海洋生物学的研究与思考

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1、海洋生物学的研究与思考程玲慧（江西师范大学生命科学学院 1107040051 ）内容提要： 我们生活的地球，海洋面积占了总面积的三分之二。广阔的海洋给了我们丰富的海洋生物资源， 人们可以利用它们做食品、 药物工业原料等。 所以我们更要了解关于海洋生物学的发展简史及海洋生物学对人类的研究意义。关键词： 海洋生物学 发展史 作用 意义1.海洋生物学 - 概述海洋生物学， 是研究海洋中生命现象、 过程及其规律的学科， 是海洋科学的一个主要学科， 也是生命科学的一个重要分支， 它是研究海洋中生命有机体的起源， 分布， 形态和结构， 进化与演替的特征和生物生命过程的活动规律； 探索海洋生物之间和生物与其

2、所处的海洋环境之间的相互作用和相互影响的科学。古希腊亚里士多德在动物志中记述了 170 多种海洋生物，按现代分类包括有海绵动物、 腔肠动物、 蠕虫、 软体动物、 节肢动物、 棘皮动物、 原索动物、鱼类、 爬行类、 海鸟、 海兽等十多个主要动物类群， 其中海洋鱼类即有 110 多种。公元前 3 世纪左右刊行的中国 黄帝内经 中 ,已有用乌鲗 (即墨鱼 )和鲍治病的记录。公元前 2前 1 世纪成书的尔雅 ，不但记载有海洋动物，而且还有海洋藻类。公元初古罗马 S.C. 普利尼乌斯的自然历史志 ,记录了 170 多种海洋生物。中国明朝屠本畯的闽中海错疏 (1596) ，记载有 200 多种海产生物。以

3、上为海洋生物学的萌芽阶段。2.海洋生物学 -发展简史 ：1674 年，荷兰 A.van 列文虎克最先发现海洋原生动物。 1777 年，丹麦O.F.米勒应用显微镜观察北海的浮游生物。 19 世纪前期， C.G.爱伦贝格在海洋中发现硅鞭藻类。英国 C.R.达尔文对他在 1831 1836 年 “ 贝格尔 ” 号航海中 采集的蔓足类和珊瑚类， 进行了出色研究。 德国 J.米勒于 1845 年使用浮游生物网，采集和研究海洋浮游生物。 英国 E.福布斯在 19 世纪中期先后提出海洋生物垂直分布的分带现象，按深度将爱琴海分成 8 个带；发表英国海产生物分布图 ；出版欧洲海的自然历史 。 德国 V.亨森于

4、1887 年提出浮游生物 (Plankton) 的概念，并对海洋浮游生物开展了定量研究。 1891 年，德国 E.H.哈克尔提出游泳动物 (Nekton) 和底栖生物 (Benthos) 两个概念。上述 3 个生态类群的概念，至今仍广为应用。 1908 1913 年，丹麦 C.G.J.彼得松的工作奠定了海洋底栖生物定量研究的基础。 1946 年，美国 C.E. 佐贝尔的海洋微生物学奠定了海洋微生物，主要是海洋细菌的研究基础。瑞典 S.埃克曼的海洋动物地理学 （ 1935 、1953 ） 、美国 J.W. 赫奇佩斯等主编的海洋生态学和古生态学论文集 (1957)和 H.B.穆尔的海洋生态学 (1

5、958) 等，都促进了海洋生物学的发展。19 世纪下叶各国竞相派出海洋考察船、 设立滨海生物研究机构， 海洋生物的研究工作日益兴盛。其中，最有名的海洋考察是英国 “ 挑战者 ” 号调查船历时三年半 (1872 1876) 的环球调查，学者们采集了大量深层和中层生物，出版了 50 卷巨著，所记载的生物的新种达 4400 多个，使当时已知的海洋生物种数翻几番。最古老的海洋生物研究机构是意大利那不勒斯（那波利）海洋生物研究所，成立于 1872年， 1874 年正式开放。 1888 年， 英国海洋生物学会成立了普利茅斯海洋研究所。美国在大西洋岸的伍兹霍尔，于 1888 年建立海洋生物研究所；在太平洋岸

6、的斯克里普斯海洋研究所的前身海洋生物实验所，于 1891 年创建，等等。它们至今仍是世界上最活跃的海洋生物研究中心，特别是伍兹霍尔海洋生物研究所的工作，对海洋生物学的发展起了重要的作用。20 世纪60、 70 年代以来，由于电子计算机、信息论、控制论和微量化学元素测定等数理化新成就、 新技术的应用， 海洋生物学的研究发展到新的阶段。 如英、 日学者利用生物工程技术研制出控制海洋鱼苗性别的方法； 美国发射海洋卫星调查海洋鱼群的数量和种类变化等。 该阶段的特点是： 海洋生物学研究出现了大综合趋势， 海洋生态系研究兴起。 如对珊瑚礁生态系、 上升流生态系的研究。 实验生物学研究大力开展， 并与生产实

