【鏡頭下的微世界】帶刺的玻璃寶盒:矽藻 | 環境資訊中心

【鏡頭下的微世界】帶刺的玻璃寶盒:矽藻

2013年11月19日
作者:張桂祥(國立海洋生物博物館 生物馴養組 副研究員)

矽藻是藻類世界中很大的一群,估計目前有約10萬種生存在淡水、海水、泥土、及任何潮濕的表面。海洋中近一半的初級生產力來自於矽藻,在海洋食物鏈中為不可或缺的一群。

大寶盒生小寶盒?!

矽藻形狀與一般藻類較為不同,一般藻類的細胞是一體成形,而矽藻的細胞則是被兩個矽質的細胞壁(frustules)所包裹,形同一個玻璃培養皿。而這個細胞壁材質堅硬,密度比水高很多,導致矽藻很容易沉到水底。白話的說,矽藻就如同一群微細的玻璃,漂浮在水中。因此,大洋中的矽藻就靠著風力攪動水體,使它們長期懸浮在有光層進行光合作用。還有一些矽藻是經由體內累積油滴,來避免藻體快速下沉。矽藻外形多變,如圓形、星形、舟形、棒狀等等,各式形狀皆有。很多矽藻表面還長有尖刺、細勾或細針等,直如帶刺的小玻璃。

各式形狀矽藻,拍攝者:張桂祥。

由於矽藻由兩個蓋子一般的堅硬細胞壁所組成,因此它們進行細胞分裂時就與其他藻類不同。矽藻進行細胞分裂時,是先在兩個蓋子內各堆疊出新的蓋子,原來的大小蓋子各由新的細胞承接一個。但這樣的分裂方式會產生一個問題,即小蓋子會分裂出較小的細胞,且在多次分裂後,整個族群的體形就會越來越小。不過,當細胞分裂至最小可承受體形時,就會進行有性生殖,形成一種復大孢子(auxospore),孢子內再長出該有的大細胞,再重新回到無性生殖模式。

矽藻的細胞分裂

最天然的殺蟲劑

由於矽藻的矽質細胞壁不會被分解,因此千萬年累積下來就會在海底形成沉積物。當這一層沉積物因地殼變動被抬升至水面上時,就是所謂的矽藻土(diatomaceous earth)。矽藻土早在三千年前就為我們的祖先所用,是種植農作物時不可或缺的殺蟲劑。農夫在種子發芽時撒上矽藻土,當蠕動的蟲要吃葉子時,爬過這些肉眼看不見形同碎玻璃的帶刺矽藻,身上較脆弱的部分就會被刮傷,最後因細菌感染而死。

矽藻土殺蟲劑

矽藻土殺蟲劑的使用至今仍在西方相當流行,主要是它天然無毒,但在東方反而少見,可能是因為其效果較慢,在這個講求快速的東方社會,使用劇毒的化學藥劑方為上品。也因為其堅硬且多刺的特性,矽藻土也被添加在我們日常用的牙膏及牙粉,還有很多男性專用的洗臉霜,用來刮除牙齒上的細菌或臉上的角質等。

近年來日本也發展了一些矽藻土製成的建材及油漆等,標榜這些建材能調節室內的濕度,並可清除空氣中有害的氣體等。除了日常用品外,矽藻土也被開採來製造石英、矽膠膜、火藥、金屬擦光劑、絕緣隔熱料、乾燥劑、製糖或精煉石油時之濾除異物雜質之用。矽藻土亦是製造鍋爐、蒸氣管之原料。

台灣附近大部分海域水體中數量最多的浮游藻類也是矽藻,經常佔了總數量的90%以上。各海域優勢矽藻也有所不同,如高雄海域常見骨條藻、中部及北部海域常見角毛藻、大鵬灣常見海線藻、外島馬祖海域常見海鏈藻、東沙海域常見卵形藻等等。不同的矽藻對人類的好壞也有所不同,如骨條藻為非常適合小蝦苗的食物,也是牡蠣等的優良餌料,常在養殖上被使用。而角毛藻大量生長時,卻會卡在魚鰓上,刺激魚體分泌黏液,最後通常會導致魚群因無法呼吸而暴斃。另外,少數矽藻如擬菱形藻屬(Pseudonitzschia)的一些種類會分泌軟骨藻酸,是造成失憶性貝類毒的元凶。

骨條藻,拍攝者:張桂祥。角毛藻,拍攝者:張桂祥。

海線藻,拍攝者:張桂祥。海鏈藻,拍攝者:張桂祥。

卵形藻,拍攝者:張桂祥。

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※ 本文與農委會林務局   合作刊登