海洋生物對環(huán)境的適應(yīng)(舟山中學(xué)陳俊)

1、海洋生物對環(huán)境的適應(yīng)（第一稿）教學(xué)目標(biāo)1. 了解海洋生物對環(huán)境適應(yīng)性的普遍性。2. 介紹不同類型生物的適應(yīng)性現(xiàn)象。教學(xué)內(nèi)容1海洋生物適應(yīng)性概述。海洋生物為了能夠適應(yīng)在時空上的變化，多有其調(diào)適之道。調(diào)適的方式可以是形態(tài)上的，可以是生理上的，也可以是行為上的。海洋生物對海洋環(huán)境的適應(yīng)往往是形態(tài)、生理和行為的綜合表現(xiàn)。生物學(xué)家至今仍無法以一個有意義的方式來表達(dá)出如此層層關(guān)連、錯綜復(fù)雜的適應(yīng)行為。8生物學(xué)上的關(guān)于適應(yīng)性是如何定義的呢？在生物學(xué)上，適應(yīng)性是指生物為了適應(yīng)環(huán)境所進(jìn)行改變的過程，還指生物進(jìn)行改變后變得更適應(yīng)環(huán)境的結(jié)果。很多生物會在結(jié)構(gòu)上、功能上、顏色上適應(yīng)環(huán)境，有些動物還會改變它們本能（天然

2、的）的行為。海洋環(huán)境為海洋生物的生存提供了適宜的生存空間，同時又制約其生活、生長、繁殖及分布；另一方面，海洋生物通過多種生存策略適應(yīng)環(huán)境。水母、海鞘等水生生物的軀體近乎透明，這有什么生物學(xué)意義嗎？你還能舉出哪些有趣的例子？若將海洋環(huán)境視為由許多環(huán)境因子（溫度、鹽度、溶氧、波浪與潮流、光線與濁度）所組成的多維空間，則每一種海洋生物都會占有一席之地。其適應(yīng)環(huán)境的能力是由體內(nèi)基因的來決定。被稱為固體牛奶的牡蠣為什么能適應(yīng)低含氧量的海水？牡蠣的血液中有血紅蛋白，而不像多數(shù)軟體動物那樣是血青蛋白。血紅蛋白，是一種更有效的攜氧者，因而具有這種血色素的動物是對低含氧量海水的一種適應(yīng)機(jī)制。牡蠣礁牡蠣.冬天，從

3、海邊所采集的貽貝若馬上放入25弋的海水中，則貽貝會大量死亡。假若貽貝是在夏天時采集，并放入相同水溫的實驗池中，則死亡率會怎么變？2不同類型生物的適應(yīng)性現(xiàn)象介紹。根據(jù)運(yùn)動方式、生活習(xí)性和生存環(huán)境的不同，可將海洋生物分為底棲生物,浮游生物和游泳生物。（1）海洋底棲生物底棲生物是海洋底部生活的一切生物，包括固著生物，爬行生物和穴居生物。海參海盤車海藻（2）海洋浮游生物浮游生物缺乏發(fā)達(dá)的運(yùn)動器官，游泳能力微弱。按營養(yǎng)方式分為浮游植物和浮游動物。按體形可分為大型浮游生物，小型浮游生物，微型浮游生物和超微型浮游生物。按生活史可分為永久性（終身）浮游生物，階段性（半）浮游生物和暫時性（偶然）浮游生物。水母甲

4、藻打撈浮游生物（3）海洋游泳生物海洋游泳生物是水層中運(yùn)動能力最強(qiáng)的一類生物，具有發(fā)達(dá)的運(yùn)動器官，同時一般體形較大。如海洋魚類，爬行動物。海洋哺乳動物和頭足類軟體動物。十六枚魚虎頭魚蝦姑海洋生物為了能夠適應(yīng)其生活環(huán)境的變化，往往通過其形態(tài)，生理，行為，生活方式作出適應(yīng)性反應(yīng)。不同生態(tài)類型的海洋生物有不同的適應(yīng)現(xiàn)象。（1）底棲生物的適應(yīng)性現(xiàn)象底棲生物生活方式多種多樣，根據(jù)不同海區(qū)，分為淺海底和深海底兩個主要海底環(huán)境類型。根據(jù)不同環(huán)境類型，生物進(jìn)化出不同適應(yīng)策略。固著習(xí)性是淺海底棲生物的顯著特點。該區(qū)域的海水溫度，鹽度和光照條件顯示出明顯的不穩(wěn)定性。一些貝類，大型藻類附著在海底或巖石上，軟體動物依靠

