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海洋生物探秘(一)

来源:发布时间:2016-06-01 15:51:00编辑:团委
 

蔚蓝的大海,金色的沙滩,海天交接处低飞的海鸥……海洋是一望无垠的,海洋是气势磅礴,海洋是胸怀博大的……这些都是文人笔下的海洋;在科学家的眼里,海洋是地球生命的摇篮,占地球面积的70.8%的海洋中,海洋生物有二十多万种,占地球生物总量的87%

海洋的特殊环境,造就了很多不同于陆地生物的罕见物种。

那么,海洋生物有哪些特点呢?

海洋生物生活环境与陆生生物迥然不同:海洋生物生活的环境有一定的水压、高盐度、小温差、有限的溶解氧、有限的光照及化学缓冲海水体系等。海洋生物的次生代谢产物较陆生生物独特新颖:在新陈代谢、生存繁殖方式、适应机制方面具有显著特性。海洋生物的化合物结构独特、生物活性多样。另外海洋生物的药用价值高:这对开展海洋药物研究具有重要的理论意义与实际应用价值。

为什么说海洋是生命的摇篮呢?

一、海洋与生命

海洋在生命的形成过程中起到了举足轻重的作用。科学研究表明,生命起源的基本条件有三:一是原始大气,它是生命化学演化的最初舞台;二是能源,它是生命化学演化的催化剂;三是原始海洋,它为生命的演化提供了活动场所。

在生命发生与发展的进程中,从无机物到有机物,从无生命物质到有生命物质,从单细胞生物演化到千姿百态的高级动物……这是一组富有创造性而又奇妙无比的交响曲。

但是,无论现今的生命已经进化到怎样高级的程度,它们生命的演化最初、最关键的几步都是在原始海洋里进行的,没有海洋,就没有生命。

40多亿年前,地球上已经有了海洋和大气,然而那时还没有生命,只是在原始星际的云状物中,存在着像碳、氢、氮等各种最简单的元素,后来出现了氧。生命的出现首先经历了漫长的化学过程。这些无机物质(元素)经过一番复杂的化合,产生了一种有机物质,这就是生命最原始的胚种。

由于当时地球上气候恶劣,时而倾盆大雨,时而赤日炎炎,山崩地裂,飞沙走石,而且还要遭到大量紫外线和宇宙射线的袭击,因此,原始的生命是无法在陆地表面生存的,最后,它们明智地选择了海洋,尽管它们还没有思维。

这些有机物质汇聚到汪洋大海之中,扮演了古代海洋里的重要角色,因而,有人说那时候的海,是一个溶各种各样有机物的“肉汤般的海”。它们在混浊的海水中,互相碰撞、聚合,终于形成了原始蛋白质分子。经过若干亿年的不断演变,大约在 30 多亿年前,它们的功能愈加复杂,结构更加完善,形成了组成现代细胞的两大物质——蛋白质和核酸。

这些蛋白质和核酸构成的小颗粒,在海洋里生长着,它们吸收着阳光和营养,并且分裂着自己的身体,把自己变成 2 个、4 个、8 个……一代一代传下去,又经过了亿万年,才诞生了细菌。这是生命起源和发展过程中的一个较高级阶段,是生命漫长演变历史中的一次飞跃。   

感谢太阳送来了光线和温暖,生命在它的照耀下,哺育在海洋的摇篮里。约 30 亿年前,海洋里又出现了一种蓝绿色的生命——蓝绿藻,这些原始的藻类含有光合色素,在阳光的爱抚下,用阳光作能源,把水、二氧化碳和其他盐类合成为糖、淀粉和蛋白质等有机物,就像一座座精致的有机合成化工厂,从而使生命的链条一环一环地被连接起来了。

这条“生命之链”又是怎样连接的呢?原来,生命本身在地球发展的过程中都留下了自己的踪影,那些曾经生存过的生命,在它们死后有些遗体幸运地封闭在淤泥里,后来淤泥又被挤压成岩石;古老的海底在地壳的变动时又上升为陆地和高山,那些保存下来的尸体也就以“化石”的模样展现在科学家的实验室里和显微镜下,使人们能够了解和推知亿万年里海洋生命的活动情况。

