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硅藻二氧化硅壳是自然界最奇妙的奥秘之一。有相当多的生物能够从二氧化硅中产生某种结构（例如海绵针状体、硅鞭毛骨架、金藻的包囊和鳞片），但只有硅藻壳在微米和纳米级结构上表现出这样的多样性——各种瓣膜对称性、中缝的存在与否（瓣膜上的狭缝）、孔、刺和其他结构的复杂图案等。有趣的是，硅藻壳的一般组织在进化过程中是保守的：它们由两个与环带系统相连的瓣膜组成，它们的瓣膜装饰有穿孔图案。一方面，硅藻壳已经进化为保护硅藻细胞不被消费者吃掉或可能的酶攻击 ［1］ ，而另一方面，它允许与环境更有效的相互作用。这表明瓣膜的某些结构具有明确的功能：例如，在基质上移动所需的黏液由中缝排出 ［2-3］ ；独立的刺与连接刺不同，让 Aulacoseira Twaites这样的物种在不利的环境中分裂 ［4-5］ ；中央支持突分泌黏液线连接浮游中心硅藻中的细胞 ［6］ ，边缘支持突排泄支持浮游中心浮选的毛藻（如 Cyclotella ［7］ ）。由于硅藻壳的结构具有物种特异性，因此可以合理地假设形态发生受遗传控制，并且每个物种在所涉及的基因中都有某种突变或调控变异，但此类数据目前还无法获得。此外，目前尚不清楚是哪些基因和细胞机制发生了变化，使硅藻能够如此成功地进化，分布在不同的生态位并在地球生物圈中占据一席之地。
硅藻壳元素在细胞内的特殊细胞器中——二氧化硅沉积囊泡（SDV）产生 ［8］ 。因此，很明显，它们的形态发生是由细胞系统和机制控制的。在本章中，我们将硅藻瓣形态发生视为细胞学现象。