7、践密切联系 ,进行水产增养殖研究 , “海洋水产生产农牧化 ” 已成为重要的发展方向。据统计，中国海藻养殖 1983 年年产 150多万吨（鲜品） ,日本约为 50 多万吨；中国对虾养殖产量 1984 年已达 2 万吨 ,大大超过了同年的捕捞产量。向深海 和远洋两个方向发展。研究深海和远洋生物的生命活动、 代谢规律和演变及其资源， 如对南大洋磷虾资源的调查和利用；美国等国学者在深海海底， 发现独特的化能自养的细菌和动物等组成的海底热泉生物群落， 它们组成了一个与陆地、 淡水以及绝大部分海域迥然不同的物质循环和生态系统。海洋生物药物研究兴起。自 50 年代后期在柳珊瑚中发现有价值的药用成分后，

8、沿海各国纷纷从海洋生物中寻找药物， 目前已知的海洋药用生物已有一千多种。中国对海洋生物的科学研究始于 20 世纪 20 年代，以后曾活跃一阵。 30 年代初在厦门组织了全国性的 “ 中华海产生物学会 ” ， 30 年代中期海洋生物研究中心逐渐转移到青岛。 30 年代后期至 40 年代， 中国海洋生物研究基本处于停顿状态。50 年代及其以后，在中国科学院、教育部、国家水产局和海洋局系统以及一些省市，先后建立了海洋生物的研究机构，开展了全国性的海洋调查、渔场调查、海洋水产养殖和栽培， 以及实验生物学和海洋生物学基础理论的研究， 取得了许多较高水平的成果。3.海洋生物学 - 研究内容海洋生物学研究的

9、内容极为丰富， 且随着海洋调查手段和开发技术的改进而不断地发展。可以说生物学的各个领域 分类、形态、区系分布、生态、生理、生化、 遗传等， 在海洋生物学中均有相应的发展。 但研究程度相差甚远， 目前海洋生态的研究较为成熟，已形成海洋生态学。分类学：以界、门、纲、目、科、属、种系统研究各种海洋生物的资源和进化系统形态学： 研究海洋生物外部和内部形态的特征及其规律， 是海洋生物学和海洋生态学研究必不可少的一部分。海洋与陆地相比具有很大的特殊性， 尤其是深海的强大压力和黑暗无光， 使海洋动物、细菌等在外部和内部形态上的多样性和特殊性十分明显。这些特征和规律是无法从研究陆栖生物中得到的。食物是生态学最

10、研究，也是海洋 生态学 的重要研究内容。海洋生物生理、 生化和遗传研究： 分别研究海洋生物机体各部分的生理机能，化学组成和代谢，遗传特性，及其变化规律。由于人类对海洋资源的需求激增，海洋生物在经济上、科学上的价值也愈益重要，因而这些方面的研究都已有不同程度的进展。生物海洋学：研究生物作为海洋组成部分而产生的各种海洋现象，如海洋浮游生物的 “ 昼夜垂直移动 ” 等现象在时间和空间上分布的特征。 这是海洋生物学所特有的一个分支学科， 近年来发展较快。4.个人思考：海洋生物学的研究意义？4.1.海洋生物学 -科技生态价值4.1.1 .海洋是生命的发源地， 地球上生命 30 多亿年的发展史， 其中 8

11、5以上的时间是完全在海洋中度过的。要研究生命的起源和演化问题，离不开海洋生物学的工作。4.1.2. 海洋中生物门类，主要是动物门类的多样性远远超过陆地和淡水，其中许多门类的动物只能生活在海洋中。要了解整个生物的分类系统及其演化过程，必须研究海洋生物学。4.1.3. 海洋占地球表面面积的 71，又是众多工业废料的汇集地，海洋生态学的研究不但有利于保护生物的生存环境，而且直接关系到海洋生物资源的开发和利用。4.1.4. 海洋生物具有一些特有的生理机能和生化特点，如海洋鱼类和哺乳类的游泳能力、回声定位和体温的调节，已成为仿生学的重要研究内容。4.2.海洋生物学 - 经济价值4.2.1. 药学方面：

