当我们被问到地球之肺时，大多数人会想到热带雨林。然而雨林在生产氧气的同时，也在大量消耗氧气，尤其是到了晚上。雨林的消费者和分解者也无时无刻不在吸收氧气。森林火灾的消氧量也同样惊人……氧气消耗量这么大，我们为什么没有感觉到缺氧？是谁在默默无闻地为我们供应如此丰富的氧气？你可能想象不到，贡献氧气最多的是海洋生物！海洋占地球总面积的约71％，而海洋生物给生物圈贡献了约80%的氧气，远远超过了热带雨林。
从蔚蓝色的海洋中取一滴水，肉眼看不出什么独特之处。但如果把它放到显微镜下观察，会看到众多色彩斑斓的生物。这些浮游生物是地球上最原始的一种生命形式，体型微小，结构精妙，尤其是硅藻。形态多样的硅藻图片来源：iNaturalist硅藻最初曾被认为是像草履虫那样的单细胞动物，之后又因为能够进行光合作用产生氧气以及拥有细胞壁，而被划分成了植物。
目前，学界认为硅藻既不属于动物也不属于植物，因为硅藻的细胞壁组成十分独特！它们能分泌一层由硅质构成的细胞外壁，形似培养皿的上下盖，通过环带嵌套在一起，一大一小相互扣合，保护硅藻内部结构。硅藻的细胞结构图片来源：istock这种细胞壁是具有物种特异性的二氧化硅细胞壁，硅藻形成的这种复杂的二氧化硅结构被视为由生物大分子控制的三维结构自组装的范例。
二氧化硅细胞壁的形成涉及长链多胺和silaffin蛋白，它们易溶于水，并自发形成动态超分子组装，加速二氧化硅沉积并影响体外二氧化硅的形态发生。这种坚硬的壁垒在保护硅藻脆弱内部的同时，又能保证有充分的光线通过，所以硅藻的光合效率比一般的陆地植物高。
浮游生物每年制造的氧气占地球大气氧含量的70%以上，硅藻数量又占浮游生物数量的60%以上，硅藻在诸如碳、氮、磷和硅等主要元素的生物地球化学循环中发挥着特别重要的作用，其主导的初级生产过程约占全球的20％~25％。可以说，硅藻是海洋中最“给力”的浮游光合生物之一，它们通过光合作用贡献了地球上每年约20%的有机物生产力，相当于固定了近五分之一的二氧化碳，高于全球所有热带雨林的贡献。
不过，全球范围的温室效应和海洋污染正在对这种美丽的海洋生物产生威胁。硅藻几乎控制了全球海洋中的硅生物循环，平均每一个进入海洋的硅原子都会被硅藻吸收到细胞壁上39次，之后才会沉降在海底。但是温室效应等导致的海水酸化会加快这个过程，沉积的硅短期内无法再被利用，而是逐渐成为硅藻土矿。科学家针对气候变化对硅藻的影响进行了模拟研究。
研究者从海水中收集硅藻样本进行培养，并模拟2100年预计的海水表面温度和二氧化碳浓度。结果显示，2100年的环境条件对更小型的浮游植物更有利，不利于硅藻生长，因为硅藻减少，以硅藻为食物的动物包括鱼类将大量死亡。而硅藻的减少反过来又将加剧全球变暖，因为硅藻比其他更小的浮游植物能保存更多的碳。如果地球上的硅藻消失了，那么地球上的生物将会处于缺氧环境。