約35億年前，地球的大氣層沒有氧氣和臭氧層，但富含各種氣體。那時(shí)，昏暗無(wú)比的環(huán)境中出現(xiàn)了第一種生命形式——通常被稱為藍(lán)綠藻的單細(xì)胞細(xì)菌，即藍(lán)細(xì)菌。當(dāng)時(shí)的大氣層很厚，覆蓋整個(gè)地球表面的海洋也很深。藍(lán)細(xì)菌是原核生物，以捕獲二氧化碳和利用太陽(yáng)紫外線產(chǎn)生氧氣而著稱。原核生物可以利用光合作用捕獲太陽(yáng)能，其產(chǎn)生的廢物是氧氣和水。由于它們的葉綠素不足以在低光照強(qiáng)度下進(jìn)行有效的光合作用，因此藍(lán)綠藻整合了更多的光敏色素，例如藻青素，使其呈現(xiàn)藍(lán)色。通過光合作用，藍(lán)細(xì)菌不僅產(chǎn)生氧氣，還通過突變產(chǎn)生另一種基礎(chǔ)分子：血紅蛋白。藍(lán)綠藻在藍(lán)色星球早期通過水的光解作用產(chǎn)生大量氧氣，它們對(duì)地球上的有氧生命、海洋中氧氣的飽和度以及地球大氣成分的改變做出了根本性的貢獻(xiàn)。

30億年前，藍(lán)綠藻薄膜開始向地球原始大氣中注入氧氣，并固定二氧化碳，使生命得以存在，形成三大生物界：類真菌原生生物、類植物原生生物和類動(dòng)物原生生物。25億年后，生命從海洋中出現(xiàn)，僅在700萬(wàn)年前，類人動(dòng)物的祖先原始人站了起來(lái)，光合藻類使地球上生命的出現(xiàn)成為可能。

ALGAE SPECIES

藻類種類

國(guó)際藻類數(shù)據(jù)庫(kù)（algaebase.http.//www.algobase.org/）確定了約12.7萬(wàn)個(gè)物種名稱，其中大部分是真核微型藻類和約9000種大型藻類，其中1500種在歐洲發(fā)現(xiàn)。根據(jù)不同信息來(lái)源整合，世界上的藻類總數(shù)從3萬(wàn)到數(shù)百萬(wàn)不等。藻類可以屬于非常不同的系統(tǒng)發(fā)育類群，并非所有水生植物都是藻類，因?yàn)樵S多陸生植物已經(jīng)適應(yīng)了在淡水中生存，一些開花植物家族已經(jīng)在海中生長(zhǎng)，一些單細(xì)胞藻類也可在潮濕的環(huán)境下生存。

CLASSIFICATION OF ALGAE

藻類分類

藻類分為海洋藻類、淡水藻類、微型藻類（單細(xì)胞藻類）和大型藻類（多細(xì)胞藻類）。大型藻類一詞涵蓋了一系列能夠進(jìn)行光合作用的多細(xì)胞真核生物。這些真核生物被分為3個(gè)不同的門類：

The phaeophycean 褐藻綱

The rhodophycea 紅藻綱

The chlorophycea 綠藻綱

大型藻類主要存在于海洋環(huán)境中，但有些種類生長(zhǎng)在半咸水甚至淡水條件下。在海水中，我們可在不同深度下發(fā)現(xiàn)不同種類的大型藻類。海水就像一個(gè)過濾器，按其波長(zhǎng)的遞減順序逐步吸收光輻射（可見光譜為400至700納米），如紅色光波在10米深處消失。綠色和藍(lán)色是唯一在75至100米深度可少量存在的光波。多重因素共同影響特定大型藻類物種的位置和生存：如潮汐變化、缺水應(yīng)激、溫度、鹽度、抗旱性、海浪和洋流等。大型藻類沒有根，需要依附在穩(wěn)定的基巖中生長(zhǎng)。因此，不同藻類生長(zhǎng)在特定深度是取決于藻類吸收不同光波的能力及其色素組合。

DIVERSITY OF ALGAE FAMILIES AND SPECIES

藻類家族及其物種的多樣性

藻類的術(shù)語(yǔ)沒有任何分類價(jià)值，它是一個(gè)通用術(shù)語(yǔ)，涵蓋了所有多細(xì)胞水生光合生物。大型藻類存在于以綠藻為祖先的陸生植物的獨(dú)立進(jìn)化系中。根據(jù)真核生物的核系統(tǒng)發(fā)育學(xué)，綠藻和紅藻有著共同的祖先，褐藻是由涉及紅藻的二次內(nèi)共生產(chǎn)生的，這三種大型藻類的進(jìn)化非常復(fù)雜。迄今為止，藻類專家已報(bào)告并編目了1800種褐藻、6000種紅藻和1200種綠藻。