据研究发现,在距今 5 亿多年前,海洋里的原生动物就已经是十分活跃的“居民”了。这些原生动物有独立活动的本领,有刺激感应,它们能伸出一些树枝状的“小脚”,捕捉食物或改变自己“行走”的路线。到了 2 亿年前,海洋已是一个繁忙的世界,生命在它的怀抱里不断进化着。

大约在距今 4 亿年前,蓝绿藻首先登陆,以后又有裸蕨植物、蕨类植物、裸子植物和被子植物相继出现。由于这些植物的出现,给昔日荒山秃岭的大地披上了绿装,使各种微生物和昆虫找到了活动的场所。在距今 4 亿年前,海洋里还出现了一种无颚鱼,说起来,它还是人类的老祖宗呢!它们经过上万年的繁衍,成为海洋的主人,以后,不管地球上发生什么样的剧烈变化,总有一些无颚鱼的后代适应了已改变的生活环境,变换着自己的身体结构。到距今 3 亿年左右,这些无颚鱼越过潮间带爬上了陆地,成为既可在陆地,又可回到海洋里生存的两栖动物。随着陆地上氧气的增加,生物用来呼吸的肺也变得更加完善。顽强的生命抵御着来自各方面的侵袭,它们终于度过了两栖阶段,脱离了海洋。

到了 23 亿年前的中生代,爬行动物开始大量繁殖,至 18 亿年前的一段时间,地球可以叫做爬行动物时代,此间,又出现了许多哺乳动物,又过了 1 亿多年,哺乳动物才成为陆地上的统治者,此外,鸟类也由另一支原始爬行动物演化而成,这些都为更高等生物的出现提供了适宜的条件。

在距今 800 万年前,地球上出现了人类的祖先——古猿,继后又出现了南猿和猿人。这些人类的远古祖先,为了生存下来,向自然界不间断地索取食物,从采集野果到捕捉小虫,从野外打猎到驯养培植动物,经过不断的劳动,使脑和肌肉更加发达与健全,从而进化成为生物界和自然界的主人。

从生命的起源,到动植物的形成和登陆,直至人类的出现,海洋在生物进化的历史上有着不可磨灭的功绩,这是因为海洋具备了生命生存和发展的必要条件。海水里溶解着各种各样的营养物质,如碳酸盐、硝酸盐、磷酸盐和氧等,为生命提供了丰富的养料。海洋把那些原始生命拥抱在自己的怀里,充足的海水使这些生命可以进行新陈代谢,直到如今,水也一直是生物的“命根子”。海洋还可以把阳光遮住,使得生命在它的怀抱中免受阳光的杀伤;海水还吸收了阳光,使表层变得温暖,以免它怀中的“婴儿”被冻死。海流和潮汐的运动,还有助于生命种类的分布和种群的繁衍。

总之,海洋是生命的真正摇篮,是一切生物进化的发源地,所以说,海洋是万物之母。

二、海洋生物的种类

海洋生物是指海洋里的各种生物,包括海洋动物、海洋植物、微生物及病毒等,其中海洋动物包括无脊椎动物和脊椎动物。无脊椎动物包括各种螺类和贝类。有脊椎动物包括各种鱼类和大型海洋动物,如鲸鱼,鲨鱼等。

海洋生物按分类系统又分为海洋原核生物界、海洋原生生物界、海洋真菌界、海洋植物界和海洋动物界;而按其生活方式则可分为底栖生物、浮游生物、游泳生物和寄生生物。

海洋动物分布非常广泛,海洋无脊椎动物种类数目最多,占海洋动物的绝大部分,它们的门类主要有:海洋中的原生动物、海绵动物、腔肠动物、扁形动物、环节动物、软体动物、节肢动物、棘皮动物等。

海洋脊椎动物的种类数目比海洋无脊椎动物少,但却代表着海洋生物进化的水平。它包括海洋中的鱼类、爬行类、鸟类和哺乳类动物。海洋鱼类如鲨鱼、海鳗等;海洋爬行类如海龟、青环海蛇等;海洋鸟类如海鸭、海鸥等;海洋哺乳类动物如海豚、鲸、海獭等。

1.世界海洋生物种类

海洋里到底有多少种生物?

