藍菌、葉綠素、及氧氣
藍菌 (Wikipedia)
膳食補充品螺旋藻錠 (Wikipedia)
火鶴粉紅的羽毛 (Wikipedia)
藍菌、葉綠素、及氧氣 黃慶三 (01/27/2013)
藍菌 (Cyanobacteria，blue-green bacteria) 為細菌中，以光合作用 (Photosynthesis) 來獲得能量的一門 (Phylum) 生物。Cyanobacteria這字源由其藍色外表 (Cyano- 這字首來自希臘文，意為「藍色」)。藍菌在地球上已存在約25億年 (National Geographic magazine)，或說 35億年 (UC Berkeley)，為已發現的世界上最古老的化石，也是目前所發現最早的光合放氧生物。雖然藍菌過去曾被歸於藻類，例如藍菌也被稱為「藍藻」(Blue algae)，但藍菌沒有細胞核 (藻類則有之)，與細菌非常接近，因此最近被歸於細菌類，而非藻類。
已知的藍菌約2,000種，
主要分佈在含有機質較多的淡水中，部分生於海水中、潮濕和乾旱的土壤或岩石上、樹幹和樹葉上、溫泉中、冰雪上，甚至在鹽鹵池、岩石縫中。藍菌細胞內除含有
葉綠素和類胡蘿蔔素外，尚含有藻藍素，部分種類含藻紅素。色素不包在質體內，而分散在細胞質的邊緣，藍菌體因所含色素種類和多寡，而呈現不同的顏色。例如
「紅海」 (Red Sea) 的名字，由於有時候Oscillatoria這屬紅色品種的藍菌，大量出現 (Bloom) 的緣固；又火鶴 (Flamingo) 粉紅的羽毛等，是來自攝食含有紅色色素的螺旋藻 (Arthrospira，舊名Spiruina，也是一種藍菌，而非真正的藻類)。
當地球開始有生物時，大氣中只有極稀薄的氧氣。氧氣是光合作用所產生的「廢物」，因此必需「感謝」藍菌開始的光合作用。在原生代 (Proterozoic--約2,500 至542 百萬年前) 後期，或寒武紀 (Cambrian--約541 至 485百萬年前) 的初期，藍菌的「祖先」(古菌) 開始「進駐」以後演變成植物的細胞裡，而演生成葉綠體 (Chloroplast)，以它光合作用的能力製造養分，供給宿主，以報答宿主給予的「家」，因而使植物也有光合作用。這種藍菌和植物共生的現象，稱為「內共生學說」(Endosymbiotic theory)。
除了植物外，幾乎所有的藻類也可行光合作用，而生產氧氣。這也是由於藍菌「進駐」於藻類細胞的「內共生」所致。目前藍菌每年直接生產地球約一半的氧氣，而間接經由植物、藻類「內共生」的葉綠體表兄弟，生產另一半。因此藍菌每年直接、間接負責製造、生產了地球上絕大部份的氧氣。
最初地球上的大氣原是「還元」(Reducing) 性，由於藍菌的光合作用製造氧氣，而逐漸變為有「氧化」(Oxidizing) 能力的特性。加上以後植物及藻類生產的氧氣，而戲劇性的改變地球上生物的組成：即從原先「厭氧」(Anaerobic 或Oxygen-intolerant) 的生物群，逐漸變成「喜氧」(Aerobic或 Oxygen-loving) 生物的組成 (所有動物幾乎都需氧氣才能生存--請見下列註述*)。也就因這種演變，而促成生物的多樣性，但也造成最初「厭氧」生物的銳減。因此藍菌可說扮演了「引導」地球上生物進化 (Evolution) 的過程，以及促成生態的多變。
[*註：「厭氧」生物通常是低等生物，例如一些細菌、單細胞原核生物（Prokaryotes）、和介於植物及動物之間的單細胞原生動物 (Protozoa，簡稱原蟲) 等。動物中真正「厭氧」的例子，目前只有在地中海3,000公尺深的海底，於2010 年才發現、約 1厘米 (mm) 長、屬於鎧甲動物門 (Phylum Loricifera) 的一種動物。]
此外，許多原生代石油油田，是來自藍箘 (即舊稱「藍藻」) 的存在。又有種藍箘能固定大氣中的氮，而成為水稻氮肥的重要供應者。藍菌屬中有固氮 (Nitrogen-fixing) 能力的 Anabaena azollae 「進駐」水萍蕨 (Duckweed fern，Azolla)。
