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海洋的隱形食物鏈：微藻如何支撐整個生態系統？
微藻，或稱微型植物，是肉眼不可見的微小藻類，通常在淡水和海水系統中找到，生活在水柱和沉積物中。這些單細胞生物的大小從幾微米到幾百微米不等，並且它們不具有根、莖或葉等高等植物的結構。微藻在地球上具有重要的生態功能，因為它們進行光合作用，生產出大約一半的地球大氣中的氧氣，並吸收溫室氣體二氧化碳，為其生長提供養分。
海洋光合作用主要由微藻主導，與藍綠菌總稱為浮游植物。
微藻與細菌共同構成了食物鏈的基礎，為所有更高級的生物提供能量。微藻的生物量通常通過葉綠素a濃度來測量，這也是潛在生產力的一個指標。微藻的多樣性極其豐富，估計存在200,000至800,000種不同的物種，其中約50,000種已被描述。微藻產生的大量化合物，也為科學研究和商業應用提供了豐富的資源，例如類胡蘿蔔素、脂肪酸和各種生物活性化合物。
超過15,000種新的化合物已經從藻類生物量中化學上確定。
微藻不僅僅是自然界中的基礎食物來源，還被認為是生物燃料的潛在原料，並在環境修復方面顯示出前景。然而，部分無色的Prototheca微藻則缺乏葉綠素，這些藻類通過寄生方式引起人類和動物的疾病。
微藻的特徵與用途
微藻的化學成分隨著物種和栽培環境的不同而有所變化。某些微藻能夠適應環境變化，通過改變其化學組成來應對環境的變化。例如，在磷缺乏的環境中，它們可以用非磷脂膜脂質替代磷脂。因此，通過調整溫度、光照強度、pH值、二氧化碳供應、鹽分和養分等環境因素，可以在微藻中積累所需的產物。
微藻具有調整化學成分的能力，可以應對環境的變化。
微藻在水產養殖業中也具有重要地位，成為許多濾食性雙殼類動物的基本食物。例如，它們與宿主生物形成共生關係，提供必要的維生素和多不飽和脂肪酸，從而支持這些生物的生長。
光合作用與化學合成的藻類
光合和化學合成的微生物在生態系統中扮演著重要角色，它們參與養分循環和將無機碳轉化為有機分子，同時在海洋生態系中釋放氧氣。儘管魚油因其富含的omega-3脂肪酸而聞名，但其實魚類並不直接生產這些脂肪酸，而是通過攝取微藻來積累omega-3。因此，人們也可以直接從微藻中獲取這些健康成分。
由於微藻能在非耕地上生長，它們可能為人類消費或動物飼料提供替代的蛋白質來源。
微藻的蛋白質含量取決於物種和培養條件，這使得它們在食品工業中有潛在的應用，如作為增稠劑或乳化劑。此外，某些微藻也能夠積累色素，如葉綠素和類胡蘿蔔素，可被提取用作著色劑。
微藻的養殖
多種微藻物種已在養殖場中被生產，並用於人類營養、生物燃料、水產養殖、製藥、美容產品以及生物肥料的製造。然而，由於細胞密度低，這是許多微藻製品商業性的重要瓶頸。研究指出，成功的微藻養殖系統的主要因素包括：培養系統的幾何形狀和規模（稱為光生物反應器）、光強度、氣相中二氧化碳的濃度、營養水平（主要是氮、磷、鉀）、以及文化的攪拌情況。
微藻的潛力幾乎未被完全開發，無論是在生態系統還是在商業用途上，它們都對未來的資源利用提供了無限的可能性。這些微小的生命體不僅是海洋食物鏈的基礎，更是解決許多現代挑戰的關鍵所在。我們是否足夠認識到微藻在我們生活中的重要性呢？