一项综合全球海域数据的调查报告出炉了。目前已经登录的海洋鱼类有15304种,最终预计海洋鱼类大约有2万种。而目前已知的海洋生物有21万种,预计实际的数量则在这个数字的10倍以上,即210万种。   

科学家目前正在进行一个叫做“海洋生物普查”的计划,预计要花上10年时间,至少需要花10亿美元的经费,共有来自53个国家的300多位科学家参与到这个史无前例的计划中来,让世界每一个角落的海洋科学家可以一起合作。

2000年开始,平均每星期就有3个新的海洋物种被发现。根据这个研究计划的估计,大约还有5000种海洋鱼类以及成千上万种其他各式各样的海洋生物还没被发现。

2.我国海洋生物种类

我国海岸线长1.8万多公里,海域面积约500万平方公里。

经过几十年来海洋科技工作者的调查研究,已在我国管辖海域记录到了20278种海洋生物。这些海洋生物隶属于5个生物界、44个生物门。其中动物界的种类最多(12794种),原核生物界最少(229种)。

我国的海洋生物种类约占全世界海洋生物总种数的10%。我国海域的海洋生物,按照分布情况大致可以分为水域海洋生物和滩涂海洋生物两大类。

在水域海洋生物中,鱼类、头足类(例如我们常吃的乌贼,也叫墨鱼)和虾、蟹类是最主要的海洋生物。其中以鱼类的品种最多,数量最大,构成了水域海洋生物的主体。水域海洋生物种数的分布趋势是南多北少,即南海的种类较多,而黄海、渤海的种类较少。

三、海洋生物的用途

1.食品方面:动物蛋白的源泉

全球海洋总的渔获量,已经成为世界上动物蛋白的最大源泉,来自海洋的动物蛋白占人类所需动物蛋白的20%左右。海洋生物富含易于消化的蛋白质和氨基酸。食物蛋白的营养价值主要取决于氨基酸的组成,海洋中鱼、贝、虾、蟹等生物蛋白质含量丰富,富含人体所必需的9种氨基酸,尤其是赖氨酸含量更比植物性食物高出许多,且易于被人体吸收。

2.药物设计:生物活性物质宝库

20世纪60年代以来,已从海洋生物中分离得到6000余种结构明确的化合物,且其中有近3000种具有一定的生理活性。这些活性独特化合物的结构,给药物学家提供了难得的药物设计分子模型,启迪着他们的药物设计思维。

3.新材料领域

利用海洋生物各种特性和能力,合成和生产其他新材料。

例如美国科学家正在研究把银胶菊基因转移到海藻,企图利用蓝藻大量生产天然橡胶;日本TDK公司从1988年起与东京农业研究所合作,研究从磁细菌生产超高密度的磁性记录材料。

四、海洋生物技术

随着陆地资源的减少,海洋将成为人们获取食品、医药、材料和能源的宝库,开发海洋将成为人类利用和改造自然的重点目标。

目前世界上对海洋生物技术研究最多、发展最快的国家是美国,其次为日本。我国在海洋生物学方面过去已做了大量的工作。经过大家的共同努力,现在应经在很多方面都取得了一系列令人瞩目的成就。

1.转基因技术:超级鱼和抗冻鱼

世界上第一个转基因的鱼,就是把人的一种生长基因从人的细胞里提取出来,移植到鱼的DNA中去。这种转基因的鱼的个体比一般同类鱼要大得多,所以称为“超级鱼”。这项技术是由中国科学院水生所首次使用的,1991年美国科学界公开承认了这项生物技术。

“抗冻鱼”也是转基因技术的一项成功运用。

2.海藻类的改造:克隆藻类

人们已成功地从紫菜和海带中,成功分离出原生质,并进行培养,进行了细胞融合技术的研究。同时,人们还发现大型海藻类的质粒,这为开发藻类基因工程奠定了基础。另外,人们还进行核酸分子杂交和序列测定,并广泛用来研究藻类的系统发生、亲缘关系和地理分布等。

3.海洋微生物技术研究:超级细菌

近些年来,有关降解石油的“超级细菌”的研究,成为当今海洋微生物学研究的“热点”之一。研究表明,随着细菌中某些烃降解质粒的发现,和分子技术的不断发展,使构建消除石油污染的“超级细菌”成为可能。

