海洋生物学绪论课件.ppt

1、第一章第一章 绪绪 论论l一、海洋生物学的定义一、海洋生物学的定义l是研究海洋中生命有机体的起源、分布、是研究海洋中生命有机体的起源、分布、形态与结构、进化与演替的特征和生物生形态与结构、进化与演替的特征和生物生命过程的活动规律；探索海洋生物之间和命过程的活动规律；探索海洋生物之间和生物与其所处的海洋环境之间的相互作用生物与其所处的海洋环境之间的相互作用和相互影响的科学。和相互影响的科学。l 海洋有机体的功能海洋有机体的功能l 海洋生物多样性海洋生物多样性l 海洋生态海洋生态二、二、世界海洋生物学起源与发展世界海洋生物学起源与发展l公元前四世纪公元前四世纪希腊。希腊。l亚里士多德时亚里士多德时

2、代的希腊人开代的希腊人开始记录他们对始记录他们对一些海滩生物一些海滩生物观察的结果。观察的结果。l十八世纪，林奈十八世纪，林奈发展了物种命名发展了物种命名方法并记录了数方法并记录了数百种海洋动植物。百种海洋动植物。l直到十九世纪，直到十九世纪，海洋生物学才真海洋生物学才真正发展成为一门正发展成为一门科学。科学。l福布斯福布斯(Forbes(Forbes，1815-18541815-1854，英国，英国)是海洋是海洋生态学的奠基者。其所著的生态学的奠基者。其所著的欧洲海的自欧洲海的自然历史然历史被看作是海洋生态学领域的第一被看作是海洋生态学领域的第一部著作。部著作。l主要贡献有：主要贡献有：首创

3、并使用了垂直分布、种群动力学等生态名首创并使用了垂直分布、种群动力学等生态名词；词；在地中海航海探险中利用采泥器收集了一系列在地中海航海探险中利用采泥器收集了一系列海洋生物，进行了描述；海洋生物，进行了描述；提出了提出了“海底海底300300呎以下生命不再存在呎以下生命不再存在”的世的世界上第一个海洋生物学的假说界上第一个海洋生物学的假说 l达尔文达尔文(1809-1881)(1809-1881)是是世界海洋生物学的世界海洋生物学的奠基人之一，提出奠基人之一，提出了世人熟知的物种了世人熟知的物种起源学说；提出的起源学说；提出的珊瑚礁发育理论影珊瑚礁发育理论影响深远。响深远。l1872-1876

4、1872-1876年年，“挑战者挑战者”号考察号考察船进行了环球大洋探险，其间获得船进行了环球大洋探险，其间获得并描述了并描述了4 7174 717种种新的海洋生物，新的海洋生物，是人类第一次全球尺度的海洋生物是人类第一次全球尺度的海洋生物学研究。学研究。l进人进人2020世纪，许多国家开始组建大海世纪，许多国家开始组建大海洋研究机构。洋研究机构。l斯克瑞普斯海洋研究所斯克瑞普斯海洋研究所(美国，美国，1903)1903)l伍兹霍尔海洋研究所伍兹霍尔海洋研究所(美国，美国，1930)1930)l大学中也建立了海洋生物学专业或研究机大学中也建立了海洋生物学专业或研究机构。构。lMurray(19

5、12)Murray(1912)撰写的撰写的大洋深处大洋深处被称为海洋生态学的第一部经典著作。被称为海洋生态学的第一部经典著作。l二战期间，政治与战争的需要大大二战期间，政治与战争的需要大大刺激和促进了与海洋生物学相关技刺激和促进了与海洋生物学相关技术的发展，从而很快扩展了海洋生术的发展，从而很快扩展了海洋生物学家们的能力与本领。物学家们的能力与本领。l细胞生物学、胚胎学、生物化学等细胞生物学、胚胎学、生物化学等实验技术应用到海洋生物学研究中，实验技术应用到海洋生物学研究中，使得实验海洋生物学得到应有的重使得实验海洋生物学得到应有的重视。视。l斯库巴斯库巴(SCUBA(SCUBA即人工肺即人工肺

