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南极海冰中的冰藻是如何生存的？ 当破冰船在南极冰海奋勇前进时，舷侧可以看到l米多厚的冰被翻起，横七竖八地漂浮于水面。如果仔细观察，可以发现冰底层和断面上带有淡茶色乃至褐色层，起先，人们猜测这是海冰中的泥沙，并没有过多注意，后来，经过生物学家的研究，发现这是由于海冰中生长着微型藻类，即人们常说的冰藻。 由海水冻结而成的海冰和淡水冰不同，海冰的冰晶间有一些充满了浓海水的空隙，其大小虽是用眼睛看不清，但却是能满足微型藻类生长繁殖的好去处。冰藻在冰晶中间利用海水的营养盐和光能进行光合作用生产有机物。由于海冰和积雪对光的反射和吸收，抵达冰藻的太阳光强度仅仅只有1／100，但南极冰藻仍能适宜这样弱光条件和海水的冰点左右的低温，并且进行光合作用。 南极大陆沿岸扩展着一种厚度不变的叫固定冰的海冰。一到夏季，日照变强，冰溶化成水积存，看上去像海面一样。一到冬季，水开始结冰并逐渐变厚，海冰下部形成褐色层，这是由于冰藻的繁殖之故。在没有太阳的冬季冰藻停止生长，当太阳返回来时冰藻又慢慢繁殖起来，从l0月到11月海冰下面变成粉茶色。此时已是冰下的海水中浮游植物甚少的时期。在水活动少的地方冰藻的群体从海冰底部垂向海中，如果潜水仰视海冰，好像冰面顶部上长着厚厚的草坪一般。夏天，融冰伴随着冰藻从海冰脱落，大部分沉于海底，变成底栖生物的食物。有些科学家认为，海豹、鲸和企鹅的食物是南极磷虾，但作为磷虾食物的海洋浮游植物在冬季几乎没有了，所以只能利用海冰下面的冰藻。在海冰中繁殖的冰藻和浮游植物共同维持和支撑着分布在南极广大海冰区的磷虾和鱼类、海豹和企鹅的生存，可以说冰藻是不可缺少的生物。 冰藻为什么是南大洋生物链中重要的一环？ 冰藻在南极的固定冰区和浮冰区广泛存在，它是南极海洋初级生产力的重要承担者之一，甚至有时会成为初级生产力的主要因素。冰藻的生物量相当高，是海水浮游植物生物量的10～20倍，曾有科学家测得冰藻的最高数量为每升海冰合3700万个冰藻细胞。 冰藻依赖阳光进行光合作用，制造有机物，贮藏在细胞内，以此自养和供养其他生物。冰藻的营养十分丰富，甚至比巧克力产生的热量还要高。冰下取样和潜水观察发现，海冰下经常有挠足类和端足类浮游动物的聚集，它们可能是摄食从冰藻层中掉下来的冰藻。此外，海冰下也常有鱼类和其他动物出没，可能是为了栖息和捕食那里的浮游生物。 海洋浮游植物是南极海洋食物链的最初一环，而冰藻又是这最初一环的“种子”。当南极的冬季来临时，冰藻进入海冰，像种子一样，贮存在海冰中，安然无恙地度过漫长而昏暗的寒冬。夏季海冰融化时，将其释放出来，播种到海水中去。冰藻一进入海水就像出笼的鸟一样，自由自在，分外活跃。它充分利用短暂夏季的明媚阳光和海水的丰富营养，迅速生长、繁殖，顿时使碧蓝的大海变成绿棕色，从而招来了磷虾等摄食冰藻的浮游动物，同时，也招来许多捕食浮游动物的海鸟和海豹等大型动物。于是，一个庞大的浮冰区的食物链便由此产生。冰藻在南极海洋生态系中是冰区浮游动物的重要营养来源，是食物链中基础的一环，也是南大洋生物链中重要的一环。 冰藻为什么不怕紫外线？ 冰藻对紫外线辐射有较强的自卫能力，这是芬兰科学家于1989年首次发现的。冰藻的这一功能，具有重要的生态学意义。 近年来发现，南极上空出现臭氧亏缺现象，甚至出现臭氧洞，这对南极的生物极为不利，除严重影响地面生物外，对海洋生物也是一个威胁，因为紫外线可以穿透海水10～30米。已有研究结果表明，臭氧洞能使海洋浮游植物的生产力降低四分之三。强烈的紫外线还会影响生物细胞内的遗传物质，严重时会导致生物的遗传病和产生突变体。然而，在研究臭氧洞对海洋的穿透力时，意外地发现了冰藻对紫外线的吸收和屏蔽作用。因为冰藻能吸收波长为270纳米和330纳米的紫外线，这一功能十分重要，它不仅能能使强烈的紫外线不透人海水，从而保护了冰下海水中的海洋生物。冰藻的自卫功能涉及到防紫外线的酶类，可能是氧化酶和过氧化物酶类，但其确切机理，还有待科学家进一步研究 |