本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
在澳大利亚大堡礁令人眼花缭乱的突出礁石之中，隐藏着一个巨大但鲜为人知的结构。与它更著名的邻居不同，这个构造并非由珊瑚构成，珊瑚是那些触手状的小动物，它们构建了我们所知的巨大、色彩斑斓的碳酸钙结构——珊瑚礁。相反，这个邻近的特征是由厚厚的一堆空置的碳酸钙骨骼构成，而这些骨骼竟然来自植物。
这些空骨骼堆积层可以达到 65 英尺厚，位于水面下约 100 英尺处，并且根据新的 激光雷达和声纳数据，呈现出奇怪的图案：复杂的网状物、环状物和波纹。
也许你想亲眼看看这种造成这一切的植物。它的名字是Halimeda（仙掌藻），它给人一种奇妙的仙人掌印象。它也很受家庭水族馆爱好者的欢迎，他们发现它能很好地适应他们的水箱。
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Halimeda（仙掌藻）是一种绿藻，一种早期进化的植物，它产生的叶绿素色素与我们在陆地植物中看到的相同，赋予它令人愉悦的色调。显然，这种植物非常常见，甚至有专门模仿它的海龙鱼。
即使对于藻类来说，Halimeda（仙掌藻）的生物学特性也很奇特。与大多数陆生植物不同，它为自己构建了坚硬的矿物骨骼和盔甲，使其成为植物世界中的一种脊椎动物。但是，Halimeda（仙掌藻）的骨骼不是由硬化我们骨骼的磷酸钙构成，而是由碳酸钙以一种称为文石的尖锐结晶形式强化。碳酸钙以其他形式而闻名，因为它存在于产生洞穴和混凝土的石灰岩、蛋壳、贝壳和珊瑚骨骼中。
如果一种拥有矿物骨骼的植物还不够奇怪，那还有更奇怪的。在这种骨骼内部，你不会发现像陆生植物中那样紧密排列的微小细胞。相反，这种植物会生长出称为管状体的长而高度分支的管道（有点像真菌菌丝），但没有任何形式的细胞壁或分隔。
这种植物仍然分裂其 DNA 和包含 DNA 的存储隔间（细胞核），但与地球上几乎所有其他生命形式不同，该生物体永远不会将子核分隔成独立的细胞。也就是说，这种植物是合胞体——实际上是一个巨大的细胞——并且所有细胞器都可以在细胞质中自由移动。
它们确实会移动。Halimeda（仙掌藻）更令人惊讶的能力之一是它习惯于在夜间将其捕获光线、产生食物的叶绿体排入内部储藏室，在短短一小时内，就真正地将鲜艳的绿色植物变成幽灵般的白色。相反的过程发生在黎明之后。
这种植物费尽心思地做到这一切是为了阻止像偷叶绿体的海蛞蝓这样的食草动物，它们可能想要吃夜宵（这种海蛞蝓具有劫持叶绿体并利用它们来喂养自己和为自己供氧的惊人能力。）Halimeda（仙掌藻）通过产生味道难闻的有毒化学物质，以及在其组织中布满前面提到的令人讨厌的尖锐文石晶体，来强调它对这种行为的反对。
地球上只有少数其他生物体具有与 Halimeda（仙掌藻）相同的自由自在的无细胞生活方式，而且它们都很奇怪。原生质体黏菌最有名，但被称为巨型深海原生生物、玻璃海绵和一些真菌也拥有开放的细胞结构。我认为有人可以通过研究这些截然不同且远缘相关的合胞体生命形式，并试图找到哪些共性有利于这种生物学特性，从而撰写一篇引人入胜的博士论文（也许他们已经这样做了！）。
Halimeda（仙掌藻）生物学的另一个惊人之处是它们惊人的生长速度——它们的生物量每 15 天翻一番。一个个体在短短 68 天内产生了 359 个新的节段。考虑到这些植物通常生活在水面以下 100 英尺或更深的地方，那里的光线被过滤和减弱，这一切就更加引人注目了。
