现代科技综述知识文库：海洋微型浮游生物

1、现代科技综述系列海洋微型浮游生物科技是人类区别于动物的重要文明之一，是人类对自然规律研究和利用的学科。本文提供对科技基本概念“海洋微型浮游生物”的解读，以供大家了解。海洋微型浮游生物1887年着名的生物学家VHensen创用Plankton一词，将所有在水域中被动地漂浮着的生物名以浮游生物。人们曾按其个体大小分为6类：(1)巨型浮游生物(Megaplankton)，个体大于1cm；(2)大型浮游生物(Macroplankton)，个体大小510mm；(3)中型浮游生物(Mesoplankton)，个体大小15mm；(4)小型浮游生物(Microplankton)，个体大小50m1mm；(5)微

2、型浮游生物(Nanoolankton)，个体大小550m；(6)超微型浮游生物(Ultraplankton)，个体小于5m。在海洋浮游生物生态系统中，经典的食物链，集中地研究较大型的浮游植物，如硅藻、甲藻，被网捕浮游动物如挠足类所消耗的问题。本世纪80年代以来，业已发现海洋浮游生物微型食物网在生态系统中占有相当重要的位置，起着本质的作用。这一食物网的主要特点是营养盐的快速更新、能量的高效转换，与碎屑紧密联系，以及具有复杂的摄食类型，包括吞噬营养。微型食物网中的初级生产者是一群个体很微小的浮游单细胞藻类和细菌，有时还包括较大种类生活周期中的一个阶段。它们是初级生产力的重要贡献者(可占初级生产力的

3、50%100%)。微型浮游生物研究最早始于英国，Cole(1937)、Park(1949)、Knight-Jones(1950)等结合有商品价值的双壳类幼体的营养研究作过英国沿岸水域的一些微鞭毛藻的零星报导，但没有对微型浮游生物作专题研究。我国金德祥教授(1965)最早对厦门及附近水域的海产微型生物作了初步调查。直到近十几年才得到重视并有较快进展，这主要与一些新技术的应用有关，使人们认识到了微型浮游生物在海洋生产力中的重要地位和作用。因此，近年来的工作主要集中在生物量和生产力研究方面，采用的测定技术有光学显微镜的细胞计数，荧光显微镜细胞计数，叶绿素的分光、荧光、色谱测定，14C测定生产力。目前

4、对微型浮游生物大小的划分还不很一致，因为研究者常根据自己的需要进行人为划分。1978年Sieburth et al建立了一个较实用的大小划分系统，其划分等级相当于3个数量级，它们是：(1)小型浮游生物(Microplankton)，大小20200m；(2)微型浮游生物(Nanoplankfon)，个体大小2020m；(3)极微型浮游生物(Picoplankton)，个体大小0220m。后来的一些研究又发现很多浮游生物样品中以小于510m的种类占数量优势，为了研究方便，有些人就用Ultraplankton一词来描述那些小于510m的浮游生物，(Sitver et al，1986；Shapiro

5、& Guillard，1986)。微型浮游生物生产力：这是目前微型浮游生物研究中最引人注目的课题，其中叶绿素和14C测定应用最广，生产力研究的最大成果是发现微型浮游生物在初级生产力中占了很重要的比例，尤其是在热带寡营养水域，它们可占初级生产力的80%或更多，它们比细胞较大的种类有明显的优势(Malone，1980；Li et al，1983；Beinfang & Takahashi，1983；Glover et al，1985；Weber & El-Sayed，1987)。微型浮游生物的地理分布和垂直分布：微型浮游生物的分布极其广泛，在大洋或沿岸、热带至寒带、贫营养水域和富营养水域，事实上，微

6、型浮游生物存在于几乎所有水域中。Joint(1986)总结了世界各海区超微型浮游生物对初级生产力的贡献，提出了它们的地理分布微型浮游生物在垂直分布上也存在差异。原核微型浮游生物适于在低光照下生长，因此，它们的最大分布区一般在亚表层，不仅叶绿素含量最大，细胞数也最多。Murphy & Haugen(1985)和Glover et al(1985)的研究发现，微型浮游生物最大数量层位于营养跃层中，其上则主要是较大型的浮游植物及一些真核微型生物。对微型生物种类组成的垂直分布还知道的很少。据Shapiro & Guillard(1986)报导，微型硅藻(还可能包括球石藻)是混合层微型浮游生物的重要组成

