1. 海洋細(xì)菌的數(shù)量分布特點
海洋食物鏈marinefoodchain 在海洋生物群落中,從植物、細(xì)菌或有機物開始,經(jīng)植食性動物至各級肉食性動物,,依次形成攝食者與被食者的營養(yǎng)關(guān)系稱為食物鏈,,亦稱為“營養(yǎng)鏈”,。食物網(wǎng)是食物鏈的擴大與復(fù)雜化,,它表示在各種生物的營養(yǎng)層次多變情況下,,形成的錯綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)狀營養(yǎng)關(guān)系,。物質(zhì)和能量經(jīng)過海洋食物鏈和食物網(wǎng)的各個環(huán)節(jié)所進行的轉(zhuǎn)換與流動,,是海洋生態(tài)系中物質(zhì)循環(huán)和能量流動的一個基本過程,。 營養(yǎng)層次海洋浮游植物和底棲植物是最主要的初級生產(chǎn)者。它們?yōu)橹彩承詣游?,如鉤蝦(Gammarus),、哲水蚤(Calanus)等浮游甲殼動物,蛤仔(Ruditapes)、鮑(Haliotis)等軟體動物,,鯔(Muilcephalus),、遮目魚(Chanos)等魚類,提供食料,。植食性動物為一級肉食性動物所食,,如海蜇(Rhopilema)、箭蟲(Saitta),、海星,、對蝦(Penaeus)、許多魚類,、須鯨(Balaenoptera)等,。一級肉食性動物又為二級肉食性動物(大型魚類和大型無脊椎動物)所食。隨后,,它們再被三級肉食性動物(兇猛魚類和哺乳動物)所食,。依此構(gòu)成食物鏈,食物鏈中的各個生物類群層次,,叫做營養(yǎng)層次,。 類別海洋中的初級生產(chǎn)者——海洋植物,很大部分不是直接被植食性動物所食用,,而是死亡后被細(xì)菌分解為碎屑,,然后再為某些動物所利用。因此,,如同在陸地上和淡水中的情況,,在海洋生態(tài)系中也存在著相互平行、相互轉(zhuǎn)化的兩類基本食物鏈:一類是以浮游植物和底棲植物為起點的植食食物鏈,,另一類是以碎屑為起點的碎屑食物鏈,。 海洋中無生命的有機物質(zhì)除以碎屑形式存在外,還有大量的溶解有機物,,其數(shù)量比碎屑有機物還要多好幾倍,。它們在一定條件下可形成聚集物,成為碎屑有機物,,而為某些動物所利用,。所以,在海洋生態(tài)系的物質(zhì)循環(huán)和能量流動中,,碎屑食物鏈的作用不一定低于植食食物鏈,。 此外,在海域中還存在一條腐食食物鏈,。它以營腐生生活的細(xì)菌和以化學(xué)能合成的細(xì)菌為起點,,在海洋生態(tài)系中也有一定的作用。 特點海洋食物鏈較長,經(jīng)常達(dá)到4~5級,。而陸生食物鏈通常僅有2~3級,,很少達(dá)到4~5級。海洋食物鏈的許多環(huán)節(jié)是可逆的,、多分枝的,,加上碎屑食物鏈、植食食物鏈和腐食食物鏈相互交錯,,網(wǎng)絡(luò)狀的營養(yǎng)關(guān)系比陸地的更多樣,、更復(fù)雜。因此,,在海洋中用食物網(wǎng)更能確切表達(dá)海洋生物之間的營養(yǎng)關(guān)系,。 物質(zhì)和能量的傳遞食物鏈只表示有機物質(zhì)和能量從一種生物傳遞到另一種生物中的轉(zhuǎn)移與流動方向,而不表示每一營養(yǎng)層次所需的有機物和能量的數(shù)量(即生物量和熱量),。這些量的大小須視不同攝食者對所攝食食物的實際利用效率,,或者說依被食者向攝食者的轉(zhuǎn)換效率而定。從圖[食物鏈轉(zhuǎn)換效率示意圖]中可以看出磷蝦為所食時轉(zhuǎn)換效率接近10%,,為所食時為7%左右,,而為鮐所食時則為4%左右。這說明同一種餌料由于攝食者不同,,轉(zhuǎn)換效率也不同,。