海洋生物的多样性

根据联合国《生物多样性公约》，所有来源的活的生物体的变异性又统称为生物多样性，包括陆地海洋和其他水生生态系统及其所构成的生态综合体。生物多样性是物种种质资源适应多变的生存环境而得以维系生存、发展、进化的基础，分为物种、遗传和生态系统多样性3个层次，它主要评析的问题有:(1)功能丰富度、物种多样性和群落乃至生态系统的稳定性;(2)地域性生物地理学和区域种类的丰盛度;(3)人类活动和环境退化对生物群落结构的影响。从生物多样性的观点来看，只有很少人了解海洋生物的多样性其实远比陆地生物来得更为丰富珍贵。如目前所发现的34个动物门中，海洋生物就占了33个门，而且其中有15个门的动物只能生活在海洋的环境。相反，34个动物门中只有13个门可以栖居陆地。这个悬殊的比例，说明了海洋是保存地球上绝大部分生物多样性的地方。

1.海洋生物多样性是海洋生物资源利用和开发的巨大宝库

21世纪时，世界各海洋大国就对海洋生物资源的开发和利用有了竞争，尤其是随着海洋环境的不断恶化，海洋生物资源日益遭受人们大量开采而枯竭，海洋生物多样性亦随之遭受破坏。据此，海洋生物基因资源的保护和利用尤其显得重要。研究海洋基因组及功能基因，不仅有助于培育出优质、高产、抗病的海洋生物新品种，而且，还有助于开发具有我国自主知识产权的海洋基因工程新药，这也是解决海洋药物资源行之有效的途径。目前，我国某些高校及科研单位相继克隆了海蛇毒素、海葵毒素、水蛭素等一批功能基因。并且，开展了基因重组芋螺毒素、基因重组藻蓝蛋白及基因重组鲨肝生长刺激因子和基因重组鲨鱼软骨新生血管生长因子的研究，对于基因工程创新药物的开发很有潜力。利用遗传连锁图谱的构建、功能基因的筛选与克隆，以及基因打靶技术的研究，将有助于实现海洋生物多样性的长期保护和资源的可持续利用。此外，海洋极端环境深海生物基因资源的研究不仅具有科学意义，而且具有实际应用价值。建立我国深海极端海洋微生物菌种资源库，研究极端环境下海洋微生物代谢途径与特性，研究极端微生物特征蛋白结构与功能，这对探索生命本质和生存极限以及开发新型海洋药物和海洋生物产品提供了产业化的基础。关于开展海洋极端微生物的研究，将对医药、化工、环保及国防等领域的发展具有极其重要的意义。上海市众多高等院校和科研单位拥有雄厚的生物技术力量，开展海洋生物多样性及其功能基因资源的研究具有很大优势。

海洋是生物多样性的宝库，海洋生物资源具有现实或潜在的价值。首先它是人类重要的食物来源，全球人类需要的动物蛋白22%都来源于此。同时，许多海洋生物还具有重要的药用及工业价值。其次，海洋也主宰着地球的气候变化、物质循环及整个生态系正常的运作，如果海洋受到污染破坏，陆地上的生命也就会随之灭亡，丰富多样化的海洋生物不但为人类提供食物、医药与休闲等多功能需求，而且由于在分解废弃物、调节气候、提供氧气等方面的作用，使之成为地球上最大的生命维持系统。这些多样性极高的海洋生物大多分布在俗称“海中热带雨林”的珊瑚礁或红树林、大陆架、潮间带及河口等沿岸地带，而在这狭窄的沿岸地区，却是最容易受到人为活动的干扰与破坏的。据估计，到2020年人类对沿岸及海洋环境之需求，包括再生性资源、废弃物处理、生活空间及工业农业的发展等将会达到目前的两倍。因此，维护海洋生物和生态多样性已是目前各国的共识。

