海洋生物对环境的适应(舟山中学陈俊)

1、海洋生物对环境的适应（第一稿）教学目标1. 了解海洋生物对环境适应性的普遍性。2. 介绍不同类型生物的适应性现象。教学内容1海洋生物适应性概述。海洋生物为了能够适应在时空上的变化，多有其调适之道。调适的方式可以是形态上的，可以是生理上的，也可以是行为上的。海洋生物对海洋环境的适应往往是形态、生理和行为的综合表现。生物学家至今仍无法以一个有意义的方式来表达出如此层层关连、错综复杂的适应行为。8生物学上的关于适应性是如何定义的呢？在生物学上，适应性是指生物为了适应环境所进行改变的过程，还指生物进行改变后变得更适应环境的结果。很多生物会在结构上、功能上、颜色上适应环境，有些动物还会改变它们本能（天然

2、的）的行为。海洋环境为海洋生物的生存提供了适宜的生存空间，同时又制约其生活、生长、繁殖及分布；另一方面，海洋生物通过多种生存策略适应环境。水母、海鞘等水生生物的躯体近乎透明，这有什么生物学意义吗？你还能举出哪些有趣的例子？若将海洋环境视为由许多环境因子（温度、盐度、溶氧、波浪与潮流、光线与浊度）所组成的多维空间，则每一种海洋生物都会占有一席之地。其适应环境的能力是由体内基因的来决定。被称为固体牛奶的牡蛎为什么能适应低含氧量的海水？牡蛎的血液中有血红蛋白，而不像多数软体动物那样是血青蛋白。血红蛋白，是一种更有效的携氧者，因而具有这种血色素的动物是对低含氧量海水的一种适应机制。牡蛎礁牡蛎.冬天，从

3、海边所采集的贻贝若马上放入25弋的海水中，则贻贝会大量死亡。假若贻贝是在夏天时采集，并放入相同水温的实验池中，则死亡率会怎么变？2不同类型生物的适应性现象介绍。根据运动方式、生活习性和生存环境的不同，可将海洋生物分为底栖生物,浮游生物和游泳生物。（1）海洋底栖生物底栖生物是海洋底部生活的一切生物，包括固着生物，爬行生物和穴居生物。海参海盘车海藻（2）海洋浮游生物浮游生物缺乏发达的运动器官，游泳能力微弱。按营养方式分为浮游植物和浮游动物。按体形可分为大型浮游生物，小型浮游生物，微型浮游生物和超微型浮游生物。按生活史可分为永久性（终身）浮游生物，阶段性（半）浮游生物和暂时性（偶然）浮游生物。水母甲

4、藻打捞浮游生物（3）海洋游泳生物海洋游泳生物是水层中运动能力最强的一类生物，具有发达的运动器官，同时一般体形较大。如海洋鱼类，爬行动物。海洋哺乳动物和头足类软体动物。十六枚鱼虎头鱼虾姑海洋生物为了能够适应其生活环境的变化，往往通过其形态，生理，行为，生活方式作出适应性反应。不同生态类型的海洋生物有不同的适应现象。（1）底栖生物的适应性现象底栖生物生活方式多种多样，根据不同海区，分为浅海底和深海底两个主要海底环境类型。根据不同环境类型，生物进化出不同适应策略。固着习性是浅海底栖生物的显著特点。该区域的海水温度，盐度和光照条件显示出明显的不稳定性。一些贝类，大型藻类附着在海底或岩石上，软体动物依靠

5、吸盘或吸肢吸附。而深海底层环境稳定，海水静止，海底多为泥沙。底栖生物多采用附肢或突出物，如根状结构或刺来作为附着或支持作用。不需要坚固的构造和流线型身体，大都缺少钙质骨骼，而且身体渗透性好（高静力压导致）（2）海洋浮游生物的适应性现象海洋浮游生物环境适应性的首要问题就是解决其浮游性，如何保持自身漂浮，使其处于水体的真光层。按照浮游时间的长短，浮游生物可分3类：永久性浮游生物，终生在水中浮游，大多数浮游生物属于此类；阶段性浮游生物，其幼体营浮游生活，成体则营底栖生活或游泳生活；暂时性浮游生物，指一类非浮游生物仅因环境变化、生殖等原因，有时营短期的浮游生活，如一些底栖的介形类、糠虾类。浮游生物最重

