藻类的秘密

藻类是地球上最早出现的生物类群之一，经过持续不断的演变，它们的生长版图逐渐扩大。由海水到河口，再由河口进入河川或淡水湖泊。有些适应力超强的种类，甚至变为湖泊最常见的种类。

危险之旅

球藻旅行可不简单。球藻从离开温暖海洋的怀抱开始，就展开了一段危险而艰辛的旅程，其困难的程度，不亚于人类登陆火星。淡水与海水的性质差异，使无机碳的溶解度降低，让它要耗费更大的能量取得光合作用所需的原料；即便是不小心接触到淡水，也有因渗透压不平衡而涨破细胞的危险。此外，淡水里的钠离子浓度低，很多依赖钠离子调节的营养盐吸收机制，会因此而失调。所以，球藻面临的第一个挑战就是，如何将多余的水挤出细胞，再调整自己的营养盐摄取机制，使生活不虞匮乏。

科学的证据

波罗的海曾经是一个盐海，来自北海的海水会经由通道，流入此海域；冰河时期以后，通道缩减，波罗的海盐分因北海海水的入流量减少而大量减少，由南至北也产生了一个稳定的盐分梯度。到了波罗的海的北部，水的盐分仅剩下0．1盐度(pus)；在那里，除了小泡墨角藻以外，几乎找不到其他海藻了。科学家发现，海藻繁殖率降低的主要原因有二：配子体(藻类的及卵子)的活动力降低，寿命变短，大大减少了精、卵配对的机会；就算精、卵有办法相遇，多受精的比率也偏高。得天独厚的小泡墨角藻何以能在这里生养呢?科学家取来生长在北海、中波罗的海、北波罗的海及河口地的小泡墨角藻做比较，发现生长在北波罗的海的族群，除了卵子的释出率比高4倍外，卵子受精后，膜电位维持在高电位的时间也较长，足以降低其他再次结合的几率，提高受精成功率。小泡墨角藻真是幸运呀。因着这支特别的族群，使它在这一次的环境变迁中，没有从波罗的海北部消失。

红藻的繁殖策略

像许多高等植物与动物一样，有性生殖与无性生殖的方式，在多数红藻的生命过程中，会反复地交替出现。为了应对环境的变化与增加子孙的数量，红藻的生殖方式，多得让人目炫神迷。更令人惊讶的是，它们似乎都很熟稔地运用各种策略。科学家不只一次发现，不同环境中的红藻族群，采取无性或有性生殖方式的个体数量，有很大的变化，而且，在族群数量不足时，无性生殖似乎有取代有性生殖的趋势。这其中的所有变通方式，都是生物历经长久岁月演化出水的。科学家史戴司认为：“各种生殖策略中，蕴藏着无数的秘密，若我们仔细观察它们的流转变化，就有机会完全了解生物。”让我们一起来学习这个有趣的议题吧。

有性生殖

在仙菜的雌配子体尖端存在受精毛，会由其顶端小孔滑入，与其底端的卵子细胞结合。雌配子体受精之后，会发育成果孢囊，里面的果孢子成熟后，即会散出，变成孢子体。

四分孢子的产生，是红藻由孢子体变成配子体的一个重要过程。拥有双套染色体的孢子体细胞，经由减数分裂，产生含单套染色体的四分孢子。四分孢子成熟后会由孢子囊散出，随后发育成雌、雄配子体。其间的分配比例，会因环境不同而异。

无性生殖

在水生植物叶柄上，浓密的黑色短毛是一种淡水红藻，我们称它为丛枝奥杜藻。它有两种无性生殖策略，一种是匍匐生殖，通过匍匐丝爬满整个叶柄；另一种则是通过单孢子繁殖。挂在枝条上的手指状短枝的顶端，被染剂染为深紫色的椭圆形小球，就是单孢子。单孢子成熟后，会脱离母枝，随着水流漂散他处，增加族群繁殖空间。

藻类也有性激素

与红藻相比，褐藻的生殖策略，可能相对灵活得多。它们的雌、雄配子都具鞭毛，能在水中自由活动，寻找新的生活空间，以减少同种之间竞争的压力。以长囊水云为例，雌配子脱离母株之后，大约有24小时的时间，寻找着床点。待其顺利降落，就会开始散发性激素，引导雄配子前来。聪明的雄配子，除了有明亮的眼，能感应光线外，也有灵敏的鼻，能清楚地分辨自己是离香味越来越远呢，还是越来越近。所以，找寻“心上人”的工作，一点也不困难。雄配子赶到雌配子身旁后，会轻轻落在她的身上，和其他兼程赶来的雄配子们，一同等候雌配子的抉择。雀屏中选的雄配子，随后就和雌配子完成婚配，展开新生活。

原来都是小分子

所有褐藻的性激素，都是化学结构近似的挥发性芳香化合物，近似褐藻的藻类，也常合成相同的性激素。神奇的是，在自然界中异种杂交的几率很低。因为雌、雄配子接合的过程，是高专一性的；即便是同一种，若二者是来自无法契合的品系，也无法完成。为的只是确保后代子孙健健康康，存活率高。

长囊水云的性激素是ectocarpene。雄配子对其敏感度极高，费洛蒙分子的浓度，只要高于6．1×10-13M，就可以促使雄配子聚集。换句话说，每毫升海水里，只要有一个分子，就足以引发反应。成功之后，随即萌发为孢子体，进入另一个生命过程。

一个小小的化学分子，就可以牵成一段姻缘。行文至此，深深感到藻类在择偶方面，实在比我们人类高明许多。珊瑚并不是唯一能集体产卵的水中生物。为了争取生存空间，珊瑚礁上的藻类，也使用同样的伎俩；选一个良辰吉时，精卵齐放，完成婚礼。

见证大自然的奇观

多亏了一位体魄强壮的年轻科学家克利福敦，在巴拿马圣伯拉斯角耐心守候，才发现了其中的奥妙。1994年10月26日清晨5：53，非常意外地，他撞见巴拿马沿岸钙扇藻集体产卵的壮观场面，让他下定决心，投入这项有趣的研究工作。到次年5月12日为止，他总共看到了分别属于8种绿藻的38次集体产卵。从6月到11月的5个月当中，他为了更仔细地观察绿藻集体产卵，每天潜水两次(分别是清晨5：30至7：00与2：30至4：00的两个区段间)，在水里耗着，等待绿藻产卵。终于，皇天不负苦心人，他记录下了这个十分有计划性的自然奇观。

绿藻的婚礼

几千个个体，在一夜之间，为孵化做好准备。再于次日清晨的短短5～15分钟内，同时释放成熟的配子，其浓度之高，可将海水的能见度，瞬间降至一米以下。配子释出后，只有40～60分钟的时间，寻求配对。随后，就和受精卵一起下沉，使海水再度澄清。这场戏剧化的演出，从藻体准备繁殖，到其功成身退，才短短不到一天半的时间。

水温高低与光线强度是控制集体产卵的两大因素。不同种类绿藻的环境需求不同，因此，各种藻类的配子体，可以互不干扰地，在日出前后的3小时内，陆续释放出来，完成繁衍子孙的大事。

大自然是不是很神奇、奥妙呢?冥冥之中，似乎有一股整合与组织的力量，让生活于其中的苍生万物，在繁忙的生命过程中，一步也不踏错。