7、者，而在叶绿素最大值的亚表层则较少。在厦门港的表层水中微型硅藻在种类和数量上都很丰富。微型浮游生物的分类分研究：电子显微镜的应用促进了这项工作的进展，然而，大多数微型浮游生物都很细弱，不易制成可供电镜观察的干燥样品，制样技术的困难阻碍了这项工作的进展。目前，除了具有较硬外壳的硅藻、金藻和少数硅鞭藻外，其它种类还不能作满意的观察。因此，未见有关微型浮游生物分类的专题报导。多数研究只集中于某个门类。Tomsen(1986)曾对微型浮游生物的分类研究作了综述。Seagel & Stein(1961)，Leakbeater(1972)，Metting(1980)，Throndsen & Kristia

8、nsen(1988)对微鞭毛藻(也包括一些金藻)作了些研究；Durrschmidt(1980)，Momeu(1983)，Booth & Marchant(1987)Nicholls(1988)对金藻作了些研究；在硅藻方面的研究相对较多，但尚未成为一个专题。大多数分类研究结合于生态研究中(Bel-cher & Swale 1986；Takano 1980，1981，1982，1983，1985；Hasle 1978，1980，1983；Johansen & Fryxell 1985)。我们在微型浮游生物研究中，以小于20m的硅藻为研究对象，称为微型硅藻(Nanodiatom)。生理生化方面研究：

9、Glover(1985)，Wood(1985)， Lewis et al(1986)，Joint(1986)等研究了光合作用机理，Brand(1986)详细介绍了微型浮游生物的营养机理和培养方法。OConnors et al(1978)，Throndsen & Kristiansen(1988)对微型浮游生物与污染的关系作了研究。微型浮游生物作为经济动物幼体的饵料；作为幼体饵料小型细胞比大型的更好，在自然水体中小于10m的浮游植物是组成具光合活性的浮游植物的大部分(Manawar et al，1978； Malone et al，1979等)，而这些微型的种类常常是海洋动物幼体的饵料(聂宗庆，

10、1964；金德祥，1965；Jorgensen，1966；de Pauw，1981；Emight et al，1986)。当然，海水中的一些有机碎屑、细菌等也可能成为它们的饵物，但作用远不如微型生物的大。目前，幼体培养中的饵料几乎都是人工培养的单细胞微型藻类或商品性饵料，它们并不能真正代表幼体在自然海区中摄食情况。最可靠作法是了解幼体在自然海水中摄食情况，进行饵料组成的分析。但由于进行幼体消化道解剖分析难度大和微型浮游生物一般较细弱，绝大多数在被摄入后很快被消化或磨碎成难以鉴定的碎屑颗粒。因此，这一问题至今还未被解决。总之，对微型浮游生物的生物量，生产力及其在食物网中的作用是世界微型浮游生物研

11、究中做的最多的课题。滤漠过滤法(滤膜孔经一般为0205m)被广泛用于测定微型生物的生物量和生产力，但需要考虑那些群体生活的和具胶质丝、毛等附属物的种类利用膜过滤出现的误差。对于微型浮游生物的分类研究，在微鞭毛藻和具有硬外壳的硅藻、金藻方面做得较多，其它藻类相对较少，主要进行种类描述，至于某一水域的群落，季节演替，地理分布等尚未见系统的专题报导。培养微型浮游生物大多采用的稀释培养法在种类方面不一定齐全，但它可以得到数量较多，种类较纯的结果，有利于进一步深入研究，微型浮游生物对不同培养基的反应很不一致，某一培养条件不一定适合所有种类，成功的培养基要尽可能地适合于尽可能多类别的种类。值得提出有些种类

12、不能培养或在培养中失去某些特征而难于鉴定，如何观察贝类等幼体的食料组成?为什么微型的种类在不良环境中比细胞较大的种类可更好地生活?等等，还有许多研究方法尚待完善，许多领域有待开发。【参考文献】： 1 高亚辉，金德祥海洋微型浮游生物研究进展福建水产1989，(3)3337 2 GloverH E. Photosynthetic characteristics of picoplankton compared with those of larger phytoplankton populations in various water of the Gulf of Maine. Biol. Oce

13、anogr. 1985,3: 223248 3 Joint I R. Physiological ecology of picoplankton in various oceanographic provinces. In. Platt T,Li W K W. (eds), Photosynthetic Picoplankton. Can. Bull. Fish. Aquat. Sci. 214:287 309 4 Li W K W,et al.Autotrophic picoplankton in the tropical ocean, Science. 1983,329:292295 5 Platt T,LiWKW. Photosynthetic Picoplankton. Can. Bull. Fish. Aquat. Sci. 1986,214,583 6 Weber L H,E1