约35亿年前，地球的大气层没有氧气和臭氧层，但富含各种气体。那时，昏暗无比的环境中出现了第一种生命形式——通常被称为蓝绿藻的单细胞细菌，即蓝细菌。当时的大气层很厚，覆盖整个地球表面的海洋也很深。蓝细菌是原核生物，以捕获二氧化碳和利用太阳紫外线产生氧气而著称。原核生物可以利用光合作用捕获太阳能，其产生的废物是氧气和水。由于它们的叶绿素不足以在低光照强度下进行有效的光合作用，因此蓝绿藻整合了更多的光敏色素，例如藻青素，使其呈现蓝色。通过光合作用，蓝细菌不仅产生氧气，还通过突变产生另一种基础分子：血红蛋白。蓝绿藻在蓝色星球早期通过水的光解作用产生大量氧气，它们对地球上的有氧生命、海洋中氧气的饱和度以及地球大气成分的改变做出了根本性的贡献。

30亿年前，蓝绿藻薄膜开始向地球原始大气中注入氧气，并固定二氧化碳，使生命得以存在，形成三大生物界：类真菌原生生物、类植物原生生物和类动物原生生物。25亿年后，生命从海洋中出现，仅在700万年前，类人动物的祖先原始人站了起来，光合藻类使地球上生命的出现成为可能。

ALGAE SPECIES

藻类种类

国际藻类数据库（algaebase.http.//www.algobase.org/）确定了约12.7万个物种名称，其中大部分是真核微型藻类和约9000种大型藻类，其中1500种在欧洲发现。根据不同信息来源整合，世界上的藻类总数从3万到数百万不等。藻类可以属于非常不同的系统发育类群，并非所有水生植物都是藻类，因为许多陆生植物已经适应了在淡水中生存，一些开花植物家族已经在海中生长，一些单细胞藻类也可在潮湿的环境下生存。

CLASSIFICATION OF ALGAE

藻类分类

藻类分为海洋藻类、淡水藻类、微型藻类（单细胞藻类）和大型藻类（多细胞藻类）。大型藻类一词涵盖了一系列能够进行光合作用的多细胞真核生物。这些真核生物被分为3个不同的门类：

The phaeophycean 褐藻纲

The rhodophycea 红藻纲

The chlorophycea 绿藻纲

大型藻类主要存在于海洋环境中，但有些种类生长在半咸水甚至淡水条件下。在海水中，我们可在不同深度下发现不同种类的大型藻类。海水就像一个过滤器，按其波长的递减顺序逐步吸收光辐射（可见光谱为400至700纳米），如红色光波在10米深处消失。绿色和蓝色是唯一在75至100米深度可少量存在的光波。多重因素共同影响特定大型藻类物种的位置和生存：如潮汐变化、缺水应激、温度、盐度、抗旱性、海浪和洋流等。大型藻类没有根，需要依附在稳定的基岩中生长。因此，不同藻类生长在特定深度是取决于藻类吸收不同光波的能力及其色素组合。

DIVERSITY OF ALGAE FAMILIES AND SPECIES

藻类家族及其物种的多样性

藻类的术语没有任何分类价值，它是一个通用术语，涵盖了所有多细胞水生光合生物。大型藻类存在于以绿藻为祖先的陆生植物的独立进化系中。根据真核生物的核系统发育学，绿藻和红藻有着共同的祖先，褐藻是由涉及红藻的二次内共生产生的，这三种大型藻类的进化非常复杂。迄今为止，藻类专家已报告并编目了1800种褐藻、6000种红藻和1200种绿藻。

ALGAE, WAY OF LIVING, REPRODUCTION

藻类的生存与繁殖

大型藻类是沿海生态系统的重要组成部分，有时可覆盖大片区域，例如海带林，并形成丰富多产的生态系统。它们有着非常复杂的繁殖周期，岩石海岸线上的大型藻类通过固定物附着在岩石上，深度可达50至75米，但在30米深度后，由于光合作用被海水吸收而减少，只有长度为30至50米的海带属海藻才能大量繁殖。对于任何叶绿素植物来说，光合作用帮助固定大气中的二氧化碳或溶解在水中的二氧化碳，从而产生海洋生物。

BIOCHEMICAL COMPOSITION OF ALGAE

藻类的生物化学组成

藻类的生化成分变化极大，取决于物种、季节、海水质量、生长环境以及流体静压力，如潮汐变化和缺水的暴露程度。大型藻类是具有重要生化意义的生物，因其含有纤维、蛋白质、矿物质和具有抗氧化特性和抗自由基特性的代谢物，如类胡萝卜素、多酚和维生素。大型藻类富含矿物质，如在褐藻中占其干物质含量的40%。它们含有大量高生物利用度的矿物质（钠、钙、镁、钾、磷、硫）和微量元素（铁、锌、铜、硒、钼、锰、硼、钴、氟）。

大型藻类的碘含量非常丰富，尤其是褐藻（海带属）和红藻（江蓠属），其碘含量可高达10000毫克/千克。大型藻类中的蛋白质浓度在红藻中可达干物质的30%至40%、绿藻为20%至30%、褐藻为5%至10%。在藻类蛋白质中，藻胆蛋白（phycobili proteins）以高效的抗氧化特性著称。红藻和绿藻提供的氨基酸在动物和人类营养方面具有巨大潜能，预计在不久的将来，通过酶促或裂解过程“裂解”藻类蛋白质将取得重大进展。

大型藻类有朝一日可能成为海洋中的大豆。藻类在成熟期时的脂质含量很低，占干物质的1%至5%。但当大型藻类以配子体形式存在时，它们的脂质含量可达到30%至40%，与浮游植物（微藻）相似。藻类中的脂质在多不饱和脂肪酸（PUFA）中所占比例很高，Omega 3-EPA（二十碳五烯酸）占红藻（紫菜属和掌状红皮藻）中PUFA的50%。大型藻类含有固醇和独特的类胡萝卜素，如褐藻素，因其高抗氧化特性而闻名。

尽管季节性变化很大，但大型藻类中的维生素组成非常多样。红藻富含维生素A，褐藻富含维生素E，绿藻和褐藻皆富含维生素C。有趣的是，与陆生植物相反，大型藻类还富含维生素B12。大多数海洋大型藻类富含多酚类物质，如褐藻多酚（phlorotannins）可提供大量的潜在生物活性，来自褐藻和红藻的多酚提取物的抗氧化活性已得到充分证明。褐藻富含类胡萝卜素（岩藻黄质fucoxanthin、β-胡萝卜素和紫黄质violaxanthin），而红藻富含α-胡萝卜素、玉米黄素zeaxanthin和叶黄素。类胡萝卜素被认为是强大的抗氧化剂。

另外，人们对大型藻类的关注点之一是其多糖含量，不仅像陆生植物中的多糖（淀粉和纤维素），还包括非常特殊的多糖：藻胶phycocolloids（占褐藻干物质的20%至45%），这些多糖只能在大型藻类中找到。这组聚合物包括了藻酸盐、卡拉胶、琼脂、木聚糖、岩藻聚糖、昆布多糖和石莼多糖。海洋大型藻类的独特之处在于其细胞壁内丰富的硫酸化多糖。虽然亲水胶体在大型藻类衍生产品中所占比例很高，但硫酸化多糖在抗菌、抗病毒和抗氧化方面的发展前景非常好，可用于医药和化妆品等不同用途。