這種水萍蕨不祗能固氮，且生長極快，兩、三天即可增長一倍。水稻田中快速成長的水萍蕨死亡、分解、沈入水中，而成富氮的有機肥。所以千百年來，南亞洲一些
水稻田，就利用水萍蕨來增進氮肥的供應。水稻田長滿的水萍蕨又可遮住陽光，使田中的雜草不易滋生；蚊子的幼蟲也不能浮出水面呼吸，而無法生存繁殖 (別名稱為「蚊蕨」，Mosquito fern)，一舉數得。
有趣的是上述固氮的方法是「厭氧」的程式 (將大氣中的氮還原成氨的過程)，而藍菌是種「喜氧」的生物，因此Anabaena azollae長出一種特別的異形細胞 (Heterocysts)，其厚壁無法讓氧氣滲入，而可進行固氮的工作。至於豆科植物的固氮方法，則靠生存於土壤中的根瘤菌 (Rhizobium)，而非生存於水中的藍菌。
藍菌富含蛋白質，例如有些螺旋藻屬 (Genus Spirulina) 含有約 60% (乾重) 蛋白質。螺旋藻通常指兩種可供人類、及動物食用的節螺旋藻屬的藍菌，包括極大節螺旋藻（學名Arthrospira maxima）及鈍頂節螺旋藻 (學名A. platensis），常做成藥丸狀、片狀、及粉狀，作為人類膳食補充劑，及家禽、魚蝦養殖業的飼料添加物。
因為許多藍菌會產生藍菌毒素 (Cyanotoxins)，包括神經毒素 (β-甲氨基-L-丙氨酸，即β-N-methylamino-L-alanine，簡稱 BMAA)、肝毒素 (Hepatotoxins)、及細胞毒素 (Cytotoxins) 等。尤其透過食物鏈 (Food chain)，不斷累積，產生生物放大作用，即俗語所謂的「大魚吃小魚，小魚吃蝦米」的程序，蝦米、小魚所累積的毒素，最後就積存於大魚身上，而後被人類捕食，對人類的損害將逐漸增加。
例如BMAA這種神經毒，動物實驗指出它會加速動物腦神經退化，出現像老人癡呆症 (即阿茲海默症Alzheimer's disease，簡稱AD）、或巴金遜症 (Parkinson's Disease) 、肌萎縮性脊髓側索硬化症（Amyotrophic lateral sclerosis，簡稱 ALS，又稱路格瑞氏症--Lou Gehrig's disease）等症狀。有時發生的貝類中毒 (Sellfish poisoning) 也常因藍菌毒素所引起。因此國際間對食用藍菌門生物開始關注。又當水溫增高，及因污染等養分增加時，藍菌就會大量出現 (常稱為 ”Algae bloom”)，而死亡腐爛的藍菌，消耗水中氧氣，產生腥臭味，亦會使魚類缺氧死亡；另個危害則是飲用水源受到威脅，毒素影響人類健康等。
做為中國料理的「髮菜」(學名：Nostoc commune var. flagelliforme，異名：Nostoc flagelliforme) 為藍菌門唸珠藻目的細菌，廣泛分佈於世界各地（如中國、俄羅斯、及非洲索馬利亞等）的沙漠和貧瘠土壤中。因其色黑而細長，有如人的頭髮而得名。「髮菜」和「發財」諧音，因它本身無味，食用它主要是用來圖吉利，為傳統年夜飯必備菜色。依據台灣環境資訊中心 (Taiwan Environmental Information Center) 摘錄2007年1月29日TVBS香港報導，指出香港中文大學中藥研究所分析結果，髮菜也含有BMAA這種神經毒。
因為市面上「髮菜」來自乾燥的中國西北地區，只要採摘1兩的髮菜，就會造成2座標準游泳池大小的土地沙化，也是造成中國沙塵爆的主因之一。中國早在7年前，就已經明令禁止採摘髮菜。就因來源受到限制，不肖之徒常以假貨冒充，例如以玉米鬚加以有害人體的色素染黑、外加添加劑製成；或用海產的褐藻 (Phaeophyta) 替代。褐藻顏色從暗褐色至橄欖綠，可能也需用黑色色素染製而成。
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