因此，很容易理解巨大的 Halimeda（仙掌藻）堆积层是如何形成的。由于这种疯狂的生长（以及植物 90% 是文石的事实），Halimeda（仙掌藻）脱落的骨骼会在大堡礁等地的海底形成巨大的堆积层，深度达数十英尺，并形成“生物礁”。
这个引人入胜且略带希腊罗马风格的术语指的是任何类似珊瑚礁的生物结构，它由海洋无脊椎动物或藻类脱落、破碎和破裂的贝壳、刺、骨骼或其他硬质碎片堆积而成。在活跃的 Halimeda（仙掌藻）生物礁顶部，覆盖着一层绿色的活植物，这些植物继续堆积。随着碎片积累数千年，它们最终可能会胶结成岩石，成为生物学与地质学相遇的地方。
大量废弃植物部分的形成也意味着，当它们分解时，它们会极大地贡献于环绕我们星球热带地区的白色碳酸盐沙滩——有时甚至比附近的珊瑚礁贡献更大。
Halimeda（仙掌藻）生物礁并非仅见于大堡礁附近。在印度尼西亚附近的爪哇海东部、加勒比海西南部和澳大利亚北部的帝汶海也曾发现过它们。它们似乎形成于靠近大陆架的冷而富含营养的水域上升流发生的地方。在大堡礁，肥沃的冷水注入是通过外陆架珊瑚礁的狭窄裂缝发生的。
尽管大堡礁的生物礁已被人们了解数十年，但在《珊瑚礁》杂志的一份新报告详细介绍之前，一直没有对其范围进行现代调查。新数据显示，它们覆盖了约 6,000 平方公里——与特拉华州的大小大致相同。生物礁的面积和体积超过了邻近的珊瑚礁，但未超过整个大堡礁，后者面积更大，达 345,000 平方公里。
尽管如此，6000 平方公里仍然是一个令人印象深刻的面积，是 30 年前最后一次估计的三倍大。低估的部分原因是旧地图的目测不准确，旧地图实际上圈定了 3474 平方公里，这个事实只有在旧地图数字化后才被发现。但新的调查还揭示了以前未知的生物礁大面积区域，面积约为 1740 平方英里，位于先前绘制区域的北端。
大堡礁生物礁被夏洛特公主湾的一个明显的缺口隔开，在那里澳大利亚海岸从南北走向急剧转向东西走向。科学家们推测，这种突然的转向扰乱了向北的沿岸流，干扰了对生物礁形成至关重要的冷水营养物质注入。
新的地图和扫描还揭示了令人吃惊的新结构。以前，人们认为死亡的 Halimeda（仙掌藻）骨骼堆积形成了波浪状的平行山脊和槽，厚度约为 5 到 20 米，偶尔还会夹杂着一个土墩。来自机载激光雷达——海底飞机激光测量——和多波束回声探测器的新数据显示，地形远比这复杂得多。
a) 使用平行回声探测器剖面图对大堡礁生物礁结构的旧解释 b) 基于同一区域 3D 激光雷达测深的新地形图。致谢：McNeil 等人 2016 年
水下景观似乎是由网状结构、环状结构以及最终从西向东移动的起伏结构组成的织物。
在外堡礁附近，盛行着蜂窝状网络，其顶部有尖锐的较高、蜿蜒的山脊，约占生物礁表面积的 16%。另有 16% 由直径约 200-250 米的环状土墩构成。当环状物向西变得稀疏时，它们也变得更大。有些环状物宽达 500 米——相当于五个多足球场的长度。在生物礁的西侧，是低矮的波浪状山脊的起伏地形。这种地形类型占生物礁的 68%。
对于这些奇特的形状，有许多可能的解释，尽管科学家们尚不清楚哪一种是正确的，因为他们还没有足够的数据来验证它们。生物礁形成之前海底的轮廓可能有助于塑造这些形状。生物礁也可能容易以产生网络和环状物的方式坍塌。
这些形状既让科学家们感到困惑，也暗示着在大堡礁背风面正在发生一些非常有趣的事情。如此巨大的结构可能几乎不为外界所知，并且是由本质上是造礁植物的物质构成的，在我看来，这简直太奇妙了。
参考文献
McNeil, Mardi A.，Jody M. Webster，Robin J. Beaman 和 Trevor L. Graham。“澳大利亚大堡礁 Halimeda（仙掌藻）生物礁空间分布和形态的新约束。”《珊瑚礁》：1-13。