浅谈海洋生物资源的新利用

1、浅谈海洋生物资源的新利用关键词 海洋生物资源 新利用 海洋基因资源 海洋药物浩瀚的海洋是生命的摇篮。地球上一切形形色色的生物都是由原始的生命演变而成的。 一般认为, 生命起源于 46亿年前原始地球的海洋中, 经过一系列的化学反应, 使简单的化学 物质缓慢地形成了生物体。 因此, 海洋是原始生命的最初发源地, 海洋是地球上所有生物的 故乡, 孕育着这地球上的所有生物, 提供着无尽的资源给予我们。 所以对海洋的研究, 特别 是海洋生物资源的新利用,显得那么的重要。 人类正面临着人口、 资源、环境三大问题的严 峻挑战, 寻找新的发展空间已成为各国政府和科学家面临的重大课题。 进入 21世纪, 人类社

2、 会已迈进一个海洋世纪, 人们将可持续发展的希望寄托于海洋。 海洋生物资源属于自然资源 中的生物圈资源,其重要特征是具有可更新性,反映出这种资源有生命,有自然更新能力。 一、海洋生物基因资源的利用随着社会、 经济的发展和人类活动的干预, 海洋环境正在不断的恶化, 海洋生物多样性 正遭到破坏,海洋生物基因资源的保护和利用,显得更加紧迫。 “研究海洋生物基因组及功 能基因,能深层次地探究海洋生命的奥秘;发掘海洋生物基因,有利于保护海洋生物资源; 从海洋生物的功能基因入手,有助于培育出优质、 高产、 抗逆的养殖新品种,从根本上解决 海水养殖生物“质” 、 “量”和“病”的问题,同时还有助于开发具有我

3、国自主知识产权的海 洋基因工程新药,部分解决海洋药源问题。 ” 【 1】深海生物的研究不仅具有科学意义, 而且具有实际应用价值。 由于深海生物人工培养上 的难度, 基因资源的应用显得格外重要。 特别是深海极端基因资源的研究和利用, 对于揭示 生命起源的奥秘, 探究海洋生物与海洋环境相互作用下特有的生命过程和生命机制, 发挥在 工业、医药、环保和军事等方面的用途,具有十分重要的意义。1我国海洋生物基因资源的研究起步较晚,但已经取得重要进展。 “在水产养殖核心种质 方面, 开展了遗传连锁图谱的构建、 功能基因的筛选与克隆, 胚胎干细胞和基因打靶技术的 研究。 建立了淡水鱼类基因转移的完整技术体系,

4、 以及海水鱼类花鲈胚胎干细胞系, 为建立 鱼类功能基因分析的技术平台奠定了良好基础。 克隆了深海微生物编码各种低温酶的功能基 因,力图建立新型酶制剂的基因工程生产工艺。克隆了海蛇毒素、 海葵毒素、水蛭素等一批 功能基因, 基因重组芋螺毒素、 基因重组别藻蓝蛋白和基因重组鲨肝生长刺激因子作为潜在 的基因工程创新药物, 在十五海洋863计划支持下, 正在进行临床前试验。 构建了可能用 于海洋药物生产的大型海藻表达系统。 ” 【 2】二、海洋药物的研发海洋生物是重要的药物资源,是一个取之不尽的“大药库” 。几百种海洋生物含有抗癌 物质,许多种海洋生物中能分离出许多价值很高的药物。人类利用海洋生物作为

5、药物的历史悠久。 在中国的 黄帝内经 、 神农本草 、 本草纲 目中都有海洋药用生物的记载。例如,海带治疗甲状腺肿大,石莼利尿,乌贼的墨囊治疗 妇科疾病,鲍鱼的石决明明目,鹧鸪菜驱蛔虫。海蜇能“消疾引积,止带祛风” ,可治“妇 人劳损,积血带下,小儿风疾丹毒” 。海龙、海马对身体有滋补强壮作用等。随着人类对海洋药用生物资源的研究,新的海洋生物药源不断被发现。 “例如,从海产 粘盲鳗中提取盲鳗素, 是一种强效心脏兴奋剂和升血压剂; 鲨鱼肝可提取肝油, 肝油内含有 大量鲨肝烯,可作为皮肤、润滑剂、脂肪性药物的携带剂;鳕鱼肝油是治疗维生素 A 、 D 缺 乏症的良药, 还可以治疗伤口, 烧伤和脓疮;

6、 乌贼的内壳即海螵蛸可治疗胃病, 用作止血剂, 还能治疗皮肤、耳朵、面部神经痛等,还可以治疗气喘,心脏病,疟疾等;贝类中的砗磲壳 则有镇静、 安神、 解毒等功能。 海洋生物中有许多种类含有毒素, 临床上可作为肌肉松弛剂, 镇静剂和局部麻醉剂。 ” 【 3】 现在已经有人把现代海洋药物的发展与海洋生物毒素的研究联系 在一起,使药用海洋生物的研究与开发更加广泛。我国从 80年代以来,已生产出一批海洋药物,如河豚毒素,鲎试剂,珍珠精母注射液, 刺参多糖钾注射液,海星胶代血浆,褐藻淀粉硫酸酯,藻酸双酯钠 (PSS,藻酸丙二酯,甘 露醇烟酸酯及人造皮肤等。 90年代以后, 利用高新技术研制海洋新药物已成

