Диатомовые водоросли — самые распространенные на земном шаре организмы. Их около 20 тысяч видов. И хотя все это микроскопические одноклеточные существа размером всего 0,75-1500 микрон, они, будучи основой фитопланктона, дают около половины (!) всей органической массы океана. Более того, диатомеи, ежегодно поглощая из Мирового океана примерно 10 млрд тонн углерода и 3 млрд тонн кремния, составляют почти четверть глобальной продукции живого вещества.
Диатомеи очень интересные существа. Их клетки не имеют целлюлозной оболочки, вместо этого они окружены снаружи твердым кремнеземным панцирем, который состоит из двух самостоятельных половинок, одна из которых находит на другую, как крышка коробочки. Именно своему строению они и обязаны своим названием, от греческого diatomos — «разделенный пополам». Панцирь крошечных водорослей пронизан порами, через которые происходит обмен веществ с внешней средой. Размножаются диатомеи делением. Любопытно, что при этом дочерняя клетка получает половинку материнского панциря, а вторую достраивает самостоятельно. Скорость размножения диатомей поражает воображение — ученые считают, что если бы диатомеям ничто не мешало, они менее чем за 17 суток покрыли бы всю поверхность Земли целиком. В одном кубометре холодных вод Арктики и Антарктики обитает около миллиарда их клеток-особей. Интересно, что диатомеи обитают преимущественно в бореальной зоне, то есть в холодных северных водах. И конечно панцирь служит им при этом хорошей защитой. Между тем первоначально, как считают ученые, панцирь был нужен диатомовым водорослям, напротив, для защиты от чрезмерно высокой температуры древнего океана. Впрочем, «жаропрочные» диатомеи известны и сейчас. Некоторые их виды, например, обитают в исландских гейзерах, где температура достигает 83–85 °C.
Кремниевые панцири защищают диатомовые водоросли не только от экстремальных температур, но и от механических повреждений, правда, не спасают их от поедания морскими животными — радиоляриями и кремневыми губками.
Свою панцирную оболочку диатомеи строят из поглощаемого ими кремния (преимущественно в виде ортокремниевой кислоты). Причем концентрация кремния в природных водах им практически неважна, диатомеи могут поглощать кремний из очень разбавленных растворов его соединений и даже разлагать силикаты и алюмосиликаты (глинистые минералы), высвобождая при этом необходимый им кремнезем. В начале XX века шотландские океанографы Д. Меррей и Р. Ирвин выдвинули предположение, что диатомеи поглощают кремний из мельчайших частиц глинистой мути, взвешенной в соленой океанской воде. Потом эти ученые экспериментально доказали, что диатомеи действительно могут разлагать глину, извлекая из нее кремнезем. А позднее эта способность диатомовых водорослей была подтверждена уже нашим великим ученым В. И. Вернадским, как и некоторыми другими. Кстати, специалисты заметили, что в период массового развития диатомовых водорослей концентрация двуокиси кремния в природных водах падает, этим явлением и объясняются сезонные колебания кремния в водоемах.
