[小科普：随我看地球 – 三十一] 放射虫：海洋中的"玲珑女郎"章纪君 根据放射虫骨骼(壳)的不同的结构和化学成份，基本可以分为三大类：I) 大部分放射虫，如泡沫虫类(Spumellaria)，罩笼虫类(Nassellaria)，稀孔虫类(Phaeodaria), 是由二氧化硅组成的(图1a-c)， 前二类均属多囊虫类(Polycystina)。这类二氧化硅实为含水无晶形的蛋白石(即Opal A, A就是无晶形 Amorphous的第一个字母)；II) 棘刺虫类(Acantharia)，她的骨骼是由硫酸锶(SrSO4)组成的(图1d)。硫酸锶即为天青石(Celestite)，可用于制造爆竹，牙膏等；III) 无壳类。这种类型缺乏典型外壳，细胞质直接外露，通常透明无色，体内具共生虫黄藻(Zooxanthellae)，如胶体虫(Collodaria)(图1e)。怎么样，这些放射虫名字像不像厨房间里的厨具名，是不是似曾相识，刻骨铭心？顺便提一下，由于未矿化，缺乏骨架的轴足虫类(Taxopodaria)的分类地位未定，本文略去不述。
第1类硅质结构的通常由1–4个同心圆硅质壳组成。多壳放射虫通常由一个中央囊(Central Capsule)将细胞质分为内质和外质两部分, 内质含有细胞核和主要的细胞器，被牢牢地保护在内壳里面。外质则位于内壳和外壳之间，这种结构方便外质伸出壳外自由运动, 并通过伪足/轴伪足(Axopodia)捕捉食物。深水拖网研究发现，放射虫可以生活在海洋中的各个深度，从0–8000米的深水都有其踪影。具有3一4个同心圆壳的放射虫，她们往往比较强壮，抗压，漂浮能力更强，而且生活在深水区(200-8000米)，属深水种，如太阳虫(Actinomma)、柱球虫(Stylatractus)、歪帽虫(Cyrtocapsa)，及稀孔虫类(Phaeodaria)等。同心壳少的则生活在压力小的浅水区0-200米，属浅水种。浅水种的外质还包含大量的空泡和共生藻类(如虫黄藻，甲藻 - Dinoflagellates)。这些共生藻类通过光合作用为放射虫提供能量，形成了一种互利共生的关系(图2)。
虽然放射虫的有性繁殖较为罕见，但在某些条件下，它们也可能通过配子结合的方式进行有性繁殖。配子结合后形成合子，合子随后发育成新的放射虫个体。有性繁殖增加了遗传多样性，有助于放射虫适应环境变化。 大多数放射虫的细胞直径在 50~500微米之间，部分种类可小至 20 微米或大至 2毫米。少数种类，如胶体虫，会形成胶状群体，直径可达数厘米，并由多个个体嵌入胶质基质中。细胞体结构有中央囊和伪足。中央囊由几丁质或有机膜构成，细胞分为含细胞核的内质和含共生藻类或伪足的外质。 伪足细长、放射状分布，表面覆盖粘性物质，用于捕食(如硅藻、细菌)和浮力调节。 放射虫的骨架形态千姿百态，主要有球状，多层同心球壳，放射状刺，放射对称，刺形或枝形的放射状，双极对称(Bipolar), 头盔状，螺旋状，环状等。 放射虫在海洋沉积中的水平和垂直分布都受丰度、种类组合、保存状态、水深、生产力、溶解作用、气候和洋流共同控制。在陆架浅水区以共生型放射虫为主，如胶体虫(Collodaria)，仅分布于陆架和海山地区。在大陆坡区(约150-2000米)沉积中浅水种减少，深水种增加。在深海碳酸盐补偿深度(CCD)以浅的深海平原，即深盆 (约2000-4000米)，深水种，如稀孔虫(Phaeodaria)、歪帽虫(Cyrtocapsa)、石蜂虫(Lithomelissa)、太阳虫(Actinomma)等富集，并和钙质生物化石混合共存。深海碳酸盐补偿深度(CCD，约4000米)以下的深水区，由于钙质生物壳体几乎溶解殆尽，硅质生物壳体就显得尤为突出，也促使放射虫化石富集，形成硅质软泥(Radiolarian ooze)。这种较泥占了全球海底表面的3.4%。在深渊和附冲带海沟沉积中抗压种占优势，如管球虫(Tuscarora)、挑战者虫(Challengeron)等。马里亚纳海沟沉积中也发现深渊种蓝笼虫(Phormospyris)等。 总之，放射虫在水平方向上从赤道到极地海洋都有广泛分布。她们的分布受到温度、盐度、营养盐浓度等环境因素的影响。热带和亚热带海域的放射虫多样性最高，而极地海域的多样性较低。放射虫在海洋中的垂直分布也表现出明显的分层现象。表层水域中的放射虫种类较多，而深层水域中的种类较少但数量较大。这种分布模式与光照、温度和营养盐的垂直梯度密切相关。 放射虫还可以用来追踪上升流，可以为气候研究和渔场定位提供第一手资料。南极虫 (Antarctissa)是极地标志种，可以用于重建古代南极底层水(Antarctic Bottom Water - AABW)活动历史。 特别值得一提的是，放射虫在板块碰撞和消亡研究中扮演着一个至关重要的角色。在板块缝合带中通常会留下很多深海的沉积物，而这些沉积物中没有其他化石，只有放射虫，所以，放射虫化石可以作为板块运动中的关键证据，在雅鲁藏布江板块缝合带的成功应用便是典型一例。 也许令人最感兴趣的是，由于放射虫骨架精美绝伦，被有些西方宝石专家按其模样制作成各种优美的仿生耳坠、首饰及工艺品，富含大自然文化内涵和表达力，颇受女神们的喜爱(图3)。
科学家根据标志种的首次出现(FO)和末次出现(LO)能快速地划分出生物地层带，确定地层年代，并建立全球地层对比的框架。这对于研究地球历史、板块构造，古海洋和古地理变迁具有重要意义。从白垩纪到今天，共发现放射虫地层带有43个，其中白垩纪10个，新生代33个。这些带可用于全球地层对比，同时，放射虫在生态环境监测、古气候研究、 盆地重建和石油开发中发挥着举足轻重的作用。 放射虫化石还可以指示重大地质事件，如大规模的生物灭绝事件、海洋缺氧事件等。例如，白垩纪-古近纪界线(K-Pg界线)的放射虫化石记录显示了大规模的物种灭绝(包括恐龙)，这与发生在墨西哥Chicxulub小行星撞击事件密切相关。 通过对放射虫的深入研究，我们可以更好地理解海洋生态系统的运作机制，揭示地球历史上的环境变化，为未来的环境保护和资源开发提供科学依据。放射虫的研究不仅丰富了我们对微观世界的认识，还为地球科学的发展提供了宝贵的资料。随着科学技术的进步，放射虫的研究亦将继续深入，以揭示更多关于地球历史和生命演化的奥秘。 |