6、要的特点是能在水中保持悬浮状态，具有多种多样适应浮游生活的结构和能力，主要有两种类型。第一、扩大个体表面积或结成群体增加浮力。这类现象在浮游生物中很普遍。如六角网骨藻、角刺藻有细长的角毛；桡足类有细长、多毛的第一触角和尾叉刚毛；龙虾的叶状幼体有扁平叶状的头胸部和细长分叉的胸足；等片藻、直链藻结成带状，海链藻结成链状，星杆藻连成星状等。第二、减轻比重增加浮力方式多样。产生气、油等比水轻的物质。如管水母类僧帽水母群体顶端有一个充满气体（主要是氮）的大气囊，桡足类的哲水蚤体内有一个狭长的油囊，浮游硅藻类进行光合作用时产生油点或脂肪酸。分泌胶质。如浮游海樽类有发达的胶质囊。增加水份。浮游动物的含水量一

7、般都高于底栖动物，如水母类的含水量高达96%以上。外壳和骨骼退化或消失。如浮游腹足类软体动物的贝壳都比底栖种类的轻薄，有孔虫的外壳上遍布小孔，毛颚类动物无骨骼组织。（3）游泳生物的适应性现象飞鱼海洋游泳生物除了具有发达的运动器官、平衡器官、肌肉系统、神经系统、视觉以及适应不同生境的各种形态结构外，还具备一些特殊的适应性功能和习性。例如，飞鱼具有极发达的胸鳍，可离开水面腾空滑翔，一般滑翔时间不超过2秒，滑翔距离约50米，有时滑翔时间可达15秒，距离可达400米以上。海豚具有很厚且富有弹性的表皮，真皮中有许多小嵴，嵴间充满液体。所以，海豚能适应水流的压力变化，消除湍流，接近片流的境界，高速前进。头

8、足类在遇到敌害时，能放出体内墨囊中的黑汁，使周围的海水变黑，借以掩护逃脱。蓝须鲸的上颚两侧长了两排有过滤功能的筛状板须，使它能摄食大量饵料，一尾长33米、重190吨的蓝须鲸，以磷虾（一般体长46厘米，体重0.71.5克）为食，日摄食量高达45吨。鲸类具有能很好地接受和传递信息的器官，有一套极灵敏的探测系统，即“声呐”，因而具有回声定位和导航的能力。一些游泳生物对深海的生活具有特殊的适应功能。在深海生活的鱼类、游泳头足类和甲壳类都有发光器，可在无光的深海处进行照明，以捕获食物，或迷惑捕食者以逃脱敌害。有的种类，具有特大的嘴、富有弹性的颌、令人生畏的牙齿及其可扩大的胃，以有效地捕捉出现在眼前的食物

9、，吞食比自身更为粗大的食物。有的种类个体小（长度小于15厘米），或体重很轻（如一尾长1.5米的大鱼，体重仅1.8公斤），或骨骼骨化程度很差和肌肉松弛似胶状，使基础代谢的需要量减少到仅够维持捕食的能力，以尽量降低对食物和能量的需要，适应饵料贫乏的深海环境。活动：底栖动物的调查方法一、活动目的'底栖动物调查的目的在于了解水体中底栖动物的种类组成，分布以及对水体单位面积上底栖动物的平均密度和生物量作出比较可靠的估计，从而为水体中底层鱼类的放养指标提供一定的依据，还可用这些调查数据评述水体的污染程度。二、调查所用的工具及药品底栖动物的采集工具种类很多，目前国内在采集方法和采集用具上，还没有统一

