海洋生物学

海洋生物学

海洋生物学是研究海洋中生命现象、过程及其规律的科学，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。

海洋生物学主要研究海洋里生命的起源和演化、生物的分类和分布、发育和生长、生理、生化和遗传，特别是海洋生态。其目的是阐明生命的本质、海洋生物的特点和习性，及其与海洋环境间的相互关系，海洋中发生的各种生物学现象及其变化规律，进而利用这些规律为人类生活和生产服务。

一、海洋生物学发展简史

公元前4世纪，古希腊科学家亚里士多德在《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，已有用墨鱼和鲍治病的记录。公元前1世纪前成书的《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。中国明朝屠本睃的《闽中海错疏》，记载有200多种海产生物。

随着自然科学和航运事业的发展，海洋生物学进入到科学的研究阶段。1674年，荷兰列文虎克最先发现海洋原生动物；1777年，丹麦米勒开始应用显微镜观察北海的浮游生物；19世纪前期，爱伦贝格在海洋中发现硅鞭藻类；英国达尔文对他在1831－1836年期间“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九个带，并发表《英国海产生物分布图》；德国亨森于1887年提出浮游生物的概念，并对海洋浮游生物开展了定量研究；1891年，德国哈克尔提出游泳动物和底栖生物两个概念；1908－1913年，丹麦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。

19世纪下半叶开始，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了几番。

最古老的海洋生物研究机构是意大利那不勒斯海洋生物研究所，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。美国于1888年在伍兹霍尔建立海洋生物研究所，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世纪六七十年代以来，由于电了计算机、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。

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。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。

二、海洋生物学基本内容

海洋生物学研究的内容极为丰富，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。

200多年来，生物学者基本上遵循林奈的两界说，把海洋生物划分为海洋植物和海洋动物两大类。随着分类学的发展，科学家们认识到这个分类法有不少缺点，如真菌和大多数细菌并不营光合作用，却被归入植物。现在，我们通常将海洋生物划分为海洋细菌、海洋真菌、海洋植物和海洋动物四类。

海洋生物中，现知种类最多的是海洋动物有16万～20万种，分布在动物界的数十个门类中。海洋植物一万多种，主要是低等的海洋藻类，高等的海洋种子植物仅有100多种，海洋真菌不足500种，海洋细菌的种类较多。

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。

海洋生物学不但与海洋渔业生产直接相关，同时为海洋生态学、海洋地质学、海洋物理学、海洋化学等研究提供依据。如生活在海洋中的动物种数大大地少于陆地和淡水，但其门类之多又明显地超过陆地和淡水，这说明海洋环境比陆地和淡水要稳定得多；热带亚热带海岸的红树林能延伸到北美百慕大群岛、日本的九州，说明了海洋暖流的作用，等等。

海洋个体生态、种群生态、群落生态、生态系的研究是海洋生态学研究的基本层次。海洋个体生态和群落生态研究得较好的是海洋浮游生物和海洋底栖生物；海洋种群生态研究得较为充分的是海洋游泳生物中的鱼类。

海洋生态系统以河口生态系、上升流生态系、珊瑚礁生态系及内湾生态系进展较快。海洋古生态学是研究古代海洋生物之间及其与地史时期海洋环境的相互关系，20世纪60年代以来，随着石油、天然气等的大力开发和深海钻探计划的实施，发展很快。

食物是生态学最基本的课题之一。对海洋食物链和食物网、海洋生物生产力的研究，也是海洋生态学的重要研究内容。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。

海洋是生命的发源地，地球上生命30多亿年的发展史，其中85%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。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。

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。

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。

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，约有12．5%～20%（鲜品计算）来自海洋。

海洋生物还可作为工农业和药物原料，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；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，已用于制作神经毒素、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；不少海洋生物还具有观赏的价值。

海洋生物学是随着调查的开展和手段的改进而发展。20世纪60年代以来，随着新技术和新成就的运用，海洋科学出现了飞跃。相比之下海洋生物学的发展不如海洋科学的其他学科快，其中一个重要原因是调查手段和工具仍较落后陈旧。因此，海洋生物学的发展，亟待调查和实验手段、仪器的革新。

海洋生态学研究是海洋生物学目前最为重要，也是最为活跃的一个领域。为科学地开发、利用和发展海洋生物资源，满足人类的需求，应更有力地促进海洋生态学在理论和应用方面的进一步发展，了解各个海域的生物组成、种群结构和数量变动规律、群落的构成和更替，生态系的结构和功能，及其物质的转换和能量的循环，以确保生物资源（种群密度）能持续地高产，预报生物数量和环境变化的方向，保持生态平衡。同时，促进海洋生物学其他领域的发展。

从海洋生物中寻找新药，已成为海洋生物学研究的一个重要方向。随着海洋药物研究的深入，海洋生物增殖和养殖事业的发展以及分子化学、生物工程的理论和手段的引入，不但能出现造福于人类的新药、养殖新品种而且将促进海洋分子生物学、海洋生物工程学的建立和发展。

对海洋生物，尤其是对海底热泉化能自养细菌和动物，及其生态系等的深入研究，将推动生命起源和演化问题的研究。