12、近十几年来 ,我国海洋药物的研究工作不断向广度和深度发展 ,发现了数百种新化合物 ,开发了数种海洋新药 ,有些已达国际先进水平。 近年来 ,我国政府和少数地方政府对中国海洋药物事业高度重视 ,正在开展“科技兴海技术”的海洋药物专题研究 ,尤其是各种基金给予大力资助 ,以海洋药物为中心的专业化药业逐渐形成。目前，已从海洋生物体中提炼出各种酶和激素、多肽类、多糖类、脂酸等，制作神经毒素、麻醉剂、止血剂、降压剂、抗生物质、抗菌素、抗癌物质等药物。珍珠、红珊瑚、角珊瑚等海洋生物，是名贵的装饰品和工艺原料。 红树林和海草具有护堤防浪等作用， 它们的生长区是理想的海洋水产生产农牧化的基地。不少海洋生物还具

13、有观赏的价值。 也有一些海洋生物对人类是有害的，如船蛆、海筍、蛀木水虱等海洋钻孔生物，贻贝、牡蛎、藤壶等海洋污着生物。海洋生物学4.2.2. 食品方面：在国民经济建设中，海洋生物学也占有重要地位。海洋生物是人类食品的重要来源， 现可供食用的海洋藻类已达近百种， 如海带、 紫菜； 可供食用的海洋动物则更多， 目前全世界所消耗的动物蛋白质 （包括饲料用的鱼粉） ,约有 12.5 20 (鲜品计算 )来自海洋。 海洋生物是工农业和药物原料， 如由海藻中提取的琼胶、卡拉胶、褐藻胶已分别用于食品、酿造、涂料、纺织、造纸和印刷工业。4.2.3. 旅游观赏方面：最近兴起的观赏鱼，观赏鱼事业包括观赏鱼育种、养

14、殖、观赏鱼鱼病研究及鱼药开发、 观赏鱼经营、 观赏鱼水族馆及水族器材、 旅游观光等， 都可创造较好的经济效益。 其主要价值体现在它能陶冶情操， 有益身心健康，还能美化环境，贴近自然，增添生活乐趣。水生观赏动物与水草、石、木、珊瑚等组成的华丽水族箱，无疑是大自然精美的微缩景观5奇特的海洋生物：5.1.鹦鹉螺：鹦鹉螺的贝壳很美丽， 构造也颇具特色。 这种石灰质的外壳大而厚， 左右对称，沿一个平面作背腹旋转，呈螺旋形。贝壳外表光滑，灰白色，后方间杂着许多橙红色的波纹状。 壳有两层物质组成， 外层是磁质层， 内层是富有光泽的珍珠层。壳的内腔由隔层分为 30 多个壳室，动物藏身于最后一个隔壁的前边，即被

15、称为 “ 住室 ” 的最大壳室中。 其他各层由于充满气体均称为 “ 气室 ” 。 每一隔层凹面向着壳口， 中央有一个不大的圆孔， 被体后引出的索状物穿过， 彼此之间以此相联系。 被截剖的鹦鹉螺， 像是旋转的楼梯， 又像一条百褶裙， 一个个隔间由小到大顺势旋开， 它决定了鹦鹉螺的沉浮， 这正是开启潜艇构想的钥匙， 世界上第一艘蓄电池潜艇和第一艘核潜艇因此被命名为 “ 鹦鹉螺号 ” 。更神奇的是鹦鹉螺作为一种低等生物居然有大脑，且鹦鹉螺还被誉为一种“活化石” 。5.2.吸血鬼乌贼：又叫幽灵蛸， 分类： 头足纲、 幽灵蛸目。 大小： 大约 6 英寸 (15.2 厘米 )。 栖息范围：热带和温带海洋。

16、栖息深度： 1,800-3,500 英尺 (548.6-1066.8 米 ) 幽灵蛸是一种发光的生物， 身体上覆盖着发光器官， 这使得它们能随心所欲地把自己点亮和熄灭， 当它熄灭发光器时， 它在自己所生存的黑暗环境中就完全不可见。和多数的乌贼、鱿鱼、章鱼不同，幽灵蛸没有墨囊。它们的 “ 手臂 ” 上长着尖牙一样的钉子，由此使它们在英文中得名 “ 吸血鬼鱿鱼 ” 。有一对 “ 手臂 ” 变化成可以延展的细状体， 可以拉长到这种动物身体两倍的长度， 它们就是利用这对伸缩自如的触手同其它短些的触手合作， 一起来捕捉猎物。 遇到危险的时候， 幽灵蛸就把触手全部翻起盖在身上， 形成一个带钉子的保护网。 就胶冻状的生物而言， 幽灵蛸游泳的速度是非常地快， 最快每秒可以达到两个身长， 而且可以在启动后 5 秒内达到这个速度。 如果危险就在眼前， 它能连续来几个急转弯来摆脱敌人。它们的鳍可以帮助游泳，就象企鹅和海龟所做的那样来划水。 1000 米左右的深度是它们适宜生活的地方，但