6、)潜水和深海潜水器潜水和深海潜水器等的相继问世与应用，使科学家能够在海等的相继问世与应用，使科学家能够在海上定点、定时直接观察活的生物并进行取上定点、定时直接观察活的生物并进行取样。样。l2020世纪世纪6060年代起，海洋生物学研究进入快年代起，海洋生物学研究进入快速发展阶段，学科齐全、设备精良的研究速发展阶段，学科齐全、设备精良的研究机构不断涌现。机构不断涌现。lKinneKinne的的海洋生态学海洋生态学(共共5 5卷卷)涉及环境涉及环境动力学、机制、生态系统、培养、海洋管动力学、机制、生态系统、培养、海洋管理等各方面，为近代海洋生态学的另一部理等各方面，为近代海洋生态学的另一部经典之作

7、。经典之作。l目前从事海洋生物学研究的研究所、实目前从事海洋生物学研究的研究所、实验站数以百计；研究队伍不断壮大，海验站数以百计；研究队伍不断壮大，海洋生物科学家已成千上万；先进的综合洋生物科学家已成千上万；先进的综合考察船具有现代化的导航设施，速度快、考察船具有现代化的导航设施，速度快、续航力大、实验仪器齐备良好，足以保续航力大、实验仪器齐备良好，足以保证到世界四大洋的任何一个海面进行考证到世界四大洋的任何一个海面进行考察。设备优良、自动化程度高的深潜器察。设备优良、自动化程度高的深潜器已深入到海洋的最深处玛利亚纳海沟，已深入到海洋的最深处玛利亚纳海沟，取回海底的微生物供科学家研究。取回海底

8、的微生物供科学家研究。三、中国海洋生物学发展史三、中国海洋生物学发展史l我国的地理特点我国的地理特点：近海处于亚洲大近海处于亚洲大陆东侧的中纬度到低纬度地带，南北陆东侧的中纬度到低纬度地带，南北跨越跨越3030多个纬度，受大陆气候条件影多个纬度，受大陆气候条件影响显著，南北温差较大，适于冷、温响显著，南北温差较大，适于冷、温和暖水性多种海洋生物的生长和繁殖，和暖水性多种海洋生物的生长和繁殖，是开展海洋生物学研究最适宜的地区是开展海洋生物学研究最适宜的地区之一。之一。l古代中国海洋生物学发展史古代中国海洋生物学发展史 l远古时期远古时期：对贝、鱼等有了一定的认识，对贝、鱼等有了一定的认识，而且已

9、经能够捕捞一些游泳的海洋鱼类。而且已经能够捕捞一些游泳的海洋鱼类。甲骨文中有甲骨文中有“贝贝”、“鱼鱼”和和“渔渔的的记载。记载。l先秦时期先秦时期 ：对海洋生物的知识更多、利对海洋生物的知识更多、利用能力更强，文字记载更丰富。用能力更强，文字记载更丰富。周易周易竹书纪年竹书纪年礼记礼记l秦汉至南北朝时期秦汉至南北朝时期(公元前公元前221581)221581)：出现了海洋生物分类研究。出现了海洋生物分类研究。l尔雅尔雅说文解字说文解字对多种海洋生物作对多种海洋生物作了记载和解释。了记载和解释。l汉代朱仲著汉代朱仲著相贝经相贝经，专门对海贝进行，专门对海贝进行了分类研究。了分类研究。l史记史记

10、和和汉书汉书，不仅有对海洋生物，不仅有对海洋生物地理分布的记载，而且有对海洋生物的资地理分布的记载，而且有对海洋生物的资源评价。源评价。临海水上异物志临海水上异物志博物志博物志名医别录名医别录l等书籍已记载不少海洋生物。在生物等书籍已记载不少海洋生物。在生物分类、生长、习性、地理分布等方面分类、生长、习性、地理分布等方面都取得了重要成就。都取得了重要成就。l隋至元代隋至元代(581(5811368)1368)：l唐代：唐代：宋代宋代l吴地记吴地记 三山志三山志l本草拾遗本草拾遗 日华本草日华本草l 水族加恩簿水族加恩簿海洋生物及新种海洋生物及新种对许多海洋生物作了质对许多海洋生物作了质量评价量

