本文发表于《大众科学》的前博客网络，仅反映作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
编者注： 记者兼船员凯瑟琳·艾登特和科学家杰里米·雅克特正乘坐“亚特兰蒂斯”号研究船进行为期一个月的航行，目的是在东热带太平洋地区采样和研究固氮作用，以及进行其他研究项目。这是为ScientificAmerican.com撰写的系列博客文章中的第六篇，详细介绍了这次正在进行的发现之旅。
想象一下您身处太空，漂浮在地球上方。 想象一下世界海洋，在阳光的炙烤和臭氧层的保护下闪烁着蓝宝石般的光芒。 仔细看，在那片蓝色之中有一块棕色的区域。 那是浮游植物发菜的藻华，一种“世界闻名”的固氮菌。
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发菜的形状像人的头发或细丝，漂浮在海洋表面，形成巨大的棕色斑块，称为菌落，有时大到可以在太空中被卫星看到。 它们细长的形状为这些多细胞、光合作用生物赢得了“海洋锯末”的绰号。
发菜，一种蓝藻细菌属，在固氮领域具有重要作用；事实上，它们是最著名的固氮菌之一。 它们有一种特殊的酶，称为固氮酶，可以打破气态氮的顽固三键，并将其转化为其他生物可以利用的形式。 它们经常出现在像墨西哥湾这样的低营养水域中，这也使它们成为食物链的重要组成部分。
虽然首席科学家道格·卡彭（南加州大学）被认为是研究这种生物的专家，但他和他的同事承认，关于发菜还有很多东西需要学习。 在这次航行中，卡彭带来了他实验室的研究人员，如博士生莱拉·巴拉达，来测量这些生物固定的氮量，并研究它们对哪些营养物质有反应。
“在这个领域，对发菜的研究非常不足，”巴拉达说。“发现它最棒的地方在于，我们以前从未在这里发现过它。”
巴拉达和她的博士生同学阿曼达·利斯，通过在一天中的不同时间在船后拖曳一个圆锥形网来收集发菜。 他们与实验室经理布莱恩·威尔逊（南加州大学埃里克·韦伯实验室）一起，仔细地提取他们捕获的所有浮游植物，将其倒入小瓶中，并通过轻轻梳理生物质来寻找发菜。
一旦他们分离出所有的发菜，巴拉达就会取一些到里面进行一项名为乙炔还原分析的实验，这将帮助她测量固氮作用。 由于测量实际的固氮作用非常困难，她将使用乙炔气体，这种气体和氮气一样，都具有三键。 发菜对乙炔的反应会很像对氮气的反应，只是这次它们会产生乙烯，而乙烯更容易被巴拉达测量。 通过她的乙烯测量结果，巴拉达可以推断出每种生物可能固定的氮量。
与此同时，威尔逊取了一部分他们收集的发菜，并将其带到他的“暗室”中，在显微镜下进行检查。 他的工作是尝试在其他浮游植物物种中识别出所有的发菜，并将其编入不断增长的数据库。
威尔逊位于船上的办公室，在一张配备了显微镜、照明设备和照相机的小桌子上工作，以拍摄各种标本。 他的狭小工作空间进一步被厚重的蓝色窗帘封闭，这些窗帘悬挂起来是为了阻挡不必要的光线。
一旦他们回到家，威尔逊和巴拉达的实验室都将对发菜进行DNA和RNA测试，以鉴定各种发菜物种，并查看这些生物最近是否固定了氮。
巴拉达、利斯和威尔逊在这次东热带南太平洋的航行中没有发现很多发菜，但他们并没有气馁。 巴拉达说，变量太多了——比如天气、水温和营养物质的可用性——而且数据太少，无法断定在这里找不到大量的发菜。
“这并不意味着这就是常态，”巴拉达说。“我们不知道下周会发生什么。”
他们发现的发菜和正在收集的数据正在帮助形成关于这种生物体的基线信息，并帮助科学家更好地理解固氮作用。
图片：（1）布莱恩·威尔逊（南加州大学）拍摄的显微镜下的发菜图像。（2）布莱恩·威尔逊、莱拉·巴拉达和阿曼达·利斯在网拖后寻找发菜。