,就可以长成一丛新的浒苔幼苗。

这样的幼苗在成熟后又会长出孢子囊,释放出孢子,孢子也是一种生殖细胞,确具有和其他细胞相同数目的染色体,用时髦的学术语言,这些孢子是它们母体的克隆。这些孢子看起来与配子很像,却有4根鞭毛,它们同样不喜欢光,一头扎进海底,在礁石上附着生长成新的浒苔。

而有时候,雌雄配子并没有遇到自己的另一半,它们会在数小时后脱去鞭毛,沉入水底,同样可以分裂生长。有时候,有些没有释放出来的配子甚至会在母体上生长成新的浒苔。

更强大的是,浒苔还有分身术,藻体断裂,可以形成新的藻体,甚至任何一个从藻体上脱落的细胞,在合适的情况下都可以发育成新的藻体。

这种灵活高效的繁殖策略,让浒苔在合适的条件下能以几何级数迅速生长。什么条件适宜浒苔生长呢?万物生长靠太阳,作为靠着光合作用合成有机物的浒苔,阳光自然也是必须的。阳光还带来温度,浒苔虽然耐低温,但是在冬天并不能很好的生长。另一方面,浒苔并不耐热,所以在热带海域很难见到它们的分布,在北温带,春夏两季是浒苔繁茂的时节。


[国家海洋局北海分局6月17日发布的绿藻综合分布图]

有了阳光,还需要养料。水至清则无苔,虽然作为绿色藻类的它们靠阳光和二氧化碳就可以合成有机物,但是必须的氮磷钾和微量元素仍然需要海水来提供。氮和磷本是海水中比较稀缺的元素,但是人类的活动很大程度上改变了这一点。

农业的发展刺激了化肥工业的腾飞,人类靠工业设施把空气中的氮气转变成为植物可以利用的氮肥。诸如尿素一类的氮肥的施用,反过来极大的促进了农业生产,让迅速膨胀的人口免于饥饿。然而,人们施肥的方式却十分低效,大量氮肥溶进雨水,随着地表水流入海洋。大规模的城市化也让很多沿海地区成了人口密集的垃圾制造场,仅人类排入大海的粪便和尿液所携带的氮也是一个惊人的数字。另一种养料磷,则主要来自于化工和生活污水,曾经作为清洁剂中的主要成分,磷在生活污水中含量很高,这也是我们推广无磷洗涤剂的原因。

[2011年污染海域分布示意图 引自《2011年中国海洋环境质量公报》]

根据中国国家海洋局2012年6月29日发布的《2011年中国海洋环境质量公报》,2011年我国未达到清洁标准的海域面积高达14.4万平方千米,其中的主要污染物就是无机氮、活性磷酸盐以及石油类。如此一来,海洋,尤其是近海和河口地区,让人类改造的比过去肥沃了不少。肥沃的海洋并不会给人类带来福音,相反,灾难总是随之降临。由于能利用这些氮的藻类都是繁殖能力超强的物种,肥沃的海洋(术语叫做富营养化)使得它们极速暴增,尤其是众多单细胞藻类,更是富营养化的受益者。赤潮因此形成,暴增的单细胞藻类消耗了大量的氧气,使得其他海洋生物窒息,同时很多种类会产生毒素,对包括人类在内的其他生物造成毒害。《2011年中国海洋环境质量公报》指出,去年我国海域发生赤潮55次,累计6076平方千米,在同一份公报中,还特别提到了黄海地区的“绿潮”情况。


[2009~2011年我国黄海沿岸海域绿潮分布面积和覆盖面积 引自《2011年中国海洋环境质量公报》]

纵观全球,深受“绿潮”困扰的绝非青岛一处。在美国,佛罗里达州,同属绿藻门的浒苔的近亲江篱和松藻每年都让当地政府头痛不已。在欧洲,绿潮泛滥已经有近30年的历史。丹麦的罗斯基尔德Roskilde、荷兰的威斯密尔Veerse Meer礁湖,甚至著名的威尼斯,都遭受过以浒苔和石莼为代表的绿藻的大规模袭击。而在欧洲最为浒苔看好的区域,则是法国风景如画的布列塔尼地区,这里每年春夏都会“绿潮汹涌”。比利时、法国和美国的几位科学家2007年在《环境研究、工程与管理》Environmental Research, Engineering and Management杂志发表了一篇综述,文中指出2004年,布列塔尼地区所有72个市全部发生绿潮,总计清理了69225立方米的绿藻,花费61万欧元。

[布列塔尼的绿潮,图片引自 Green Tides on the Brittany Coasts ,详见参考文献1]

虽然浒苔并没有毒,然而堆积在海滨和沙滩上的大量正在腐烂海藻对环境仍然是一个的威胁,尤其对旅游业影响更为巨大。即便把海滩的海藻清理干净,如此大量的绿色垃圾如何处理同样棘手。

如何清理青岛的浒苔,我们不妨向法国人取取经。

首先是打捞和收集,除了推土机等建筑机械,布列塔尼当局还动用了大量的农业机械:筛机、粉碎机、耙机来清理海滩,不仅要清走藻类,还要尽可能留下沙子,一方面保持海滩的原貌,另一方面方便下一步的垃圾处理。

收集起来的海藻一方面可以晒干供当地的牧场作为牲畜饲料,另一方面可以用作燃料,这也是布列塔尼人的传统做法。10年前,用干燥的海草生产一千卡热量大约需要花费10-18欧分,这是当时使用天然气或者石油价格的2倍多。考虑到如今油价早已是当年的数倍,烧海草会变得更加有吸引力,并且可以减少二氧化碳排放。

另一个用途是堆肥,浒苔每克干重大约含有20毫克氮和0.2毫克的磷,这是个相当高的含量,将这些海藻与绿色垃圾混合发酵会生产出优质的有机肥料。当然,考虑到与化肥相比,有机肥价格仍然较高,如何吸引更多农民使用是个需要解决的问题。

第三个用途是用来生产沼气,将收集起来的海藻离心压缩后加入沼气池发酵产生沼气,废液经污水处理,废渣用作有机肥,这是处理海藻最理想的方式。

参考文献:
1.Roger H. Charlier , Philippe Morand , Charles W. Finkl , Alexandre Thys Green Tides on the Brittany Coasts Environmental Research, Engineering and Management, 2007. No.3(41), P. 52-59
2. Lin Apeng , Shen Songdong , Wang Jianwei , Yan Binlun Study of the reproduction diversity of Enteromorpha prolifera J. Agardh
3.2011年中国海洋环境质量公报
4.江志兵,曾江宁,陈全震,廖一波,刘晶晶,郑平 大型海藻对富营养化海水养殖区的生物修复 海洋开发与管理 2006.4
5.王晓坤 ,马家海 ,叶道才 ,陈孝德 浒苔 (Enteromorpha prolifera)生活史的初步研究 海洋通报 第26卷,第5期,2007年10月
6.徐大伦, 黄晓春, 杨文鸽, 吴丹 , 曹卫庆 浒苔营养成分分析 浙江海洋学院学报自然科学版 第22卷,第4期,2003年12月
7. Michel Merceron Marées vertes en Bretagne :état actuel des connaissances

浒!浒!浒!浒苔来了 - 科学松鼠会 - 科学松鼠会
  评论这张
 
阅读(5542)| 评论(9)
推荐 转载

历史上的今天

在LOFTER的更多文章

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2017