地球上最小的光合自养生物是什么？它叫原绿球藻，总重超过两亿吨

原绿球藻（Prochlorococcus）是一种直径仅500到700纳米的单细胞生物，是目前已知地球上体型最小的光合自养生物。尽管微小，但这种蓝藻却是地球上数量最多的光合自养生物，每年可固定约40亿吨碳，相当于全球所有农作物每年净固定的碳总量。它们在全球碳循环和氧气生产中扮演着至关重要的角色。

原绿球藻的分布范围极其广泛，主要集中在南北纬40°之间的寡营养盐海域。它们在海洋中的垂直分布也十分广泛，从海洋表面到真光层最底部，最深可达200米。在夏季适宜温度下，南太平洋环流的原绿球藻细胞丰度可达到1.6×10^13个/m^3。这种广泛分布使得原绿球藻成为许多水域的绝对优势种。

为了适应不同海域的光照条件，原绿球藻进化出了不同的生态型。目前已知有6个不同的亚类，包括高光适应型（HLI和HLII）和低光适应型（LLI-LLIV）。这种适应性使得原绿球藻能够在从海洋表面到深海的不同光照环境中生存。

原绿球藻的光合作用机制独特而高效。它们使用二乙烯基叶绿素a和b（DVChl a,b）代替常见的单乙烯基叶绿素（MVChl），这种色素结构的改变使得原绿球藻能够更有效地吸收蓝光，帮助它们适应深海只有微弱蓝光的环境。原绿球藻的主要捕光复合体是由天线蛋白复合体Pcb组成，这种天线复合物收集光能，并将其传递到光系统Ⅱ（PS Ⅱ）反应中心。

然而，原绿球藻也面临着诸多环境威胁。随着人类活动对海洋环境的影响加剧，如温室效应和海洋污染等都对不同生态型原绿球藻产生影响。研究表明，原绿球藻对痕量有机物、多环芳烃、铜等多种污染物极其敏感。海洋中的H2O2也对原绿球藻的生存造成了威胁。

尽管面临挑战，原绿球藻在海洋生态系统中仍然发挥着重要作用。最近的研究发现，开阔大洋中广泛存在能够摄食原绿球藻的混合营养型浮游植物。这些混合营养型浮游植物能够贡献细菌群落水平上近一半的死亡率，填补了该领域的研究空白。这表明原绿球藻不仅是重要的初级生产者，还是海洋食物网中的关键环节。

原绿球藻的研究对于理解海洋生态系统和全球气候变化具有重要意义。未来的研究方向包括进一步探索原绿球藻对环境胁迫的响应机制，以及它们在海洋食物网中的作用。随着研究的深入，我们有望更好地理解这些微小生物如何影响整个地球的生态平衡。