你所熟悉的海帶，在過(guò)去曾經(jīng)是海味珍饈，如今已被開(kāi)除植物籍，未來(lái)或許是拯救地球的“救命稻草”

一只等足目甲殼動(dòng)物生活在海帶上

　　撰文 | 河邊的卡西莫多

　　審校 | 劉六七

　　1908年的一天，東京帝國(guó)大學(xué)的池田菊苗教授在享用晚餐時(shí)，他覺(jué)得今天的柴魚(yú)片黃瓜湯尤其鮮美。經(jīng)過(guò)仔細(xì)的分析，他發(fā)現(xiàn)鮮味來(lái)自其中的海帶。很快，海帶中的物質(zhì)谷氨酸鈉被提煉出來(lái)，這就是在今天還在廣泛使用的味精和雞精的主要成分。

　　
日本漫畫(huà)家伊藤潤(rùn)二創(chuàng)作的《漩渦》中還原了發(fā)現(xiàn)味精的一幕。盡管對(duì)味精的使用存在爭(zhēng)議，但目前尚無(wú)明確證據(jù)表明谷氨酸鈉對(duì)人體有害，世界衛(wèi)生組織下屬的食品添加劑聯(lián)合專家委員會(huì)（JECFA）將谷氨酸及其鹽類安全攝入量設(shè)置為“無(wú)需限制”（圖片來(lái)源：the-buchiblo.com）

　　海帶在今天是一種常見(jiàn)的食材，但在古代卻非常罕見(jiàn)。雖然很早以前，我國(guó)的古人就已經(jīng)注意到它了。比如根據(jù)《本草綱目》的引述，唐代著名的詩(shī)人劉禹錫就曾經(jīng)記載過(guò)海帶：

海帶出東海水鍾石上，似海藻而粗，柔韌而長(zhǎng)，今登州人干之以束器物，醫(yī)家用以下水，勝于海藻、昆布。

　　但由于海帶是一類極為“怕熱”的藻類，所以古代它極少在我國(guó)海邊出現(xiàn)，僅在朝鮮半島沿岸偶爾能發(fā)現(xiàn)。物以稀為貴，在我國(guó)南北朝時(shí)期，海帶曾作為貢品，由朝鮮半島的高句麗進(jìn)獻(xiàn)給當(dāng)時(shí)的中原政權(quán)。之后的上千年里，海帶一直作為來(lái)自遠(yuǎn)方的海味珍饈，只有少數(shù)的貴族才能享用。

　　和我們?cè)诓妥郎弦?jiàn)到的海帶并不相同，其實(shí)生長(zhǎng)在海中的海帶非常巨大。它成熟的藻體最多可以有十幾米長(zhǎng)，寬度也能達(dá)到半米。在眾多海藻中顯得獨(dú)樹(shù)一幟。古代人會(huì)把海帶想象成是龍王出巡時(shí)打的旗幟。

　　在清代聶璜《海錯(cuò)圖》筆記中，就有“龍王號(hào)帶，若玄若黃。飄飖海上，旟旐央央”的描述（圖片來(lái)源：故宮博物院）

　　池田菊苗發(fā)現(xiàn)海帶的商業(yè)價(jià)值之時(shí)，海帶依舊是“大海的饋贈(zèng)”，尚未能完全實(shí)現(xiàn)人工種植。除了因?yàn)楹е簧钤诶渌Ｓ蛲猓П旧淼纳芷诜浅?fù)雜：海帶會(huì)先釋放孢子，隨后發(fā)育成有雌雄之分的配子體，二者進(jìn)行結(jié)合形成的新一代孢子體才能發(fā)育成海帶幼苗。水溫、鹽度、洋流都會(huì)影響海帶的繁殖。

