正文
硅藻无性生殖和子细胞大小减小的示意图。
无性生殖产生一个与亲代大小相同的子细胞和另一个较小的子细胞。
epitheca ->
上壳
hypotheca ->
下壳
frustule ->
硅藻壳
mitosis ->
有丝分裂
daughter cells ->
子细胞
same size ->
相同大小
smaller size ->
更小的大小
你可能会想，子细胞最终会变得太小而无法生存。确实如此。因此，它们需要有性生殖，这就像一个刷新按钮，使它们恢复到正常大小。
在有性生殖中，硅藻通过减数分裂产生雄性和雌性配子（
1N
，相当于人类的精子和卵子），然后融合形成合子（
2N
）。合子随后发育成助孢子，助孢子具有柔软的膜，因此可以扩张。新的硅藻细胞在助孢子内形成，开始新的一代。
硅藻的生命周期
当硅藻的体型太小而无法存活时，它们会进行减数分裂产生卵子和精子。精子使卵子受精形成合子，合子随后发育成助孢子。助孢子是一个柔软的阶段，可以使细胞扩张。新的硅藻在助孢子内形成。一旦达到正常大小，它就会释放出来。
New cell wall formation in the auxospore ->
在助孢子中形成新的细胞壁
new diatom with restored size ->
恢复大小的新硅藻
auxospore ->
助孢子
zygote ->
合子
sperms ->
精子
egg ->
卵子
cell size reduction ->
细胞大小减小
mitosis ->
有丝分裂
vegetative phase ->
营养生长期
sexual phase ->
有性生殖期
目前，科学界已正式描述和命名的硅藻物种约为
12
,000-30,000
种，但研究表明，实际存在的硅藻种类可能高达
30,000-100,000
种。随着分子生物学技术的发展，硅藻的分类系统正在不断更新
。
一些原本被认为是不同种的硅藻，可能实际上是同一个种的不同形态
。
下图是不同种类的硅藻在光镜下的图片。
电镜观察硅藻的历史
硅藻的研究与电镜的发展有着密切的联系。
1936
年，第一张硅藻的透射电镜
（
TEM
）
图像发表，大大推进了科学界对硅藻内部精细结构的认知。同样值得注意的是，
1967
年首次发表了硅藻的扫描电镜
（
SEM
）
图像，为研究硅质壳复杂外部结构提供了新工具。
Krause, F. (1936) [Electron optical images of diatoms with the magnetic electron microscope]
作者
通过使用
“Stereoscan”
扫描电子显微镜，对
硅藻
的表面进行了详细观察，发现其由完整和破碎的硅藻骨骼组成。这些骨骼具有多样的形态和尺寸，尤其是
Coscinodiscus
属和
Plagiogramma
属的骨骼，其孔隙尺寸和分布对气相色谱的性能有重要影响。
Bens, E.M. and Drew, C.M. (1967) Diatomaceous earth: Scanning electron microscope of ‘Chromosorb P’. Nature216(5119),
此外，
1953
年至
1982
年间，科学文献还发表了一系列
11
组高质量显微图像集，为硅藻学科体系的形成奠定了重要基础。虽然期间曾存在一些争议，例如
1944
年曾错误声称首次获得硅藻的透射电镜图像，但其后通过科学实证得到了澄清与纠正。
扫描电镜在硅藻研究中的应用
扫描电镜（
SEM
）技术在硅藻研究领域发挥着不可替代的作用。
这里讨论
了
SEM
在硅藻形态特征、结构形成、力学性质及生态功能等多方面的应用成果。
形态学与结构研究
SEM
技术凭借其高分辨率特性，能够清晰捕捉硅藻纳米尺度的微细特征。以中心纲硅藻（
Coscinodiscus sp.
）为例，
SEM
观察揭示了其硅质壳表面的突出特征，包括与运动相关的裂缝状
"
壳缝
"
及分支状肋骨分布。
Hildebrand
等人结合聚焦离子束技术（
FIB
）研究海洋硅藻（
Thalassiosira pseudonana
）时，不仅观察到细胞壁的高亮度结构，还捕捉到液泡与质体类囊体膜等内部组织，直观展示了硅藻细胞壁形成的动态过程。
微观力学性质研究
通过
SEM
技术，研究者对硅藻的微观力学特性进行了系统研究。针对羽纹硅藻（
Didymosphenia geminate
）的原位微压痕实验，
SEM
图像记录了其硅质壳的弹性变形等微尺度力学行为。这些实验结果与弹性有限元方法（
FEM
）相结合，进一步揭示了硅藻纳米级力学特性的精细细节。
生态功能与行为研究
SEM
在硅藻粘液分泌及运动机制研究中展现了卓越价值。对高活性的戈戈列夫舟形硅藻（
Navicula
）的研究中，
SEM
成功捕捉到
100-200
纳米范围内的椭圆形孔结构，这些结构与硅藻粘液分泌密切相关。通过观察硅藻滑动轨迹，研究者发现约