其次,鮐攝食磷蝦的效率為4%左右,,若中間經(jīng)過的環(huán)節(jié),,按磷蝦→→鮐這一條食物鏈流動的情形幾乎約低半個以上的數(shù)量級。 可見食物鏈每升高一個層次,,有機物質(zhì)和能量就要有很大的損失,。食物鏈的層次越多,總體效率就越低,。因此,從初級生產(chǎn)者浮游植物,、底棲植物或碎屑算起,處于食物鏈層次越高的動物,其相對數(shù)量越少,;相反,,處于食物鏈層次越低的動物,其相對數(shù)量越多,。這便構(gòu)成了生物量金字塔和能量金字塔。 食物網(wǎng)在自然界中,,一種生物往往攝食多種生物,,而它本身也為多種生物所食。因而每種生物在一個海域中是處于不同食物鏈的不同環(huán)節(jié),或者說處于不同的營養(yǎng)層次之中,。這樣,,整個海域中各種生物彼此之間的食物關(guān)系,就成了一個錯綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。事實上,同一種魚也依其發(fā)育生長階段,、季節(jié)和所在海域的不同,,其餌料也各異,因而食物網(wǎng)的結(jié)構(gòu)是可變的
2. 海洋細(xì)菌的種類
一,、海洋生物種類
我國管轄海域已記錄到了20278 種海洋生物,。這些海洋生物隸屬于5個生物界、44個生物門,。其中動物界的種類最多(12794種),,原核生物界最少(229種)。
全球海域數(shù)據(jù)的調(diào)查報告中提出,,已經(jīng)登錄的海洋魚類有15304種,,最終預(yù)計海洋魚類大約有2萬種。而已知的海洋生物有21萬種,,預(yù)計實際的數(shù)量則在這個數(shù)字的10倍以上,,即210萬種。
二,、海洋生物包括海洋動物,、海洋植物、微生物及病毒等,,其中海洋動物包括無脊椎動物和脊椎動物,。
1、海洋動物
海洋動物是海洋中異養(yǎng)型生物的總稱,。海洋是重要的生命支持系統(tǒng),,海洋動物是生物界重要的組成部分。門類繁多,,各門類的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理特點可以有很大差異,。微小的有單細(xì)胞原生動物,大的有長可超過30米,、重可超過190 噸的鯨類,。從海面上至海底,從岸邊或潮間帶至最深的海溝底,,都有海洋動物,。
2、海洋植物
海洋植物是海洋中利用葉綠素進行光合作用以生產(chǎn)有機物的自養(yǎng)型生物,。海洋植物屬于初級生產(chǎn)者,。海洋植物門類甚多,,從低等的無真細(xì)胞核藻類(即原核細(xì)胞的藍(lán)藻門和原綠藻門),到具有真細(xì)胞核(即真核細(xì)胞)的紅藻門,、褐藻門和綠藻門,,及至高等的種子植物等13個門,共 1萬多種,。
3,、海洋微生物及病毒
海洋微生物來自(或分離自)海洋環(huán)境,其正常生長需要海水,,并可在寡營養(yǎng),、低溫條件(或高壓、高溫,、高鹽等極端環(huán)境)下長期存活并能持續(xù)繁殖子代的微生物均可稱為海洋微生物,。海洋微生物主要包括真核微生物(真菌、藻類和原蟲),、原核微生物(海洋細(xì)菌,、海洋放線菌和海洋藍(lán)細(xì)菌等)和無細(xì)胞生物 (病毒)。
3. 海洋細(xì)菌的作用
主要包括原核微生物(如細(xì)菌),、真核微生物(如真菌,、藻類和原蟲)和無細(xì)胞生物(如病毒)三大類.微生物體積小,結(jié)構(gòu)簡單,生長迅速,適應(yīng)性強,無論是寒冷的冰川還是酷熱的溫泉,無論是高聳的山頂還是漆黑的海底,到處都能發(fā)現(xiàn)它們的蹤跡.迄今為止,人類發(fā)現(xiàn)的微生物大約有150多萬種,除了72000種存在于陸地外,其余都存在于海洋之中.