　　
我國(guó)海帶養(yǎng)殖的生長(zhǎng)周期 （圖片來(lái) 源：fao.org）

　　為了擴(kuò)大海帶的產(chǎn)量，日本不僅在本土的北海道區(qū)域養(yǎng)殖海帶，還在當(dāng)時(shí)的殖民地朝鮮半島以及我國(guó)東北區(qū)域嘗試人工培育海帶。1927年，一位日本的年輕學(xué)者大槻（gui）洋四郎奉命來(lái)到大連。當(dāng)船靠岸的時(shí)候，他意外發(fā)現(xiàn)，在岸邊一些浮木上面，居然長(zhǎng)著一些海帶的幼苗。

　　這些浮木是從北海道運(yùn)來(lái)的，一些海帶的孢子附著在上面被帶到了大連。這給了大槻靈感，能否通過(guò)移植孢子的方式讓海帶解決度夏的難題？當(dāng)時(shí)日本養(yǎng)殖海帶的方法是非常傳統(tǒng)的投石法，也就是把海帶的幼苗系在石頭上在海底進(jìn)行養(yǎng)殖。這種方式不僅成本很高，而且產(chǎn)量低。大槻在大連對(duì)海帶養(yǎng)殖進(jìn)行了創(chuàng)新，他在淺海水域用浮木和繩索組成浮筏，并用纜繩固定于海底，為海帶模擬在野外生存的環(huán)境。

　　
我國(guó)福建省的一個(gè)海帶養(yǎng)殖場(chǎng)。在這里使用的還是“浮筏法”，人們?cè)谥窀椭g綁上繩子，在潮汐區(qū)養(yǎng)殖海帶 （圖片來(lái) 源：Alex Berger / Flickr, CC BY NC）

　　大槻教授的實(shí)驗(yàn)很成功。在他的努力下，中國(guó)海帶養(yǎng)殖場(chǎng)的規(guī)模很快就反超日本。而隨著時(shí)間的推移，日本侵略者被趕出了中國(guó)。但大槻教授作為學(xué)者，并沒(méi)有一同離開(kāi)中國(guó)。他在中國(guó)一直待到了1953年，將半生投入在了海帶養(yǎng)殖的事業(yè)中。

　　盡管日本人最早在中國(guó)養(yǎng)殖海帶，是為了提煉味精和碘元素謀取利潤(rùn)。但海帶在中國(guó)的大規(guī)模養(yǎng)殖，客觀上也讓海帶在我國(guó)東北地區(qū)乃至全國(guó)進(jìn)行普及，緩解了很多地區(qū)“大脖子病”（碘缺乏導(dǎo)致的甲狀腺腫大）的癥狀。

　　
廣義的海帶（kelp）是褐藻綱海帶目海藻的統(tǒng)稱，大致為33個(gè)屬和112個(gè)種。狹義的海帶指海帶（

Saccharina japonica

　　作為一名科學(xué)家，大槻教授為中國(guó)培養(yǎng)了一大批水產(chǎn)養(yǎng)殖人員。但他離開(kāi)時(shí)還是帶著一絲遺憾，因?yàn)樗m然改進(jìn)了海帶的養(yǎng)殖技術(shù)，卻始終未能真正解決海帶喜冷怕熱的特性。而解決這個(gè)難題的使命，則是轉(zhuǎn)移到了我國(guó)的科學(xué)家身上。

　　1951年，由曾呈奎院士組建的海帶養(yǎng)殖研究小組成立，開(kāi)始嘗試在煙臺(tái)、青島等地進(jìn)行海帶幼苗的改良。按照之前大槻教授的經(jīng)驗(yàn)，海帶養(yǎng)殖是在秋天在海上采集孢子和培育幼苗。海帶養(yǎng)殖研究小組則將“秋苗”改進(jìn)成“夏苗”，將海上改為了室內(nèi)。經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)達(dá)十幾年的努力，我國(guó)的人工養(yǎng)殖海帶取得了突破性進(jìn)展，不僅解決了海帶育苗問(wèn)題，更是成功讓南至福建海域都實(shí)現(xiàn)了海帶生長(zhǎng)。

　　
1965年，曾呈奎（中）等科研人員在海上研究海帶（圖片來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院）

