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蟲黃藻(Zooxanthella)是一種與珊瑚蟲共生的單細胞植物。據估計,每mm3的珊瑚組織內有3萬個蟲黃藻,它們與珊瑚蟲互惠共存。

1營養來源疑問

珊瑚蟲要不斷大量繁殖、分泌石灰質骨骼,就要有充足的動物性食物。但是珊瑚蟲生活的熱帶淺海水域中,浮游植物的生物總量不大,這就大大限制了浮游動物的生物量。珊瑚蟲單單依靠捕食浮游動物,是不能維持它們的正常發育並繁衍後代的。那麼其它的營養來自何方呢?自蟲黃藻發現以來,才找到了科學的答案。

2發現

迅速生長發育的造礁珊瑚蟲需要大量的O2,一部分從海水攝取,
蟲黃藻

  蟲黃藻

另一部分則靠蟲黃藻提供。蟲黃藻依賴陽光進行光合作用,它從珊瑚蟲那裡獲得光合作用必需的CO2和N、P等,這些都是珊瑚蟲的代謝產物,珊瑚蟲則靠蟲黃藻補充O2和碳水化合物;加速骨骼的生長。它們之間這種互惠的關係已較早被人們的研究所證實。但蟲黃藻作為珊瑚蟲的營養源到70年代才得以證實。蟲黃藻本身並不能為珊瑚蟲直接吸收,但蟲黃藻在光合作用時合成的有機物,能分泌到細胞外供珊瑚蟲營養。這種有機物是以甘油和三甘油酯的形式存在,很容易被珊瑚蟲吸收。這個研究成果,對珊瑚礁海域的能量轉換,生態平衡給予科學的解釋。
蟲黃藻是在本世紀40年代由日本生物學家發現的。在珊瑚蟲的內胚層細胞內觀察到了很多褐色小球,在有光的條件下能進行光合作用,並能自身進行分裂繁殖,被定名為蟲黃藻,屬於渦鞭毛藻的一種。這個發現很長時間未被接受,直到50年代末,由於許多生物學家相繼成功地把蟲黃藻從珊瑚蟲體內分離出來,蟲黃藻的發現才被正式確認。而且經研究發現,所有的造礁珊瑚蟲都與蟲黃藻共生,而非造礁珊瑚蟲是沒有的,可見蟲黃藻在珊瑚礁建造中的作用並非一般。

3關係

還有一種現象也是由於蟲黃藻的作用而發生的。不論是樹枝狀、平展狀、花瓣狀等各種不同類型的珊瑚,都象植物一樣向著見光的面向上向周圍擴展,光照越好的部位發育得

蟲黃藻

蟲黃藻
越好,相反則是水平擴展的珊瑚種類,其背光的一面即使有充裕的空間,珊瑚蟲也不向這方向發育,它們只沿著見光的方向擴展,這都是由於蟲黃藻在有光條件下光合作用進行得充分的原因。
蟲黃藻不僅供給珊瑚蟲O2和營養物,而且與珊瑚蟲的石灰質骨骼的形成密切相關。有人作過這樣的實驗:將蟲黃藻從珊瑚蟲的身體內全部分離出來,並在人工條件下供給珊瑚蟲O2,結果珊瑚蟲雖然能活下來,但其骨骼得不到正常的發育。其原因是珊瑚蟲在代謝過程中排出的大量碳酸氣(CO2)妨礙著骨骼的增長,蟲黃藻卻有迅速解除CO2的功能,從而促進珊瑚骨骼的形成。更為奧妙的是,生物學家對蟲黃藻直接參与珊瑚蟲造骨的報道。蟲黃藻在代謝過程中也排出CO2,它以CO32-的形式存在,並與Ca++合成珊瑚的骨骼。鈣化作用是在珊瑚蟲外胚層中進行。來自消化循環腔內水中的Ca++與CO2結合生成CaCO3,它在高爾基扁囊內,然後分泌到體外,逐漸形成骨骼。骨骼通常粘結在石灰質基岩上,隨著珊瑚蟲個體的迅速繁殖,骨骼也堆積得越來越多,相互粘連,不斷地水平向外,又垂直向上擴大範圍,形成骨骼再加上沉積物,便產生各種珊瑚礁。如鹿角珊瑚、石芝、腦珊瑚、蚓珊瑚等。

4分佈原因

珊瑚的垂直分佈也是由於蟲黃藻在珊瑚蟲體內存在的緣故而決定的。所有造礁珊瑚的垂直分佈僅限於深80m以內的淺海,作為植物的蟲黃藻只有在見光的條件下才能進行光合作用,釋放O2,製造有機物為造礁珊瑚提供O2和營養。但水深超過了80m,光線很弱,蟲黃藻在這種深度下光合作用太微弱或者根本不能進行,珊瑚蟲在這種條件下也就停止發育,有的也就是勉強維持生命而已。所以只有在陽光充足的淺海水域,尤其是在10~20m水深度光合作用強烈,珊瑚才得以充分的發育,加速珊瑚骨胳的形成,從而造就出珊瑚礁。

5作用

可見沒有蟲黃藻的存在,珊瑚蟲造就珊瑚礁是不可能的。雖然近來又有學者報導珊瑚蟲的營養源還有懸浮的有機物,但均否定不了蟲黃藻與珊瑚蟲互惠共生的重要性。生物界共生的現象是常見的,但象蟲黃藻與珊瑚蟲這種獨特的共生關係所創造的奇迹——珊瑚礁卻是獨一無二的。
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