4. 海洋細(xì)菌一般具有哪些特點
海洋浮游病毒最重要的成分是噬菌體。
海洋病毒是一種具有超顯微海洋環(huán)境的微生物,,只含有一種類型的核酸(DNA或RNA)和寄生在專業(yè)活細(xì)胞中的非細(xì)胞形態(tài),。它們可以通過細(xì)菌過濾器,在活細(xì)胞外具有一般的化學(xué)大分子特征,,進入宿主細(xì)胞時具有生命特征,。
海洋浮游病毒最重要的成分是噬菌體。海洋病毒種類繁多,,有形態(tài)多樣性和遺傳多樣性,。海洋病毒在海水中的密度分布是近岸高,遠(yuǎn)岸低,。大部分在海洋透光帶,,隨著海水深度的增加逐漸減少,在靠近海底的水層中有再次上升的趨勢,,其密度有時達(dá)到10 6 ~ 10 9個病毒顆粒(VPS)/ml,。比細(xì)菌密度高5~10倍。
海洋中的病毒可以感染多種海洋生物,。海洋噬菌體裂解死亡占外來細(xì)菌死亡率的60%,;重要的海洋初級生產(chǎn)者,如海洋藍(lán)細(xì)菌和海洋真核生物也可能被海洋病毒感染,。病毒也能破解某些種類的浮游動物,。眾所周知,,病毒的感染給養(yǎng)殖業(yè)造成了巨大的損失。
自1993年以來,,我國對蝦養(yǎng)殖區(qū)幾乎普遍發(fā)生了一種危害極大的桿狀病毒[白斑綜合癥桿狀病毒(WSSV)]。一些海洋病毒可以幫助一些海洋浮游植物生長,,有利于海洋環(huán)境和人類生存,。海洋病毒在海洋生態(tài)系統(tǒng)中的作用越來越受到關(guān)注。
5. 海洋細(xì)菌研究進展
藍(lán)藻,。
距今約32億年前,,在原始海洋里,已經(jīng)出現(xiàn)了細(xì)菌和簡單藻類的單細(xì)胞生物,。
如至今還廣泛生活的藍(lán)藻,,仍然保留著當(dāng)初那種原核生物狀態(tài)。藍(lán)藻的出現(xiàn),,幾乎是一件和生命出現(xiàn)同等重要的大事,。因為它居然能夠吸收陽光,利用太陽能把溶解在海水里的化學(xué)物質(zhì)變成食物,。換句話說,,藍(lán)藻的細(xì)胞里含有葉綠素,能夠進行光合作用,,合成蛋白質(zhì),,放出氧氣。
到距今18~13億年前這一段時間里,,出現(xiàn)了有細(xì)胞核的真核生物--綠藻等,。以后接著又有了紅藻、褐藻,、金藻……,,它們組成了絢麗多彩的藻類世界。真核生物的出現(xiàn),,預(yù)示著一個熙熙攘攘的生命大繁榮時期即將到來,。
6. 海洋中細(xì)菌的分布情況是怎樣的
微生物在自然界中廣泛存在,分布形式多樣,,包括陸地,、水體、空氣,、地下水和生物體內(nèi),。以下是具體的分布情況:
1. 土壤中的微生物:土壤是微生物最為豐富的棲息地之一,其中包含大量的細(xì)菌,、真菌,、放線菌,、藍(lán)藻和古菌等。
2. 水中的微生物:水中的微生物包括浮游微生物和底棲微生物,。浮游微生物主要是細(xì)菌,、原生動物和浮游植物等,而底棲微生物主要是附著在水底質(zhì)的微生物,。
3. 空氣中的微生物:空氣中的微生物主要包括真菌和細(xì)菌,,它們可以被風(fēng)吹散,存在于各種環(huán)境中,。
4. 生物體內(nèi)的微生物:生物體內(nèi)的微生物主要包括共生菌,、內(nèi)共生菌、病原菌等,,它們可以存在于人類,、動物、植物等生物體內(nèi),。
5. 海洋中的微生物:海洋中的微生物種類繁多,,主要包括浮游細(xì)胞、底棲細(xì)胞和浮游菌等,。