　　如今我國(guó)是海帶第一大生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)家。海帶的成功栽培，在為我國(guó)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，還帶動(dòng)了紫菜、裙帶菜等其他海藻產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并為鮑魚(yú)、貽貝、牡蠣等海產(chǎn)品的人工養(yǎng)殖奠定技術(shù)基礎(chǔ)。可就當(dāng)海帶事業(yè)進(jìn)一步大展宏圖的時(shí)候，一個(gè)驚天霹靂劈了下來(lái)：海帶居然被開(kāi)除出“植物籍”了！

　　當(dāng)然，這不是分類學(xué)家討厭海帶，而是因?yàn)楹У募?xì)胞和真正的植物有著明顯的區(qū)別。植物之所以能進(jìn)行光合作用，是因?yàn)轶w內(nèi)含有葉綠體。根據(jù)目前的主流學(xué)說(shuō)，葉綠體原本也是一種獨(dú)立的單細(xì)胞生物，后來(lái)它不幸被一個(gè)真核生物吞噬了。按照正常情況，它應(yīng)該會(huì)分解死亡。但意外發(fā)生了，它被“俘虜”成為了真核生物的一個(gè)細(xì)胞器，從此承擔(dān)了轉(zhuǎn)化能量的作用。

　　科學(xué)家們通過(guò)識(shí)別細(xì)胞是否有葉綠體，就可以很輕松地把生物分成動(dòng)物或者植物。可問(wèn)題是，這樣的意外在自然界并非只發(fā)生了一次，而是像“俄羅斯套娃”般，吞噬了葉綠體的生物還可能會(huì)被另外一個(gè)細(xì)胞所吞噬。

　　
根據(jù)內(nèi)共生假說(shuō)，吞噬事件至少發(fā)生過(guò)三次，由此產(chǎn)生了各種各樣的生物（圖片來(lái)源：encyclopedie-environnement.org）

　　而海帶所在的褐藻門(mén)，就是二次吞噬后的產(chǎn)物。因此它雖然也能進(jìn)行光合作用，但卻有著4層膜葉綠體，而普通植物只有2層。這就讓海帶“不在五行中，跳出三界外”，傳統(tǒng)的分類方法已經(jīng)無(wú)法適用這一類生物了。

　　因此在1990年，科學(xué)界提出了一種新的分類系統(tǒng)，將生物分成了古菌域、細(xì)菌域和真核域，原本屬于植物的海帶成為了與植物界并列的囊泡藻界。受到影響的遠(yuǎn)不止海帶一種生物，與海帶同屬于褐藻的紫菜、昆布、裙帶菜；顯微鏡下晶瑩剔透，裝修過(guò)濾必備的硅藻；殺人無(wú)數(shù)，只能靠金雞納霜和青蒿素才能控制的瘧原蟲(chóng)；善于變形，讓人拉稀的阿米巴蟲(chóng)；甚至初中生物課上的“老熟人”草履蟲(chóng)……它們同樣因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)問(wèn)題變得“無(wú)家可歸”。

　　
幾種不同的海帶。昆布在古代約等同于海帶，而現(xiàn)代主要指海帶目翅藻科的藻類 （圖片來(lái) 源：dialogue.earth ）

　　目前科學(xué)界只能用SAR超類群這個(gè)名稱來(lái)指代這些生物，但這個(gè)分類單元其實(shí)就像是單選題中的“其他”選項(xiàng)，只能暫時(shí)表示它們與其他生物有區(qū)別，但無(wú)法說(shuō)明彼此之間的親緣關(guān)系。有科學(xué)家估算，SAR超類群占據(jù)了全部真核生物中的一半。未來(lái)隨著分類學(xué)的進(jìn)步，家族內(nèi)部一定還會(huì)繼續(xù)“分家”。

　　當(dāng)然這些紛爭(zhēng)只是人類的煩惱，對(duì)海帶來(lái)說(shuō)只有生存才最重要。而在今天，繼海帶的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和分類爭(zhēng)議之后，人類看待海帶的視角又發(fā)生了變化：根據(jù)“對(duì)話地球”組織的估計(jì)，以海帶為代表的海藻每年可以吸收1.73億噸碳，相當(dāng)于全球紅樹(shù)林碳吸收量的3倍。