ALGAE, WAY OF LIVING, REPRODUCTION

藻類的生存與繁殖

大型藻類是沿海生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，有時(shí)可覆蓋大片區(qū)域，例如海帶林，并形成豐富多產(chǎn)的生態(tài)系統(tǒng)。它們有著非常復(fù)雜的繁殖周期，巖石海岸線上的大型藻類通過固定物附著在巖石上，深度可達(dá)50至75米，但在30米深度后，由于光合作用被海水吸收而減少，只有長(zhǎng)度為30至50米的海帶屬海藻才能大量繁殖。對(duì)于任何葉綠素植物來(lái)說，光合作用幫助固定大氣中的二氧化碳或溶解在水中的二氧化碳，從而產(chǎn)生海洋生物。

BIOCHEMICAL COMPOSITION OF ALGAE

藻類的生物化學(xué)組成

藻類的生化成分變化極大，取決于物種、季節(jié)、海水質(zhì)量、生長(zhǎng)環(huán)境以及流體靜壓力，如潮汐變化和缺水的暴露程度。大型藻類是具有重要生化意義的生物，因其含有纖維、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)和具有抗氧化特性和抗自由基特性的代謝物，如類胡蘿卜素、多酚和維生素。大型藻類富含礦物質(zhì)，如在褐藻中占其干物質(zhì)含量的40%。它們含有大量高生物利用度的礦物質(zhì)（鈉、鈣、鎂、鉀、磷、硫）和微量元素（鐵、鋅、銅、硒、鉬、錳、硼、鈷、氟）。

大型藻類的碘含量非常豐富，尤其是褐藻（海帶屬）和紅藻（江蘺屬），其碘含量可高達(dá)10000毫克/千克。大型藻類中的蛋白質(zhì)濃度在紅藻中可達(dá)干物質(zhì)的30%至40%、綠藻為20%至30%、褐藻為5%至10%。在藻類蛋白質(zhì)中，藻膽蛋白（phycobili proteins）以高效的抗氧化特性著稱。紅藻和綠藻提供的氨基酸在動(dòng)物和人類營(yíng)養(yǎng)方面具有巨大潛能，預(yù)計(jì)在不久的將來(lái)，通過酶促或裂解過程“裂解”藻類蛋白質(zhì)將取得重大進(jìn)展。

大型藻類有朝一日可能成為海洋中的大豆。藻類在成熟期時(shí)的脂質(zhì)含量很低，占干物質(zhì)的1%至5%。但當(dāng)大型藻類以配子體形式存在時(shí)，它們的脂質(zhì)含量可達(dá)到30%至40%，與浮游植物（微藻）相似。藻類中的脂質(zhì)在多不飽和脂肪酸（PUFA）中所占比例很高，Omega 3-EPA（二十碳五烯酸）占紅藻（紫菜屬和掌狀紅皮藻）中PUFA的50%。大型藻類含有固醇和獨(dú)特的類胡蘿卜素，如褐藻素，因其高抗氧化特性而聞名。

盡管季節(jié)性變化很大，但大型藻類中的維生素組成非常多樣。紅藻富含維生素A，褐藻富含維生素E，綠藻和褐藻皆富含維生素C。有趣的是，與陸生植物相反，大型藻類還富含維生素B12。大多數(shù)海洋大型藻類富含多酚類物質(zhì)，如褐藻多酚（phlorotannins）可提供大量的潛在生物活性，來(lái)自褐藻和紅藻的多酚提取物的抗氧化活性已得到充分證明。褐藻富含類胡蘿卜素（巖藻黃質(zhì)fucoxanthin、β-胡蘿卜素和紫黃質(zhì)violaxanthin），而紅藻富含α-胡蘿卜素、玉米黃素zeaxanthin和葉黃素。類胡蘿卜素被認(rèn)為是強(qiáng)大的抗氧化劑。

另外，人們對(duì)大型藻類的關(guān)注點(diǎn)之一是其多糖含量，不僅像陸生植物中的多糖（淀粉和纖維素），還包括非常特殊的多糖：藻膠phycocolloids（占褐藻干物質(zhì)的20%至45%），這些多糖只能在大型藻類中找到。這組聚合物包括了藻酸鹽、卡拉膠、瓊脂、木聚糖、巖藻聚糖、昆布多糖和石莼多糖。海洋大型藻類的獨(dú)特之處在于其細(xì)胞壁內(nèi)豐富的硫酸化多糖。雖然親水膠體在大型藻類衍生產(chǎn)品中所占比例很高，但硫酸化多糖在抗菌、抗病毒和抗氧化方面的發(fā)展前景非常好，可用于醫(yī)藥和化妝品等不同用途。