五、海洋生物的危机

德国著名作家格林,曾写了一篇脍炙人口的童话故事:渔夫和他的妻子。

从前有一个渔夫和他的妻子住在海边的破船里,渔夫每天钓鱼。一天,他钓到一条很大的比目鱼,比目鱼向他说:“渔夫,请你饶了我吧!我是一个被施了魔术的王子。”富有同情心的渔夫,把比目鱼放回到大海。

回家后,渔夫把事情给妻子讲了。妻子非常不高兴,要渔夫去海边,向比目鱼要一间草棚。渔夫到了海边,叫着比目鱼。比目鱼游到海面,听了渔夫的请求,满足了他的愿望。渔夫和他的妻子得到了一间草棚,再也不住破船了。

一星期后,渔夫的妻子嫌草棚小,想要一间石头造的大宫殿,比目鱼满足了他们的愿望。第二天,渔夫的妻子提出要当国王。渔夫再一次请求比目鱼,比目鱼仍满足了她的愿望。

可是,渔夫的妻子当国王还不到一天的时间,已经感到苦闷,想当皇帝。

比目鱼还是满足了她的愿望。渔夫的妻子当皇帝后,又要做教皇;做了教皇后,又想成为上帝。渔夫一次一次被逼迫着去请求比目鱼。可是,这一次他跪在妻子面前,说:“啊,太太,比目鱼只能叫人做皇帝和教皇;我请你要知足,只做教皇算了吧!”渔夫的妻子非常生气,踢了渔夫一脚,强迫着他去请求比目鱼。

这一次,比目鱼对渔夫说:“你回去吧!她又住在破船里面了。

于是,他们就在破船里一直住到今天。

这个故事告诉了我们一个道理:贪婪的欲望会使你一无所有。

海洋是个聚宝盆,它赋予人类食物、能源、矿物等财富。但是如果人类像渔夫的妻子一样,贪婪无知地索取和破坏,超过海洋容忍的限度,那就会受到自然的报复。

近年来,随着人口的不断增多,陆地空间、资源渐渐无法满足人类的需要。为了长期的生存和发展,我们更加的需要海洋。但事实却无比严峻和残酷的摆在了眼前。

本应是我们最亲密无间的伙伴的海洋生物以及他们所处的环境都接连遭受到了人类无休止的破坏。海洋环境的污染,海洋生态平衡的破坏,生物品种的日益减少,在一步步威胁着人们的健康。

一个由著名的海洋生物学家组成的调查小组宣布,全球海洋生物的疾病正不断增多。气候变暖、环境污染和海上养殖等人类活动,导致病毒和寄生虫大规模蔓延,未来海洋生物的多样性面临严重威胁。 

油船泄漏,殃及“池鱼”

石油及其产品大量排向海洋,使海洋的自我调节能力严重下降,加之大量的工业废水,多种重金属的无节制排放,极有可能破坏海洋生物的栖息环境,影响其生存。海洋是一个大的生态系统,他的抵抗力稳定性相对较强,然而恢复力稳定性相对就较弱,也就是说一旦海洋生态平衡遭到严重的破坏,无论是海洋自己还是我们人类都是很难将其修复的。

近年来,随着全球经济的发展,通过海上运输的原油量急剧增加,油轮遭遇海难受损导致原油泄漏的事故也频频发生。

 “纳土纳海”号油轮在新加坡海峡的印尼海域搁浅,部分油舱受损,造成7000吨原油泄漏;“波罗的海”号油轮在丹麦东南部海域与一艘货轮相撞,泄漏原油约2700吨。这起事故发生在丹麦的一个海鸟自然保护区。因此,受害最大的是栖息在这里的上万只海鸟。

垃圾填海,人祸猛于虎

在地中海沿岸,居住着1.3亿人,每年夏天还有1亿游客到这里来。他们所丢弃的垃圾及废物的80%(每年超过5亿吨),都不加任何处理地排入了大海。联合国环境规划署称,陆地上的人类活动造成每年大约6万吨清洁剂、100吨水银、3800吨铅和3600吨磷酸盐等化学物质排入地中海。

这些我们生活的各种污染物、垃圾和化学物质,已经把人类最大的环境——海洋深深地污染了,使得海水在一定程度上变成了“毒水”。 这类污染物通过直接或间接的途径进入人体,会导致生殖系统、呼吸系统、神经系统等人体器官中毒、癌变或畸形,最后造成死亡。 一个多么震惊和令人发指的现实,我们的健康正在遭受着我们自己的威胁。