5、吸盤或吸肢吸附。而深海底層環(huán)境穩(wěn)定，海水靜止，海底多為泥沙。底棲生物多采用附肢或突出物，如根狀結(jié)構(gòu)或刺來作為附著或支持作用。不需要堅固的構(gòu)造和流線型身體，大都缺少鈣質(zhì)骨骼，而且身體滲透性好（高靜力壓導(dǎo)致）（2）海洋浮游生物的適應(yīng)性現(xiàn)象海洋浮游生物環(huán)境適應(yīng)性的首要問題就是解決其浮游性，如何保持自身漂浮，使其處于水體的真光層。按照浮游時間的長短，浮游生物可分3類：永久性浮游生物，終生在水中浮游，大多數(shù)浮游生物屬于此類；階段性浮游生物，其幼體營浮游生活，成體則營底棲生活或游泳生活；暫時性浮游生物，指一類非浮游生物僅因環(huán)境變化、生殖等原因，有時營短期的浮游生活，如一些底棲的介形類、糠蝦類。浮游生物最重

6、要的特點是能在水中保持懸浮狀態(tài)，具有多種多樣適應(yīng)浮游生活的結(jié)構(gòu)和能力，主要有兩種類型。第一、擴(kuò)大個體表面積或結(jié)成群體增加浮力。這類現(xiàn)象在浮游生物中很普遍。如六角網(wǎng)骨藻、角刺藻有細(xì)長的角毛；橈足類有細(xì)長、多毛的第一觸角和尾叉剛毛；龍蝦的葉狀幼體有扁平葉狀的頭胸部和細(xì)長分叉的胸足；等片藻、直鏈藻結(jié)成帶狀，海鏈藻結(jié)成鏈狀，星桿藻連成星狀等。第二、減輕比重增加浮力方式多樣。產(chǎn)生氣、油等比水輕的物質(zhì)。如管水母類僧帽水母群體頂端有一個充滿氣體（主要是氮）的大氣囊，橈足類的哲水蚤體內(nèi)有一個狹長的油囊，浮游硅藻類進(jìn)行光合作用時產(chǎn)生油點或脂肪酸。分泌膠質(zhì)。如浮游海樽類有發(fā)達(dá)的膠質(zhì)囊。增加水份。浮游動物的含水量一

7、般都高于底棲動物，如水母類的含水量高達(dá)96%以上。外殼和骨骼退化或消失。如浮游腹足類軟體動物的貝殼都比底棲種類的輕薄，有孔蟲的外殼上遍布小孔，毛顎類動物無骨骼組織。（3）游泳生物的適應(yīng)性現(xiàn)象飛魚海洋游泳生物除了具有發(fā)達(dá)的運(yùn)動器官、平衡器官、肌肉系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、視覺以及適應(yīng)不同生境的各種形態(tài)結(jié)構(gòu)外，還具備一些特殊的適應(yīng)性功能和習(xí)性。例如，飛魚具有極發(fā)達(dá)的胸鰭，可離開水面騰空滑翔，一般滑翔時間不超過2秒，滑翔距離約50米，有時滑翔時間可達(dá)15秒，距離可達(dá)400米以上。海豚具有很厚且富有彈性的表皮，真皮中有許多小嵴，嵴間充滿液體。所以，海豚能適應(yīng)水流的壓力變化，消除湍流，接近片流的境界，高速前進(jìn)。頭

8、足類在遇到敵害時，能放出體內(nèi)墨囊中的黑汁，使周圍的海水變黑，借以掩護(hù)逃脫。藍(lán)須鯨的上顎兩側(cè)長了兩排有過濾功能的篩狀板須，使它能攝食大量餌料，一尾長33米、重190噸的藍(lán)須鯨，以磷蝦（一般體長46厘米，體重0.71.5克）為食，日攝食量高達(dá)45噸。鯨類具有能很好地接受和傳遞信息的器官，有一套極靈敏的探測系統(tǒng)，即“聲吶”，因而具有回聲定位和導(dǎo)航的能力。一些游泳生物對深海的生活具有特殊的適應(yīng)功能。在深海生活的魚類、游泳頭足類和甲殼類都有發(fā)光器，可在無光的深海處進(jìn)行照明，以捕獲食物，或迷惑捕食者以逃脫敵害。有的種類，具有特大的嘴、富有彈性的頜、令人生畏的牙齒及其可擴(kuò)大的胃，以有效地捕捉出現(xiàn)在眼前的食物

9、，吞食比自身更為粗大的食物。有的種類個體?。ㄩL度小于15厘米），或體重很輕（如一尾長1.5米的大魚，體重僅1.8公斤），或骨骼骨化程度很差和肌肉松弛似膠狀，使基礎(chǔ)代謝的需要量減少到僅夠維持捕食的能力，以盡量降低對食物和能量的需要，適應(yīng)餌料貧乏的深海環(huán)境?；顒樱旱讞珓游锏恼{(diào)查方法一、活動目的'底棲動物調(diào)查的目的在于了解水體中底棲動物的種類組成，分布以及對水體單位面積上底棲動物的平均密度和生物量作出比較可靠的估計，從而為水體中底層魚類的放養(yǎng)指標(biāo)提供一定的依據(jù)，還可用這些調(diào)查數(shù)據(jù)評述水體的污染程度。二、調(diào)查所用的工具及藥品底棲動物的采集工具種類很多，目前國內(nèi)在采集方法和采集用具上，還沒有統(tǒng)一

