原始生命的诞生

根据放射性同位素的蜕变规律测定，地球的年龄大约为46亿年，地球形成的初期并没有生命，在原始大气中，甲烷、一氧化碳、二氧化碳等一些无机小分子物质在紫外线、闪电等条件的激发下，形成了一些有机小分子物质，如氨基酸、核苷酸等。这些物质随着降雨汇入了原始海洋。

在原始海洋中，这些有机小分子物质经过长期积累并相互作用，形成了原始的蛋白质、核酸等大分子有机物，这些物质逐渐聚集并在外表形成了与周围海水隔开的原始界膜，构成了相对独立的体系。

经过近10亿年的漫长的化学演化阶段，这种独立的体系不断完善，实现原始的新陈代谢和个体增值，原始生命便诞生了，从此开始了生命进化的漫长历程。

最古老的藻类——蓝藻

三十五亿年前的地球，远不如今天看起来那样丰富多彩。在原始海洋中，诞生了一类可以依靠光能，将二氧化碳和水制造成有机物的生命类型，它们没有复杂的结构，全身上下仅由一个细胞构成，而且细胞的构造简单，缺乏细胞核。这些光合自养生物被我们称之为蓝藻。

在南非的谢巴金矿地层中，发现了一种距今已有34亿年历史的蓝藻化石，可能是目前发现的最早的蓝藻化石。

蓝藻的细胞结构

蓝藻又称蓝绿藻，也有人叫蓝细菌，是生物界中的一个门类。蓝藻藻体的形态多种多样，最简单的蓝藻只有1个细胞（如色球藻），有些蓝藻则相互靠合构成群体（如平列藻），还有的则进化为细丝状（如颤藻）。

如果想看清楚每一个蓝藻的细胞结构，我们必须借助高倍的显微镜。在显微镜下看到的蓝藻细胞，其最外部通常可以见到一层胶质的外鞘，通常具有黏性，起着保护的作用。胶质鞘以内是蓝藻的细胞壁，细胞壁是由蛋白质和多糖的聚合物形成，这与我们熟悉的大肠杆菌这一类的细菌完全相同。细胞壁以内就是蓝藻的细胞膜以及膜内所包裹的各种细胞器。这其中最引人注目的就是蓝藻得以实现光合作用的片层结构，在这些片层上分布着可以捕获光能的光合色素。细胞的中央被称为核区，在那里聚集着裸露的DNA分子，这也与大多数原核细菌非常类似。我们这种细胞内的遗传物质并没有膜结构将其包裹，进而形成一个清晰明显细胞核的细胞就称为原核细胞，所以，蓝藻属于原核藻类。

奇特的生物固氮功能

蓝藻不仅仅可以通过光合作用制造氧气，还可以能利用空气中的游离氮素，制造氮素化合物。这就是我们所谓的生物固氮，蓝藻中有150多种属于固氮蓝藻，据估计，地球上的固氮蓝藻每年可从空气中固定纯氮1000万吨左右，相当于5000万吨硫酸铵所含的氮素，可见蓝藻对自然界的巨大贡献。

在所有固氮蓝藻中，最常见的代表是念珠藻和鱼腥藻。念珠藻的藻体多数为不规则球状或片状（如地木耳），有时呈头发丝状（如发菜），外有质地十分坚韧的胶被；成熟的藻体有的直径可达数厘米。

在显微镜下观察，念珠藻的藻丝由单列球形或椭球形细胞排列而成，就像一串念珠，其中有些地方的细胞大一些，称为异型胞，是生物固氮的场所。发菜、地木耳均可食用，为中国传统食品，通常生长在潮湿的土表或岩山上。

鱼腥藻常生长在水中或湿地上，多数浮游生活在水中，另外有极少数的种类生活于的组织间隙，营共生作用，例如在灾蕨类植物满江红（又称红萍）的叶腔中的满江红鱼腥藻。鱼腥藻的细胞结构与念珠藻很相似，但藻丝是裸露的，而念珠藻的藻丝外面有一层胶质包被。

蓝藻能形成水华

蓝藻对自然界和人类有很大的贡献，如发菜、地木耳可食用；很多蓝藻可以生物固氮，我国已经报到的就有30多种；有些蓝藻还可以通过其特殊的酶将水分解为氧气和氢气，氢气就可以作为一种清洁能源。

但是，许多蓝藻喜欢生长在有机质丰富的水体中，特别是在温度较高的夏季，有些蓝藻常在一些湖泊、池塘、水库和河流中过量繁殖，有时会突然大量繁殖，造成在这些水体变色，有时还会在水面上形成一层蓝绿色的浮沫，这种现象我们称之为水华。

水华现象的发生，表明了该水体已经收到了污染，同时，水华还能加剧污染，如造成水体中的氧气大量被消耗，使鱼虾等水生动物因缺氧而死亡。一些水华蓝藻还会产生藻毒素，可引起水生动物和人、畜中毒，甚至死亡。

此外，水华的发生也严重破坏了水生态系统，造成生物多样性的减少。近年来，水花现象在我国各地水体普遍发生，其中最常见的种类是微囊藻属。发生在滇池、巢湖、太湖的严重水华现象，都是以铜绿微囊藻为优势种的水华危害。

（何毅  刘全儒）