我国海洋面积达到300万平方千米，海洋生物种类繁多。从海洋生物分类学等级看，目前中国海域已记录有原核生物界4个门、原生生物界7个门、真菌界3个门、植物界6个门、动物界24个门，但至今尚缺乏有板动物门、颚口动物门、有甲动物门(Loricifera)、须腕动物门(Ponogophora)和腹毛动物门的记载。中国海洋现已记录的物种有20278个，其中黄、渤海1140种、东海4167种、南海5613种。中国海洋生物中有中国特有的物种或世界珍稀物种，中国丰富的海洋资源不但具有世界范围内重要的自然保护价值，而且也是长期开发利用的重要自然资源。从遗传多样性而言，海洋生物生活习性独特，其基因表达产物具有多种特殊的生理活性物质。目前，从海洋生物中已获取了数以万计的天然化合物，它们具有各种药物、保健、食品及化工等开发利用价值。我国海域拥有四大海洋生态系统，此外还有独特的海岸和海岛生态系统。从类型上分，主要有滨海湿地、珊瑚礁、上升流和深海生态系统。滨海湿地生态系统主要包括盐沼、河口和红树林生态系，它们位于海陆相互作用的复杂地带，生态环境复杂，生物多样性丰富，具有很高的生物生产力，是许多经济动物的繁殖和栖息地。此外，中国海岸线还是东亚候鸟最重要的迁徙路线之一。中国南海是珊瑚礁生态系统的分布地，珊瑚礁以造礁石珊瑚为主，各种海绵动物、腔肠动物、软体动物及甲壳动物等一块儿组成一个复杂而脆弱的生态系。海洋上升流生态系统位于中国东南沿海，由于底层营养物质上升，常常形成主要渔场区，它的生物多样性比邻近海域都要高。深海生态系统分布在中国东海和南海的海槽或深海盆中，主要有一些微生物和构造特别的动物。

2.海洋生物多样性的保护刻不容缓

因为人类对海洋生物的了解不够，而且由于海洋生物资源丰富，被认为可以任意索取，因而一直处于被肆意破坏中，有关海洋生物多样性保护的研究更是远远落后陆地达20～40年之久。根据世界粮农组织最近的统计，全球渔业资源中47%已被充分捕捞，18%被过度捕捞，还有9%被捕捞殆尽。此外，世界上90%的大型捕食型鱼类群自工业化前时代即已消失。这样高水平的开发度不仅严重影响了捕捞种类的群体数量，而且改变了海洋生态系统的物理和营养结构。海洋生物多样性正在迅速衰退，其主要原因有以下几方面: (1)过度捕捞——当前海洋捕捞船只急剧增加，捕捞手段日益完善，造成渔业资源急剧衰减或枯竭，许多优质品种无法再形成鱼汛。而且，浪费性捕捞使得许多珍稀海洋生物物种遭受巨大破坏，底层拖网、毒鱼或炸鱼等方式严重破坏了海洋生态环境。(2)生境丧失——主要由滩涂围垦、海洋生物过度采集及海岸工程或人工构造物，以及航道疏浚等活动造成。这些活动重则使海洋生物生境彻底丧失，轻则使海洋生物的正常活动受到严重干扰。如中国红树林分布面积由于围垦就减少了2/3，许多洄游鱼类的生活史受到航道工程的影响。(3)环境污染——主要由于陆源污染物的排放、直接向海洋倾废或排污以及海洋石油开采或航运溢油等造成。污染物使得海洋生物被毒死或受到伤害，有的则影响其正常繁殖或造成有害的基因突变。(4)生态入侵——由于远洋船只携带或盲目引进外来种，导致本地海洋生态系统受到影响，许多原有物种因被排挤而消失。例如，福建海域发现一种原产自南美洲的沙筛贝(Mytilopsissallei)，它占据了海岸基岩及养殖设施的表面，不仅使得当地的附着生物全部消失，还因争夺饵料使人工养殖的各种贝类产量下降。(5)海水养殖单一化——盲目发展的单一海洋养殖品种，不仅占据了大量野生海洋生物的栖息地，还因饵料分解造成了海域富营养化直至赤潮发生，进而造成大批海洋生物死亡。此外，大规模病害的流行也有许多是因高密度单一品种养殖造成的。

虽然过度捕捞及人类活动对海洋生物物种多样性和生态环境的破坏已经被广泛认识和记载，但是对海洋鱼类遗传多样性的破坏却很大程度地被忽略。的确，即使是许多被认为“濒危”的种类通常也有上百万的个体存在，而且传统的群体遗传学理论认为只有数量非常小的群体才可能遭受遗传多样性的显著丧失。然而，许多海洋生物种类的遗传学有效群体数量却比其群体调查数量小得多，一个群体的遗传学特征是由该群体中有效群体数量所决定的。它不仅受到历史事件如历史群体瓶颈和移居历史等的影响，而且受到年度捕捞强度、生殖力和群体结构等因素的影响。许多海洋生物上百万个体的种群实际上只有几百或几千的有效遗传群体数量。如果这样低的Ne/N值在海洋生物种类中广泛存在，那么许多已开发利用的海洋鱼类将面临丧失遗传多样性的危险，并将导致适应性、群体数量以及繁殖能力等多方面的下降。