10、规范，但基本的方法用具是一样的。水体地形图、深水温度计、彼得生采泥器、一般温度计、带网夹尼器、扭力天平、三角拖网、托盘天平、脸盆、解剖镜、水桶、显微镜、标签、培养皿、铅笔、指管瓶3050ml、记录本、试剂瓶1000ml、毛巾、广口瓶250ml、纱布、量筒、胶布、抄网、解剖针、分样筛40目、放大镜、酸度计、塑料带、甲醛、解剖盘、酒精、小镊子、吸管、绳索、毛笔、盘称、滤纸三、采样点的选择采样的代表性要强，因此应选择那些水域特性的地区和地带，采样点要反映整个水体的基本状况，因此在选点之前，要根据水体的详细地形图，对其形态及环境进行了解，从而根据不同环境特点（如水深、底质、水生植物等等）设置断面和采样

11、点。四、样品的釆集采样时间视调查任务而定。鉴于底栖动物生长、繁殖的速度比浮游动物较慢，所以，一般每季度采样一次，最低限度应在春季和夏末秋初各采样一次。如浅海区，需在涨潮时和落潮时进行。采样时，应事先记录当时的天气、气温、水温（表层、底层）、透明度、水深，然后进行采样，在记录底质及水生植物情况。采样时每个采样点上的大型和小型底栖动物各采2次样品。带网夹泥器采得样品后，连网在水中剧烈洗涤摇荡，洗去污泥，网口要保持禁闭，然后提到船上打开，拣出全部螺、蚌、蚬，放入广口瓶中，并贴上标签（写明地点、编号、日期）然后带回室内处理。蚌斗式采泥器采得的泥样，先倒入40目/寸的铜丝分样筛中，然后/将筛底放在水中轻

12、轻摇荡，洗去样品中的污泥（若样品量大可分几次洗涤），最后将筛中的渣滓倒入所料袋中，并放入标签，将袋口缚紧带回实验室分检。这一过程也可将采的泥样倾入脸盆中，到岸边筛选，以免采样时间过长。定量样品采完后，分别在各采样点上采一定数量泥样作定性标本用，还可在沿岸带和亚沿岸带的不同生境中，用抄网捞取一些定性样品。来不及分检的样品，应放入冰箱内保存，以免虫体腐烂不利于分析。五、定性定量对采得的标本，必须进行正确的鉴定，分门别类，尽可能鉴定到种，然后分别计数和称重，底栖动物的生物量测定一般采用称重法和排水体积法。称重法较常用，称重前，先把样品放在吸水纸上，轻轻翻滚，以吸去体外附着水分，然后称其重量。大型种类

13、应吸至吸水纸上没有潮斑为止，小型种类在滤纸上放约一分钟即可。大型双壳类称重前，应细心将贝壳分开，取出其内水分。软体动物可用托盘天平或盘秤称，蚯蚓和昆虫用扭力天平称，最后重量都换算成克。一般情况下干重比湿重更能说明问题，所以，有条件的话，尽量测其干重。鉴定计数，称重的数值需随时计入记录本中。注意勿将样品混淆，称重后把样品放回原来的样瓶中妥善保存。最后，把所得的数据换算成一平方米面积上的个数（密度）和重量（生物量g/m2）。可按下表记录采集、计数、称量、换算结果。这样，采样水体该采样点的底栖动物种类组成、密度及生物量就一目了然了。底栖动物采集记录表上-I師宜站o包苜标本漏吕水蛊：表层底昙泥pH底层涪氧塑:也跌芙別；笊兄、泥砂、牯土、世砂、砾石、岂石，具迪；水草螫芒擬况：、.+、+",召至环境：采隼T且：二祈采底柄副物咅录克/柑±采集人:小资料:浅海区水深200m以内，真光层，阳光直达海底，水温高，各种生物充足。中水层水深2001000m,阳光微弱，各类海洋鱼类感光器官发达，或具备发光器，如灯笼鱼，鮟鱇鱼，