11、评价珍珠贝、牡蛎、海豹等珍珠贝、牡蛎、海豹等人工养殖人工养殖l陆龟蒙的陆龟蒙的蟹志蟹志是我国第一部蟹类专著是我国第一部蟹类专著 l明清时代明清时代(1368(13681911)1911)：l明代明代(1368(13681644)1644)中期以前遥遥领先于世界各国。中期以前遥遥领先于世界各国。l闽中海错疏闽中海错疏是我国最早的一部地方海洋动是我国最早的一部地方海洋动物志，主要记载福建的海洋水产动物。共记录物志，主要记载福建的海洋水产动物。共记录了涉及现代了涉及现代5050多个科多个科100100多种鱼和软体、节肢、多种鱼和软体、节肢、环节、爬行、棘皮、腔肠、哺乳等动物，描述环节、爬行、棘皮、腔

12、肠、哺乳等动物，描述了它们的形态、习性和一些种的食用质量评价，了它们的形态、习性和一些种的食用质量评价，还指出了生物的多样性。还指出了生物的多样性。黄省曾黄省曾 鱼经鱼经杨杨 慎慎 异鱼图赞异鱼图赞胡世安胡世安 异鱼图赞补异鱼图赞补l清朝：清朝：l异鱼图赞闰集异鱼图赞闰集l记海错记海错l对中国海洋生物学的发展具有重要意义。对中国海洋生物学的发展具有重要意义。近现代中国海洋生物学发展近现代中国海洋生物学发展l萌动发展阶段萌动发展阶段(1840(18401949)1949)：组织机：组织机构的建立，并对构的建立，并对海洋藻类和海洋动物进行海洋藻类和海洋动物进行了零星采集与分类，主要作了一些近海海了

13、零星采集与分类，主要作了一些近海海洋生物的调查和研究。洋生物的调查和研究。l19121912年天津、上海和江苏成立水产学年天津、上海和江苏成立水产学校校 l19211921年秉志在南京高等师范创建了中年秉志在南京高等师范创建了中国第一个生物系国第一个生物系 青岛观象台青岛观象台19281928年设立海洋科，是中年设立海洋科，是中国第一个海洋研究机构。国第一个海洋研究机构。19301930年秋，中国科学社蔡元培等倡议年秋，中国科学社蔡元培等倡议成立中国海洋研究所，并筹建中国第成立中国海洋研究所，并筹建中国第一个海洋博物馆一个海洋博物馆青岛水族馆。青岛水族馆。19301930年中华海产生物学会在厦

14、门大学年中华海产生物学会在厦门大学成立，是中国第一个海洋学术组织。成立，是中国第一个海洋学术组织。l朱元鼎、伍献文对海洋鱼类的研究朱元鼎、伍献文对海洋鱼类的研究l童第周对文昌鱼实验胚胎的研究童第周对文昌鱼实验胚胎的研究l曾呈奎对海藻的研究曾呈奎对海藻的研究l金德祥对硅藻的研究金德祥对硅藻的研究l朱树屏、郑重对浮游生物的研究朱树屏、郑重对浮游生物的研究l陈义对多毛类和星虫的研究陈义对多毛类和星虫的研究l张凤瀛对棘皮动物的研究张凤瀛对棘皮动物的研究l沈嘉瑞对蟹类等甲壳类的研究沈嘉瑞对蟹类等甲壳类的研究l喻兆琦对虾类的研究喻兆琦对虾类的研究l张玺对软体动物的研究张玺对软体动物的研究l汤佩松对海藻含碘

15、量的研究汤佩松对海藻含碘量的研究l许植方对海人草的研究许植方对海人草的研究l奠定基础阶段奠定基础阶段(1949(19491956)1956)：l19501950年年8 8月，新中国第一个海洋研究机月，新中国第一个海洋研究机构构中国科学院水生生物研究所青岛中国科学院水生生物研究所青岛海洋生物研究室的成立，标志着新中国海洋生物研究室的成立，标志着新中国海洋研究工作，特别是海洋生物学全面海洋研究工作，特别是海洋生物学全面系统规模化研究的开始。系统规模化研究的开始。l19511951年成立了中国海洋湖沼学会，年成立了中国海洋湖沼学会，l19521952成立了山东大学海洋系和上海水产成立了山东大学海洋系