綜上所述,,微生物廣泛分布于自然界中,對生態(tài)系統(tǒng)的平衡和生物多樣性的維持起著關(guān)鍵作用,。
7. 海洋生物細(xì)菌多嗎
每噸土壤中大約有四百萬種細(xì)菌,。英國研究者稱,花園中的細(xì)菌可能比地球上的所有海洋中的細(xì)菌都要多,。
他們已發(fā)現(xiàn)了一種從少量的水與土壤中估計出全球的細(xì)菌的種類的方法,。
他們推算出海洋中有兩百萬種細(xì)菌,土壤中每噸含有四百萬種,。
8. 海洋細(xì)菌的生命力非常頑強主要體現(xiàn)在哪些方面
海洋微生物為了生存,,不得不適應(yīng)復(fù)雜多變的海洋環(huán)境,因而它具備一些獨特的特性,。
1.嗜鹽性這是所有海洋微生物幾乎都具備的特點,。真正的海洋微生物要想生長,就離不開海水,。海水中含有豐富的無機鹽類和微量元素,。鈉為海洋微生物生長與代謝所必需,此外,,鉀,、鎂、鈣,、磷,、硫或其他微量元素也是某些海洋微生物維持生命必不可少的,。
2.嗜冷性海洋中大多數(shù)領(lǐng)域的溫度都在5℃以下,絕大多數(shù)海洋微生物都在低溫中生長,,如果溫度超過37℃,,就會停止生長或死亡。生活在低溫環(huán)境下且最高生長溫度不超過20℃,,最適宜溫度在15℃,,在0℃可生長繁殖的微生物,就稱為嗜冷微生物,。嗜冷菌在極地、深?;蚋呔暥鹊暮S蛑休^常見,。其細(xì)胞膜構(gòu)造具有適應(yīng)低溫的特點。那種嚴(yán)格依賴低溫才能生存的嗜冷菌對熱反應(yīng)極為敏感,,即使處于中溫也會阻礙它的生長與代謝,。
3.嗜壓性深海微生物的嗜壓性是其他微生物所不具備的。淺海的微生物通常只能忍耐較低的壓力,,而深海的嗜壓細(xì)菌則具有在高壓環(huán)境下生長的能力,能在高壓環(huán)境中保持其酶系統(tǒng)的穩(wěn)定性,。海洋中靜水壓力因水深而有所不同,,水深每增加10米,靜水壓力遞增1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,。海洋底部的靜水壓力可超過1000大氣壓,。在深海水域中,約一半以上的海洋環(huán)境處在100~1100大氣壓的壓力之中,。海洋的這種壓力使淺海和陸源細(xì)菌失去在深海中生長的機會,。
4.低營養(yǎng)性海水中所含的營養(yǎng)物質(zhì)非常稀少,部分海洋細(xì)菌要求在營養(yǎng)貧乏的培養(yǎng)基上生長,。在營養(yǎng)較豐富的培養(yǎng)基上,,有些細(xì)菌于第一次形成菌落后即迅速死亡,,有些則根本無法形成菌落,。這類海洋細(xì)菌在形成菌落過程中因其自身代謝產(chǎn)物積聚過多而中毒致死,。這種現(xiàn)象說明用常規(guī)的平板法來分離海洋微生物,,并不是一種較理想的方法,。
5.趨化性雖然海水中的營養(yǎng)物質(zhì)較稀少,但海洋環(huán)境中各種固體表面或不同性質(zhì)的界面上仍有一些豐富的營養(yǎng)物吸附積聚在上面,。絕大多數(shù)海洋細(xì)菌都有一定的運動能力,,其中某些細(xì)菌還能夠沿著某種化合物濃度梯度進行移動,這種特點就稱為趨化性,。某些靠依附在海洋植物體表生長的細(xì)菌稱為植物附生細(xì)菌,。海洋微生物附著在海洋中生物和非生物固體的表面,形成薄膜,,為其他生物的附著提供條件,進一步形成穩(wěn)定的附著生物區(qū)系,。