10、規(guī)范，但基本的方法用具是一樣的。水體地形圖、深水溫度計、彼得生采泥器、一般溫度計、帶網(wǎng)夾尼器、扭力天平、三角拖網(wǎng)、托盤天平、臉盆、解剖鏡、水桶、顯微鏡、標(biāo)簽、培養(yǎng)皿、鉛筆、指管瓶3050ml、記錄本、試劑瓶1000ml、毛巾、廣口瓶250ml、紗布、量筒、膠布、抄網(wǎng)、解剖針、分樣篩40目、放大鏡、酸度計、塑料帶、甲醛、解剖盤、酒精、小鑷子、吸管、繩索、毛筆、盤稱、濾紙三、采樣點的選擇采樣的代表性要強(qiáng)，因此應(yīng)選擇那些水域特性的地區(qū)和地帶，采樣點要反映整個水體的基本狀況，因此在選點之前，要根據(jù)水體的詳細(xì)地形圖，對其形態(tài)及環(huán)境進(jìn)行了解，從而根據(jù)不同環(huán)境特點（如水深、底質(zhì)、水生植物等等）設(shè)置斷面和采樣

11、點。四、樣品的釆集采樣時間視調(diào)查任務(wù)而定。鑒于底棲動物生長、繁殖的速度比浮游動物較慢，所以，一般每季度采樣一次，最低限度應(yīng)在春季和夏末秋初各采樣一次。如淺海區(qū)，需在漲潮時和落潮時進(jìn)行。采樣時，應(yīng)事先記錄當(dāng)時的天氣、氣溫、水溫（表層、底層）、透明度、水深，然后進(jìn)行采樣，在記錄底質(zhì)及水生植物情況。采樣時每個采樣點上的大型和小型底棲動物各采2次樣品。帶網(wǎng)夾泥器采得樣品后，連網(wǎng)在水中劇烈洗滌搖蕩，洗去污泥，網(wǎng)口要保持禁閉，然后提到船上打開，揀出全部螺、蚌、蜆，放入廣口瓶中，并貼上標(biāo)簽（寫明地點、編號、日期）然后帶回室內(nèi)處理。蚌斗式采泥器采得的泥樣，先倒入40目/寸的銅絲分樣篩中，然后/將篩底放在水中輕

12、輕搖蕩，洗去樣品中的污泥（若樣品量大可分幾次洗滌），最后將篩中的渣滓倒入所料袋中，并放入標(biāo)簽，將袋口縛緊帶回實驗室分檢。這一過程也可將采的泥樣傾入臉盆中，到岸邊篩選，以免采樣時間過長。定量樣品采完后，分別在各采樣點上采一定數(shù)量泥樣作定性標(biāo)本用，還可在沿岸帶和亞沿岸帶的不同生境中，用抄網(wǎng)撈取一些定性樣品。來不及分檢的樣品，應(yīng)放入冰箱內(nèi)保存，以免蟲體腐爛不利于分析。五、定性定量對采得的標(biāo)本，必須進(jìn)行正確的鑒定，分門別類，盡可能鑒定到種，然后分別計數(shù)和稱重，底棲動物的生物量測定一般采用稱重法和排水體積法。稱重法較常用，稱重前，先把樣品放在吸水紙上，輕輕翻滾，以吸去體外附著水分，然后稱其重量。大型種類

13、應(yīng)吸至吸水紙上沒有潮斑為止，小型種類在濾紙上放約一分鐘即可。大型雙殼類稱重前，應(yīng)細(xì)心將貝殼分開，取出其內(nèi)水分。軟體動物可用托盤天平或盤秤稱，蚯蚓和昆蟲用扭力天平稱，最后重量都換算成克。一般情況下干重比濕重更能說明問題，所以，有條件的話，盡量測其干重。鑒定計數(shù)，稱重的數(shù)值需隨時計入記錄本中。注意勿將樣品混淆，稱重后把樣品放回原來的樣瓶中妥善保存。最后，把所得的數(shù)據(jù)換算成一平方米面積上的個數(shù)（密度）和重量（生物量g/m2）?？砂聪卤碛涗洸杉?、計數(shù)、稱量、換算結(jié)果。這樣，采樣水體該采樣點的底棲動物種類組成、密度及生物量就一目了然了。底棲動物采集記錄表上-I師宜站o包苜標(biāo)本漏呂水蠱：表層底曇泥pH底層涪氧塑:也跌芙別；笊兄、泥砂、牯土、世砂、礫石、豈石，具迪；水草螫芒擬況：、.+、+",召至環(huán)境：采隼T且：二祈采底柄副物咅錄克/柑±采集人:小資料:淺海區(qū)水深200m以內(nèi)，真光層，陽光直達(dá)海底，水溫高，各種生物充足。中水層水深2001000m,陽光微弱，各類海洋魚類感光器官發(fā)達(dá)，或具備發(fā)光器，如燈籠魚，鮟鱇魚，