萬丈高樓的幕後推手:造礁珊瑚體內的共生藻(上) | 環境資訊中心
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萬丈高樓的幕後推手:造礁珊瑚體內的共生藻(上)

2009年10月27日
作者:許嘉閔(台大海洋研究所、中研院生物多樣性研究中心)

說到珊瑚你可能不太熟悉,可是你卻依賴著珊瑚生活,這話怎麼說呢?除非你是住在洞穴、草屋或是木頭和泥土搭建的房子裡,否則你現在一定住在過去鈣化生物的骨骼裡。

珊瑚和其他行鈣化作用的海洋生物,不斷從海水中取得鈣離子並沈積為碳酸鈣骨骼(CaCO3);等到珊瑚死亡後遺留下來的骨骼,又一層一層被其他珊瑚、貝類、鈣化藻類等生物覆蓋,不斷累積,即成為我們所說的珊瑚礁,再經歷變質作用與地質抬升,就變成石灰岩或大理岩了。

台灣西南部的更新世化石珊瑚礁,曾經是南部各水泥廠主要的石灰石礦源;如由北至南的大崗山、小崗山、半屏山、壽山(高雄石灰岩)及駱駝山(鳳山石灰岩)等,其形成年代大約於一百萬年前,主要由珊瑚、貝類、珊瑚藻類及有孔蟲等所構成,開採後經過高溫處理,即成為建材中絕對不能缺少的水泥,然後建成人們現在所住的水泥大廈。我們就像珊瑚礁魚類一樣住在珊瑚建構的空間裡,只是型式改變了。所以如果說世界第一高樓台北101,也都是用珊瑚蓋成的,一點都不為過。

早期靠海而居的先民即直接撿拾珊瑚死亡後留下來的骨骼蓋房子,例如澎湖菊島許多老房子就是以咕咾石所搭建,這是最原始使用珊瑚蓋房子的方法(圖ㄧ)。


圖一 澎湖利用珊瑚骨骼來建築房屋。

珊瑚經過長年的演化,成為目前最佳的造礁生物,過去所累積下來的珊瑚礁現在成為人們開採使用的礦物資源。其實珊瑚能夠快速沈積碳酸鈣骨骼的關鍵,靠的是人類肉眼無法看見的微細藻類的幫助,在陽光充足水質清澈的淺海水域不斷造礁。共生藻(Symbiodinium)又稱蟲黃藻(zooxanthellae),是一種內共生型的渦鞭毛藻,與珊瑚有著相當親密的共生關係,而且當其處於共生狀態時,其特有的兩根鞭毛會消失不見,變成一顆顆圓滾滾金黃色的小球(圖二),可是當離開珊瑚宿主時,其鞭毛會再度出現且細胞外型也會改變(圖三),成為典型的渦鞭毛藻的樣子,藉由鞭毛的擺動自由活動。


圖二 不具鞭毛共生藻的外觀。                               圖三 共生藻離開珊瑚宿主具有鞭毛的外觀。

共生藻是植物,當然會行光合作,而珊瑚卻是動物,兩種分屬動物界與植物界的結合,造就出驚人的合作成果。當共生藻白天行光合作用後,幾乎可完全提供珊瑚代謝所需的能量,而到了晚上,珊瑚會利用其觸手捕食夜間活動旺盛的浮游生物,所以珊瑚同時具有自營與異營生活的能力。兩者共生成功的關鍵,在於珊瑚行呼吸作用產生的二氧化碳以及捕食浮游生物消化後的含氮營養鹽,可以提供共生藻行光合作用的原料,如此一來珊瑚體內因為二氧化碳的移除,又加上共生藻提供大量的能量,便可以有足夠的能量與適合的條件來沈積碳酸鈣骨骼。

有些珊瑚並沒有與共生藻共生,又稱為非造礁珊瑚,其骨骼形成的速度遠低於有共生藻的造礁珊瑚,對於珊瑚礁的形成沒有太大的貢獻(下期待續)。

※本文與合作刊登