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南海物說︱如果海貝失去外殼珊瑚蟲長不出骨骼

2024年05月29日15:26 自然部

這不是一個腦洞題，而是一種正在發生的現實

海洋覆蓋了地球70%以上的面積，地球更似水球。

海洋產生了地球50%以上的氧氣，海洋實為地球之肺。

海洋是地球上大多數生物多樣性的家園，是人類食物和藥物的主要來源，是所有生命之源。

然而，愈加頻繁和過度的人類活動正在使海洋付出愈加巨大而可怕的各種代價：漁業資源枯竭，生態環境破壞，各類污染層出不窮，而海洋酸化便是其中之一。

海洋酸化

人類生存的世界是一個物質在不斷循環的世界。海洋與大氣也在不間斷地進行著氣體交換，而排放到大氣中的任何成分最終都將溶于海洋，如二氧化碳。

前工業時代，大氣中碳的變化主要由自然因素導致，變化緩慢而可應對、可平衡。工業革命開始后，人類開始使用化石能源，同時破壞更多的植被。因此，至21世紀，大氣已經接收了逾5000億噸的二氧化碳，這使得大氣中的碳含量水平大幅且仍在逐年持續地上升著。

越來越多的二氧化碳溶解進海水，海水堿性下降，酸度上升，海洋便逐漸酸化了。

你知道嗎？

酸堿度與pH值

現在幫大家復習一下酸堿度和pH值。酸堿度可用來描述水溶液酸堿性的強弱程度，可用pH來表示。pH即氫離子濃度指數，符號p來自德語potenz，意為“濃度”，而H則代表氫離子。

我們生活中常見物質的pH值，你都知道嗎？

潔廁劑 pH為1~2

醋 pH為2~3

醬油 pH為4~5

牛奶 pH為6~7

水 pH為7

牙膏 pH為8~9

肥皂 pH為10

洗潔精 pH為12~13

鈣化生物

受海洋酸化影響最大、最直接的，是生活在海洋中的萬千生物，尤其是鈣化生物。鈣化生物，即那些可以產生碳酸鈣外骨骼或殼的生物，包括我們熟悉的珊瑚蟲、海貝、蝦蟹、海膽，和我們不甚熟悉的許多浮游生物。

你知道嗎？

顆石藻和有孔蟲

作為海洋和淡水初級生產力和食物網基礎的浮游生物，事關小到魚蝦大到鯨豚等眾多水生動物的吃飯大事。浮游生物中，能進行光合作用的是浮游植物，不能進行光合作用、靠捕食其他生物為生的是浮游動物。浮游植物主要為各種微藻（如顆石藻），浮游動物則主要包含水母、小蝦、橈足類和原生動物（如有孔蟲）。

現在為大家介紹的顆石藻和有孔蟲，它們可是地球上最旺盛的鈣化浮游植物和動物。同其他鈣化浮游生物一起，它們為調節海洋生物地球化學循環和氣候都做出了無可比擬的重要貢獻。

顆石藻，又稱球石藻，是一類有著廣泛分布的單細胞海洋藻類。它們的細胞外覆蓋著一層鈣質外殼（由數量不等、形態大小各異的顆石構成）。

上圖：顆石藻多樣性

下圖：最常見的顆石藻——赫氏顆石藻Emiliania huxleyi

（上圖中E）（這個赫氏就是大名鼎鼎的赫胥黎）

有孔蟲，一類單細胞動物，通常在細胞膜內生有碳酸鈣骨骼，可小至1毫米，大至數厘米，同顆石藻一樣也形態多變。

有孔蟲多樣性

星砂Baculogypsina sphaerulata和它們的星形骨骼

色藻界有孔蟲門

究竟，海洋酸化對海洋中的生物，尤其是鈣化生物，會產生什么樣的影響呢？

如果用一句話來概括：影響生死。

影響生物鈣化和生長

海洋生物骨骼和外殼的生成，依賴于海水中碳酸鹽系統的穩定性。海水堿性下降、碳酸鈣飽和度下降后，生物的鈣化結構的生長發育便會受到影響。已有數據表明，海洋酸化會顯著影響具有鈣質結構的海洋生物的鈣化，表現為生物鈣化程度降低、鈣化效率下降、畸變程度增加等。若以海貝舉例，那便是外殼長得慢、長的薄或長得畸形，甚至長不出來了。