7、为药用海洋生物 资源开发的主流。当前, 国际上海洋药物开发的主要方向有以下几个方面:(1增强机体免 疫功能的药物; (2抗心脑血管疾病的药物; (3抗风湿、类风湿方面的药物; (4抗肿瘤 药物; (5 抗过敏药物; (6 抗病毒类药 (包括艾滋病药物 ; (7 防治肥胖和有益健美药物; (8抗衰老和妇幼保健药物; (9功能紊乱调节药物 (包括抗抑郁,内分泌失调,性功能障2碍等 ; (10补益类营养保健药。当前, 应用高新技术分离、 提取、 纯化海洋生物活性物质是药用海洋生物资源开发的热 点, 并且已取得可喜的进展。 值得注意的是海洋中单胞藻数量大, 其生物活性物质的应用潜 力很大, 但由于其含

8、量在不同的藻种或生命周期各阶段有很大的差异, 因此, 必须使用生物 技术如克隆培育,才能进行工厂化生产,取得更大的经济效益。三、开发生物无机晶体生物制造无机晶体的现象称为生物矿物化现象。海洋生物用石灰制造的珍珠、贝壳, 便是典型的无机晶体, 还有许多生物能在体内形成微小磁体。 科学家们最近正在分析研究珍 珠的形成机理和磁微粒体的用途。对形成珍珠所需的蛋白分析表明, 它们大部分都是不溶性蛋白质, 另一些是可同钙离子 结合的溶解性糖蛋白质。 科学家现正在分子水平上弄清这些蛋白质在珍珠生长过程中所起的 使用, 并以控制蛋白质合成的基因进行分析, 目的是用人工控制珠母贝的形成, 以获得高质 量的珍珠。

9、最近还发现有一种磁性细菌,体内存在着直径只有 0.050.1微米的磁性粒子。 用它用大肠杆菌反应,结合成单克隆抗体,在磁场作用下,大肠杆菌便会被“钓”出来。用 它检查大肠杆菌, 灵敏度可提高 100倍。 按照同样的原理, 也可用其检查癌细胞和过敏物质。 四、微细藻类可防止温室效应二氧化碳含量增多导致温室效应, 是破坏地球环境的最严重因素之一。 生活在海水中的 微细藻类通过光合作用可吸收、固定二氧化碳,因而可用以防止温室效应。“微细藻类是直径几微米至几十微米的微生物, 它对使海洋成为二氧化碳的吸收源起重 大作用,不仅可吸收二氧化碳,还能生产氧气。 ” 【 4】这些微细藻类进行光合作用时, 还能从

10、二氧化碳中生成鳞状的无机物石灰。 现正在研究 制作能连续培养微细藻类的系统, 使其通过生物反应器反复地进行光合作用并生成石灰, 生 成的石在可回收作为水泥和各种吸附剂的原料。火力发电厂和炼铁高炉是产生二氧化碳的主要源头。 现在科学家正在研究在这些地方利 用太阳能大量培养微细藻类, 以去除排出的二氧化碳, 同时也在探索如何使藻类在废气中的 二氧化碳浓度达 20%以上时也能高效率繁殖的方法。五、利用微生物净化石油污染海上采油及各种石油泄漏, 往往会污染海洋。 科学家们现正研究利用能够分解石油的细 菌来净化石油污染, 因为这种方法不会像化学方法那样本身又造成污染, 但目前这种方法还 只能在海岸附近进

11、行。 海岸边石油自然分解后, 其剩余物以煤焦油形态粘附于沙滩或岩石上,3很难去除,用细菌分解可解决这一问题。科学家们目前正研究在泥浆中培养能分解石油的微生物, 然后将它散布在受污染的海洋 上,由于泥浆是可分解物质,所以不会污染海洋。同时也在研究把多种微生物组合在一起, 以便获得更好的效果。 进一步, 还要用基因重组方法, 使一种细菌具有分解多种物质的功能。 六、防止贝类附着海边的贝类往往附着于船体上, 不仅伤害船体, 而且会造成航行时阻力增加因而浪费燃 料。利用海水冷却的发电站的进水口如果被贝类堵塞,便会引起事故。为了防止贝类附着, 通常使用含有有机铅的涂料, 但铅溶于海水对人和海洋生物都有害, 最近发现的鲸鱼集体自 杀,便同这种涂料造成的污染有关。因此人们努力寻找无毒的防附着物质。 后来从海洋无脊椎动物马尾藻属苔藓虫门的生物 中, 抽出一种名为三溴甲克胺的物质, 这种物质毒性极低, 不会杀死贝类, 但可防止其附着, 防附着的效果为有机铅化合物的 8倍,为硫酸铅的 100倍。参考文献【 1】焦炳华:现代生命科学概论 【 M 】 ,科学出版社, 2009年 5月第一版,第 339页【 2】