海洋生物,弱不禁风

仅仅在30年前,科学家们还认为,海洋是浩瀚无垠的,所以相对来说不会受人类的影响。但是,最近的证据表明,海洋已变得同陆地环境一样脆弱。 

一些最著名的海洋研究学家强调,近年来,一系列令人不安的报告显示,传染病对海洋生物的威胁不断增加。这些传染病导致鱼类、海洋哺乳动物、珊瑚礁和海水植物的大量死亡。他们列举了1938年以来34起大批生物死亡的例子,说明10%以上的海洋生物已经灭绝。而且除了其中的7起外,其余大批生物死亡事件都发生在过去20年间。

大肆捕杀,物种濒危

人类对海洋生物的过度捕捞已经威胁到了很多物种的繁衍,也威胁到了自然界物种及基因的多样性保护。抹香鲸只是一个显著的例子,抹香鲸巨大头部骨腔内含有大量鲸脑油经加工成为白色无臭成结晶体称鲸蜡,是很好工业原料,可制蜡烛、肥皂、医药和化妆品,亦可提炼高级润滑油。体油、脑油和龙涎香是其身上的三大宝物,具有很高的经济价值。然而,大量的捕杀已经使这一珍贵的物种濒临着灭绝,现在数量极其稀少,已成为了濒危物种。

交叉感染,令人担忧

海洋生物感染的灾难是毁灭性的。80年代,一种神秘的病原体的突然蔓延,差不多彻底毁灭了加勒比海域一种常见的海胆。科学家们形容这种海胆是“基本的食草动物”,它的濒临灭绝导致这个地区的珊瑚礁被海藻植物所替代。与此同时,其他一些不知名的传染物质还毁灭了这个地区最常见的一些其他海洋生物,尤其是佛罗里达湾4000公顷的泰莱藻。 

人类影响直接造成海洋物种交叉感染的问题更令人担忧。比如,西伯利亚贝加尔湖中稀有的淡水海豹受到犬热病毒的感染。又如,海洋扇形珊瑚受到土壤中真菌的感染。这说明陆地—海洋的自然屏障正在被打破,海水升温及化学污染使海洋生物对传染病的抵抗力大大下降。

六、海洋生态环境的保护

海洋是生命的诞生地,人类的故乡,海洋和人类声声不息的繁衍紧密的联系在一起,它哺育我们长大,它付出了它的全部“爱”。 有多少人还未意识到,海洋不仅是人类生命的摇篮,而且是地球母亲留给子女的最后财富了······

现在,海洋的“健康”受到损害,我们人类有责任保护它,在 1982年,第三次海洋法会议上,通过了“联合国海洋法公约”,强化以预防为主的海洋环境保护。因为海洋生物资源及其环境的保护对地球生态环境、对地球人类的健康、包括对全球经济的健康快速稳步发展都有着至关重要的作用。

海洋污染的特点是,污染源多、持续性强,扩散范围广,难以控制。这些特点造成了控制和减少污染的难度。目前海洋保护的主要目标是保护海洋生物资源,使之不致衰竭,以供人类永续利用。特别要优先保护那些有价值和濒临灭绝危险的海洋生物。

防止海洋污染的措施主要有:海洋开发与环境保护协调发展,既要发展,更要保护,不能为了经济建设而胡乱破坏海洋环境;同时,立足于对污染源的治理,对已造成的破坏,加大力度和范围进行及时有效的治理;对海洋环境深入开展科学研究,争取找到更好的恢复其功能和运作的办法,开发更多的能源,获取更多不破坏环境便可利用海洋资源为人类服务的办法;健全环境保护法制,加强监测监视和管理,严惩那些不惜代价破坏了海洋生态平衡的人们;建立海上消除污染的组织,时时监督,适时控制;宣传教育,增强全民的环保意识;加强国际合作,吸取先进的技术和思想,同国际上的先进组织共同保护海洋环境。

海洋生物资源孕育着我们生生不息的生命,为我们提供源源不断的营养和食物来源,为我们的生活带来了各种各样的便利和惊喜,为我们的国家提供了经济发展的基础和动力保障。为了经济的可持续发展和子孙儿女的繁衍生息,让我们共同努力,保护我们生命的摇篮,保护海洋生物和人类共同的家园。

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