這種“有殼”的古老生物是金字塔的建材，也是海洋食物鏈的基石

提到“浮游生物”，大家的第一反應(yīng)往往是淡水和海洋中那些體型小到難以用肉眼觀測，卻數(shù)量繁多的無脊椎動物；它們?nèi)崛跫毿。谒w中就像空氣中的塵埃一樣無處不在，是食物鏈中不可或缺的基石。然而有一類用堅硬的甲殼來保護自己的浮游生物，堪稱微觀世界里的“疊甲”大師，它們就是有孔蟲。

有孔蟲的科學(xué)繪畫，生物學(xué)家海克爾（Ernst Haeckel）繪制 | Wikimedia Commons

“有殼”的單細胞生物

有孔蟲門Foraminifera，意為“布滿小孔的”，目前已知的有孔蟲門共有5個綱超過5萬種（包括6700-1萬個現(xiàn)生種和至少4萬個化石種），大多數(shù)有孔蟲體型細小，殼的直徑不超過一毫米，但是生活在500-10600米的深海中的丸殼綱Xenophyophorea身體直徑可達20厘米，可以說是有孔蟲家族中的“巨人”了。

有孔蟲門動物最大的特點，就是由凝集的碳酸鈣構(gòu)成的硬殼。與我們熟悉的螺蚌蝸牛等軟體動物的碳酸鈣外殼不同，作為單細胞生物，有孔蟲目的殼位于細胞膜內(nèi)部的原生質(zhì)內(nèi)，上面布滿許多小孔，“有孔蟲”之名就是由此而來。許多有孔蟲的殼具有復(fù)雜的多層結(jié)構(gòu)并有許多小室，殼的形態(tài)和結(jié)構(gòu)也是分類學(xué)家區(qū)分不同類群有孔蟲的主要標(biāo)準(zhǔn)；除了構(gòu)成主要成分的碳酸鈣之外，一些有孔蟲的殼中還含有蛋白質(zhì)、方解石、文石等其他物質(zhì)，甚至有一種有孔蟲的殼中還含有硅，用來加固外殼使其變得更加堅韌。

有孔蟲的科學(xué)繪畫，生物學(xué)家?？藸枺‥rnst Haeckel）繪制 | Wikimedia Commons

有孔蟲細胞中的各種細胞器大多包裹在這層硬殼之中，通過這些小孔，有孔蟲可以伸出絲狀的假足來進行細胞內(nèi)外的物質(zhì)交換。假足既能夠幫助有孔蟲在水中或水底的沉積物上移動，也能粘附和捕捉硅藻和細菌等作為食物。有趣的是，許多有孔蟲類的體內(nèi)共生著諸如綠藻、紅藻、硅藻和溝鞭藻類等生物，能夠通過光合作用為有孔蟲提供能量；其他一些有孔蟲類則會在胞吞消化單胞藻類后，保留它們的葉綠體為己所用。

構(gòu)造了金字塔的古老生物

有孔蟲門動物不僅種類繁多，分布也非常廣泛。大多數(shù)的有孔蟲生活在海洋中，從陽光燦爛的海水表層到上千米的深海都可以見到它們的蹤跡，除了浮游生活的種類之外也有不少種類是營底棲的；還有一些成員分布在淡水中，甚至有一部分有孔蟲已經(jīng)進軍陸地，棲息在熱帶雨林地表潮濕的土壤里。

中生代的有孔蟲化石 | Lyndsey R. Fox et al. / Journal of Micropalaeontology (2018)

與此同時，有孔蟲門動物的歷史也非常古老，最早的有孔蟲出現(xiàn)于距今約5.42億年前的寒武紀(jì)，它們在全球的數(shù)量是如此的龐大，據(jù)估測每年有孔蟲制造的碳酸鈣高達4300萬噸，在全世界的海洋沉積層中都能發(fā)現(xiàn)大量由死亡有孔蟲的外殼形成的化石層。古埃及人開鑿和利用有孔蟲化石形成的石灰?guī)r，修建了舉世聞名的金字塔，古生物學(xué)家則用富含有孔蟲化石的地層命名了中生代最長的一個紀(jì)——白堊紀(jì)。

科學(xué)繪畫，石灰?guī)r中各種微小的生物殘骸 | Wikimedia Commons

有孔蟲化石也是研究古氣候，古生態(tài)的重要指示物種，在深海鉆探的巖芯中發(fā)現(xiàn)的有孔蟲化石，對其數(shù)量和種類的統(tǒng)計，為人類了解數(shù)千萬年前的古代海洋，提供了一扇不可多得的窗口。

海洋世界的基石

種類繁多，數(shù)量龐大的有孔蟲，對于海洋生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定至關(guān)重要。它們一方面能固著海水中溶解的二氧化碳，并將其以碳酸鈣的形式封存在自己小小的硬殼中，隨著有孔蟲的死亡，外殼將大量的碳封存在深海之中，減緩其作為溫室氣體對全球變暖的影響。另一方面部分種類的有孔蟲也能利用共生藻類，或盜食獲得的葉綠體進行光合作用，在海洋中履行著生產(chǎn)者的使命。

對于許多魚類，包括一些在經(jīng)濟上非常重要的食用魚種來說，有孔蟲都是其魚苗不可或缺的餌料生物。然而如果大氣中二氧化碳持續(xù)升高，導(dǎo)致海水中溶解的二氧化碳濃度過高，就會讓海水成為越來越濃的碳酸溶液，而這對于有孔蟲的碳酸鈣外殼來說是致命的：它們的硬殼會被溶解，無法在這樣的海洋環(huán)境中生存。

活的有孔蟲 | Haruka Takagi et al. / Biogeosciences (2019)

而作為海洋食物鏈中重要的基石物種，有孔蟲類的滅絕和消失，將會影響到食物鏈金字塔上方的一切，從游弋的魚群、飛翔的海鳥、跳躍的海豚和龐大的鯨魚，直到依賴海洋賜予的豐富資源生存和發(fā)展的人類。而作為重要的固碳造礁物種，有孔蟲類一旦大量減少甚至滅絕，也會使氣候變化帶來的挑戰(zhàn)變得更加嚴(yán)峻，形勢更加雪上加霜。

小小的有孔蟲，既是我們?nèi)祟惲私獾厍蜻^去古氣候，古生態(tài)的一面鏡子，也是監(jiān)控現(xiàn)代地球環(huán)境變化重要的指示器；它們在未來的興衰和存亡，與我們每一個人的未來都息息相關(guān)。

沙中的星型生物殘骸，是有孔蟲的外殼 | Geomr / Wikimedia Commons

給日歷娘來信

2021年即將結(jié)束，這一年里，你有沒有經(jīng)歷過什么讓你印象深刻的自然瞬間？

日歷娘向同事們拋出這個問題后，收到了不少照片和視頻——

@尖兒 某天午睡醒來，目睹了自己帽子上的一場兇殺——螳螂正抱著一只食蚜蠅啃得正歡；

@麥麥 逛公園的時候突然發(fā)現(xiàn)，司空見慣的白車軸草其實很好看：

@黑jio妹妹 則在某天摸魚的時候，拍到了“日狗”——幻日（sun dog）。這是天空中的冰晶對太陽光折射后形成的光學(xué)現(xiàn)象，當(dāng)時太陽的左右兩邊各有一個“小太陽”；

你的#2021自然瞬間# 又是什么？

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