6.多形性通過顯微鏡觀察細(xì)菌,,有時候會發(fā)現(xiàn),在同一株細(xì)菌純培養(yǎng)中會出現(xiàn)多種形態(tài),,如球形,、橢圓形、桿狀或各種不規(guī)則形態(tài)的細(xì)胞,。這種多形現(xiàn)象在海洋革蘭氏陰性桿菌中的表現(xiàn)尤為普遍,。看來,,微生物是為了適應(yīng)復(fù)雜的海洋環(huán)境,,而逐漸形成了這種特征。
7.發(fā)光性在海洋細(xì)菌中,,具有發(fā)光特征的種類并不多,。海洋發(fā)光細(xì)菌發(fā)光強度的大小,除了種的自身特性外,,在很大程度上取決于各種外界條件的綜合作用,,如海洋環(huán)境要素、水中污染狀況等,。細(xì)菌發(fā)光現(xiàn)象對理化因子反應(yīng)敏感,,因此利用發(fā)光細(xì)菌來檢驗水域污染狀況,通常會收到不錯的效果,。
9. 海洋細(xì)菌有哪些
1.海洋微生物資源
我們知道,,海洋微生物種類繁多,其生代謝產(chǎn)物的多樣性也是陸生微生物無法與其項背的,。但能進行人工培養(yǎng)的海洋微生物只有幾千種,,還未超過總數(shù)的1%。目前為止,以分離代謝產(chǎn)物為目的而被分離培養(yǎng)的海洋微生物就少之又少,。由于微生物可以經(jīng)發(fā)酵工程大量獲得發(fā)酵產(chǎn)物,,使藥源獲得了良好的保障。此外,,海洋共生微生物有可能是其宿主中天然活性物質(zhì)的真正產(chǎn)生者,,具有較大的研究意義。
2.海洋罕見的生物資源
分布在深海,、極地以及人煙稀少的海島上的海洋動植物,,含有某些特殊的化學(xué)成分和功能基因。在6000米以下海洋深處,,曾發(fā)現(xiàn)具有特殊的生理功能的大型海洋蠕蟲,,在水溫高達(dá)90℃的海水中仍有細(xì)菌存活,這給生物的研究提供了一個新的參考,。
3.海洋生物基因資源
在自然界,,海洋生物活性代謝產(chǎn)物是由單個基因或基因組編碼、調(diào)控和表達(dá)獲取的,。獲得了這些基因就代表著可以獲得這些化合物。海洋藥用基因資源的研究將大大有利于新的海洋藥物的研究和開發(fā),。
海洋生物基因資源細(xì)分為以下兩種:
(1)海洋動植物基因資源:包括活性物質(zhì)的功能基因,,如活性肽、活性蛋白就屬此類,。
(2)海洋微生物基因資源:包括海洋環(huán)境微生物基因及海洋共生微生物基因,。
4.海洋天然產(chǎn)物資源
人類對海洋天然產(chǎn)物的研究已有數(shù)十年的歷史,并從中積累了相當(dāng)豐富的研究資料,,為海洋藥物的開發(fā)提供了充足的科學(xué)依據(jù),,它的意義十分重大。
(1)對已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的上萬種海洋天然產(chǎn)物,,采用多靶點的方式進行篩選,,發(fā)現(xiàn)新的活性。
(2)對已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的海洋天然產(chǎn)物進行一些,,如結(jié)構(gòu)修飾或結(jié)構(gòu)改造,。
(3)使用組合化學(xué)或生物合成技術(shù),衍生更多的新型化合物,,從中篩選出新的活性成分,。
5.海洋中藥資源
