水悟堂|微囊藻维护霸主地位的秘密武器
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近年来，我国有关于太湖、巢湖、滇池等淡水湖泊蓝藻暴发现象的报导不断，基本都是由微囊藻类的过量繁殖所造成的。那大家就有疑问了，藻类有那么多，为什么每到夏季都是微囊藻成为湖泊中最后的霸主呢？是不是微囊藻有着独特的生态特性？
是的，你没有猜错，下面小编就带大家揭秘一下微囊藻独特的生理、生态特性。
1
伪空泡(气囊)
微囊藻细胞具有伪空泡或伪空泡群，细胞通过调节伪空泡的浮力大小可在水环境中占具有利吸收光能的位置。在寒冷的冬季，微囊藻细胞内部伪空泡发生坍塌或者变小失去浮力促使其下沉，第二年待环境条件改变后藻细胞又能重新形成伪空泡上浮到水体表层，再一次成为优势藻。
2
胶质鞘
胶质鞘在细胞生理生态功能上起到了决定性的作用，它具有以下功能：能够调节细胞垂直分布、藻类运动轨迹、储存并加工营养物质、预防外界各种侵害作用。由于胶质鞘的存在，使得微囊藻群体尺寸不断增大，群体微囊藻能够适应不断变化的外界环境。
3
CO2浓缩机制
微囊藻不仅能够高效吸收CO2并且可以浓缩低浓度CO2；细胞内拥有强大的CO2浓缩机制，细胞内部可以集聚的CO2浓度能够达到胞外几百甚至几千倍。强大的浓缩机制使得微囊藻细胞不仅能在CO2浓度较低环境下生存，还可以在细胞占据优势的前提下将CO2浓度降至自身利用水平来进一步稳固自身优势。
4
适应低光强
微囊藻细胞不仅含有叶绿素a、β-胡萝卜素还有多种辅助捕光色素，他们能有效地捕获光能，这种对光能的有效捕捉使得微囊藻细胞在不同水深都拥有较大的生存几率，即使在光照强度较低的情况下仍然能够通过不同色素利用特殊波长的光能供自身所需。
5
贮藏营养物质
铜绿微囊藻细胞可以在外界营养充足时贮藏过量的营养物质并且能在环境中营养物质减少时供自身所需。研究发现微囊藻在营养源充足条件下沉在沉积物表面竟可以吸收了大量的P元素，储存于细胞内部，等到微囊藻群体开始向水面迁移竞争生长时提供磷源。这就使得铜绿微囊藻细胞可以通过营养存储后续生长所需的能量，在后期暴发受营养限制时供自身利用，长时间持续形成水华。
6
防晒
藻类细胞长期暴露在强光条件下必然致死，但微囊藻细胞会在强光照下增加细胞内类胡萝卜素的产生来保护细胞，使其生长在短时间内不受外界干扰，在强光照条件下仍具有较大的忍耐性。与此同时，紫外线UV-A和UV-B辐射同样对生命系统造成损伤，危害生物大分子，微囊藻细胞在遭遇紫外线照射时，能够代谢合成特定氨基酸，该物质具有防止紫外线伤害的作用。
7
产毒素
铜绿微囊藻是常见的微囊藻之一，它在应对各藻类竞争者和捕食者策略之一便是产生藻毒素。微囊藻毒素在微囊藻群体形成的过程中起到举足轻重的作用，也是由于藻毒素的产生才使其体现出不同其他浮游植物的竞争优势。此外，微囊藻毒素在微囊藻维持群体形态过程中也起到非常重要作用，被释放的微囊藻藻毒素具有传递信号的功能，毒素产生以及释放过程中使得微囊藻细胞能够激活相关基因的表达，合成并释放一系列胞外多糖产物，此多糖产物能促进微囊藻群体聚集。水华暴发过程中微囊藻通过释放毒素来持续维持种群优势也是其手段之一。
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古月
致谢
【本科普内容受“上海市科协科普项目（项目编号：18dz2306700）”和上海市水务海洋局“水务科普年度活动”资助】