　　
一只躲在海帶中的海豹。海帶不僅能為海豹提供食物，還可以為海岸提供緩沖，使其免受風(fēng)浪的沖擊 （圖片來(lái) 源：dialogue.earth ）

　　養(yǎng)殖海帶還可以顯著抵消農(nóng)業(yè)污染，清除溢入沿海水域、造成大規(guī)模水華暴發(fā)的磷和氮，并為海獺、海鷗、鷺類等動(dòng)物提供賴以生存的棲息地。因此，海帶組成的巨藻森林對(duì)海洋健康的重要性，并不亞于珊瑚礁和紅樹(shù)林。而巨藻的價(jià)值目前被大大低估，它很可能在阻止海水變暖和保護(hù)海洋生物多樣性方面發(fā)揮著巨大的作用。

　　或許相比其他生物，海帶的故事有些平凡。但就和它身后那些同樣默默無(wú)聞的科學(xué)家們一樣，總會(huì)有一股力量在并不受關(guān)注的角落，用自己的身軀支撐著這個(gè)世界的歲月靜好。

　　
海帶的多種益處 （圖片來(lái) 源：dialogue.earth ）

　　參考資料：

　　[1] Krause-Jensen, D., Duarte, C. Substantial role of macroalgae in marine carbon sequestration. Nature Geosci 9, 737–742 (2016). https://doi.org/10.1038/ngeo2790

　　[2] Bureau of Fisheries, China. 2000. China Fisheries Statistical Compilation (1994-1998). Bureau of Fisheries, Ministry of Agriculture. China Ocean Press, Beijing, China. 182 pp.

　　[3] Ivin, V.V. 1999. Present situation, problems and perspective in Japanese Kelp cultivation in Russia. Presented at the International Symposium ?Earth - Water - Humans?, Kanazawa, Japan, 30 May-1 June, 1999.

　　[4] Jia, J. & Chen, J. 2001. Sea Farming and Sea Ranching in China. FAO Fisheries Technical Paper No. 418. FAO, Rome, Italy. 71 pp.

　　[5] McHugh, D.J. 2003. A guide to the seaweed industry. FAO Fisheries Technical Paper No. 441. FAO, Rome, Italy. 105 pp.Miao, G., Chen, J & Cui, Y. 1984. Generation of Japanese kelp (Laminaria japonica) and its breeding of seedling. Ocean Press, Beijing, China 222 pp.

　　[6] Ohuo, M. 1986. The Resources and Cultivation of Seaweeds, Monographs on Aquaculture Science Vol. 10. Green Publishing House, Tokyo, Japan. 354 pp. (in Japanese).

　　[7] Tseng, C.K. 1955. On the cultivation of Haidai (Laminaria japonica) by summering young sporophytes at low temperature. Plant Transactions, 4(3):255-264.

　　[8] Tseng, C.K. 1963. Study on growth and development of Haidai (Laminaria japonica) transplanted at the Zhejiang coast. Proceedings on Sea Science (Qingdao Oceanography Institute), 3:102-118.

　　[9] Tseng, C.K. 1964. Kelp Farming. A New Industry. China Reconstructs, 13(3):36-38.

　　[10] Tseng, C.K. 1981. Marine Phycoculture in China. In T. Leyring (ed.), Proceedings of 10th International Seaweed Symposium, Qingdao, China, pp. 123-152. Walter de Gruyter, Berlin, Germany.

　　[11] Tseng, C.K. & Borowitzka, M. 2003. Algae culture. In J.S. Lucas & P.C. Southgate (eds.), Aquaculture: Farming Aquatic Animals and Plants, pp. 253-275. Blackwell Publishing, Oxford, England.

　　[12] 船木實(shí), 大槻一枝, 大野正夫. 大槻洋四郎氏による中國(guó)と日本におけるマコンブとワカメの養(yǎng)殖, 及びその評(píng)価[J]. Algal Resources, 2021, 14(2): 2

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