中藥是我國傳統(tǒng)醫(yī)藥的主要代表之一,海洋中藥則是我國中藥寶庫的不可或缺的組成部分,,是一種民間長期用藥經(jīng)驗的總結(jié),。歷代本草中經(jīng)現(xiàn)代臨床實踐證明療效確切的海洋藥物有110多種,是尋找先導(dǎo)化合物和開發(fā)海洋藥物的重要資源。從海洋中藥開發(fā)新藥具有針對性強,、見效快,、周期短等優(yōu)點,發(fā)展前景樂觀,。
10. 海洋細(xì)菌分類
1.淺海生態(tài)系統(tǒng)
水深6~200m左右的大陸架范圍,。世界主要經(jīng)濟漁場幾乎都位于大陸架和大陸架附近,這里具有豐富多樣的魚類,。陸架區(qū)的許多海洋現(xiàn)象都具有顯著的季節(jié)性變化,,潮汐、波浪,、海流的作用都比較強烈,。海水中含有大量的深解氧和各種營養(yǎng)鹽類,所以陸架區(qū)特別是河口地帶是漁業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的重要場所,;由于陸架區(qū)有著豐富的有機質(zhì),,特別是繁殖極快、數(shù)量極大和很快死亡的微生物殘骸,,它們長期埋藏在陸架區(qū)沉積盆地泥砂中,,在缺氧的環(huán)境下,受到一定的溫度,、壓力和細(xì)菌的分解作用,,形成巨大的海底油氣田,目前世界上許多國家在大陸架上開采或正在計劃開發(fā)利用這個天然的海底寶庫,。
2.深海生態(tài)系統(tǒng)
深海帶動水深2000~6000m環(huán)境條件穩(wěn)定,,無光、溫度在0—4oC左右,,海水化學(xué)組成比較穩(wěn)定,,底土是軟相粘泥,壓力很大,,因為深海中沒有進行光合作用的植物,,食物條件苛刻,全靠上層的食物顆粒下沉,。由于無光,,深海動物視覺器官多退化,或者具發(fā)光的器官,,也有的眼極大,,位于長柄末端,對微弱的光有感覺能力,,沒有堅固骨骼和有力肌肉,,有薄而透明的皮膚以適應(yīng)高壓的特征,。
3.大洋生態(tài)系統(tǒng)
圖2 鯊魚
從深海帶到開闊大洋,深于日光能透入的最深界線,。大洋面積很大,,但水環(huán)境相當(dāng)一致,惟有水溫變化,,尤其是暖流與寒流的分布,。由于大洋缺乏動物隱蔽場所,所以大洋動物一般有明顯的保護色,。
4.火山口生態(tài)系統(tǒng)
最近,,一些學(xué)者在考察深海生物時,發(fā)現(xiàn)了一種極為特殊的生物群落,,它位于Galapago 群島附近深海的中央海嵴的火山口周圍,,火山口放出的水流溫度高于周圍200oC,棲居著生物界前所未知的異乎尋常的生物,,如1/3m長的蛤蜊,,3m長的蠕蟲,它們的食物來源是共生的化學(xué)合成細(xì)菌,,它通過氧化硫化物和還原C02而制造有機物,,生產(chǎn)三磷酸腺苷。
5.河口生態(tài)系統(tǒng)
河口灣是大陸水系進入海洋的特殊生態(tài)系統(tǒng),,由于許多河口灣是人類海陸交通要地,,受人類活動干擾甚深,也易于出現(xiàn)赤潮,,河口灣生態(tài)學(xué)是一重要研究領(lǐng)域。一般地說,,河口區(qū)生物的種類組成較為復(fù)雜,,多樣性指數(shù)較高。
這里需要說明的是,,根據(jù)《濕地公約》的規(guī)定,,把低潮時水深不超過6m的海域歸為濕地范疇,所以潮間帶生態(tài)系統(tǒng)等未劃入海洋生態(tài)系統(tǒng)范疇,。但潮間帶海洋植物是海洋生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)者的重要組成部分