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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，昏暗無比的環境中出現了第一種生命形式——通常被稱為藍綠藻的單細胞細菌，即藍細菌。當時的大氣層很厚，覆蓋整個地球表面的海洋也很深。藍細菌是原核生物，以捕獲二氧化碳和利用太陽紫外線產生氧氣而著稱。原核生物可以利用光合作用捕獲太陽能，其產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度下進行有效的光合作用，因此藍綠藻整合了更多的光敏色素，例如藻青素，使其呈現藍色。通過光合作用，藍細菌不僅產生氧氣，還通過突變產生另一種基礎分子：血紅蛋白。藍綠藻在藍色星球早期通過水的光解作用產生大量氧氣，它們對地球上的有氧生命、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。

30億年前，藍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物原生生物。25億年后，生命從海洋中出現，僅在700萬年前，類人動物的祖先原始人站了起來，光合藻類使地球上生命的出現成為可能。

ALGAE SPECIES

藻類種類

國際藻類數據庫（algaebase.http.//www.algobase.org/）確定了約12.7萬個物種名稱，其中大部分是真核微型藻類和約9000種大型藻類，其中1500種在歐洲發現。根據不同信息來源整合，世界上的藻類總數從3萬到數百萬不等。藻類可以屬于非常不同的系統發育類群，并非所有水生植物都是藻類，因為許多陸生植物已經適應了在淡水中生存，一些開花植物家族已經在海中生長，一些單細胞藻類也可在潮濕的環境下生存。

CLASSIFICATION OF ALGAE

藻類分類

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

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境中，但有些種類生長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現不同種類的大型藻類。海水就像一個過濾器，按其波長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，需要依附在穩定的基巖中生長。因此，不同藻類生長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

藻類的術語沒有任何分類價值，它是一個通用術語，涵蓋了所有多細胞水生光合生物。大型藻類存在于以綠藻為祖先的陸生植物的獨立進化系中。根據真核生物的核系統發育學，綠藻和紅藻有著共同的祖先，褐藻是由涉及紅藻的二次內共生產生的，這三種大型藻類的進化非常復雜。迄今為止，藻類專家已報告并編目了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系統的重要組成部分，有時可覆蓋大片區域，例如海帶林，并形成豐富多產的生態系統。它們有著非常復雜的繁殖周期，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，只有長度為30至50米的海帶屬海藻才能大量繁殖。對于任何葉綠素植物來說，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，從而產生海洋生物。

BIOCHEMICAL COMPOSITION OF ALGAE

藻類的生物化學組成

藻類的生化成分變化極大，取決于物種、季節、海水質量、生長環境以及流體靜壓力，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、礦物質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，如在褐藻中占其干物質含量的40%。它們含有大量高生物利用度的礦物質（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10000毫克/千克。大型藻類中的蛋白質濃度在紅藻中可達干物質的30%至40%、綠藻為20%至30%、褐藻為5%至10%。在藻類蛋白質中，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物和人類營養方面具有巨大潛能，預計在不久的將來，通過酶促或裂解過程“裂解”藻類蛋白質將取得重大進展。

大型藻類有朝一日可能成為海洋中的大豆。藻類在成熟期時的脂質含量很低，占干物質的1%至5%。但當大型藻類以配子體形式存在時，它們的脂質含量可達到30%至40%，與浮游植物（微藻）相似。藻類中的脂質在多不飽和脂肪酸（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。大多數海洋大型藻類富含多酚類物質，如褐藻多酚（phlorotannins）可提供大量的潛在生物活性，來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fucoxanthin、β-胡蘿卜素和紫黃質violaxanthin），而紅藻富含α-胡蘿卜素、玉米黃素zeaxanthin和葉黃素。類胡蘿卜素被認為是強大的抗氧化劑。

另外，人們對大型藻類的關注點之一是其多糖含量，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。海洋大型藻類的獨特之處在于其細胞壁內豐富的硫酸化多糖。雖然親水膠體在大型藻類衍生產品中所占比例很高，但硫酸化多糖在抗菌、抗病毒和抗氧化方面的發展前景非常好，可用于醫藥和化妝品等不同用途。