16、和上海水产学院。学院。l全面发展阶段全面发展阶段(1956(19561966)1966)：l 19561956年全国科学技术发展纲要中年全国科学技术发展纲要中中国海洋中国海洋科学发展规划科学发展规划l19631963年年5 5月国家科委制定的月国家科委制定的“1963196319721972年海年海洋发展规划洋发展规划”，为中国海洋科学的发展勾画出，为中国海洋科学的发展勾画出宏伟蓝图，指明了前进方向。宏伟蓝图，指明了前进方向。l缓慢发展阶段缓慢发展阶段(1966(19661976)1976)：l这一时期，正是国际上海洋生物学突飞猛进发这一时期，正是国际上海洋生物学突飞猛进发展的时期，中国与国际

17、水平的距离又一次拉大展的时期，中国与国际水平的距离又一次拉大 l恢复和深入发展阶段恢复和深入发展阶段(1976(1976年以来年以来)l19781978年全国科学大会的召开，使中国海洋生物年全国科学大会的召开，使中国海洋生物学进入了恢复和深入发展的时期。学进入了恢复和深入发展的时期。l改革开放政策给海洋生物学研究与国际接轨带改革开放政策给海洋生物学研究与国际接轨带来了机遇，国际合作广泛开展；来了机遇，国际合作广泛开展；l海洋生态学、海洋生态学、l海洋水产农牧化原理与应用研究、海洋水产农牧化原理与应用研究、l海洋生物多样性研究、海洋生物多样性研究、l实验海洋生物学研究全面展开。实验海洋生物学研究

18、全面展开。l19961996年，国家将年，国家将“海洋技术海洋技术”作为第作为第8 8个领域个领域列入国家高技术研究计划，即列入国家高技术研究计划，即“863”863”计划。计划。包括包括3 3个主题：个主题：海洋探测与监视技术、海洋探测与监视技术、海洋生物技术、海洋生物技术、海洋资源开发技术。海洋资源开发技术。l国家还启动了国家还启动了“攀登计划攀登计划”、“星火计划星火计划”、“火炬计划火炬计划”和和“科技兴海计划科技兴海计划”等一系列等一系列计划，将我国的海洋技术研发集中在：计划，将我国的海洋技术研发集中在：海洋探测与监视、海洋探测与监视、海水养殖、海水养殖、海洋食品开发、海洋食品开发、

19、海洋天然产物筛选海洋天然产物筛选海洋药物开发海洋药物开发l近近5050年来，我国在海洋科学各个年来，我国在海洋科学各个重要领域里，都有研究或较深入地重要领域里，都有研究或较深入地研究。中国海洋生物学形成了完整、研究。中国海洋生物学形成了完整、齐全的科研体系，在世界上已有了齐全的科研体系，在世界上已有了一定地位和影响，少数领域的研究一定地位和影响，少数领域的研究成果达到了世界领先水平。成果达到了世界领先水平。我国的药用海洋生物我国的药用海洋生物l诗经诗经（周）（周）18种种l皇帝内经皇帝内经（周）（周）27种种l神农本草经神农本草经（汉）（汉）10种种l新修本草新修本草（唐）（唐）增增l本草纲目

20、本草纲目（明）（明）90种种l本草纲目拾遗本草纲目拾遗(清）清）增增 10种种l鲨鱼、珊瑚、珂（凹线鲨鱼、珊瑚、珂（凹线蛤蛎）、紫贝齿蛤蛎）、紫贝齿l全国中草药汇编全国中草药汇编（19751975）166166种种l中药大辞典中药大辞典（19771977）144144种种l中国药用海洋生物中国药用海洋生物（19771977）147147种种l南海海洋药用生物南海海洋药用生物（19781978）213213种种l原色中国本草图鉴原色中国本草图鉴（19831983）200200种种l中华本草中华本草（19991999）802802种种海洋生物学研究的原则与方法海洋生物学研究的原则与方法l研究空间与

21、时间的扩展与深化研究空间与时间的扩展与深化 l现代海洋生物学研究的空间与时间尺度，在宏现代海洋生物学研究的空间与时间尺度，在宏观层面上扩展，另一方面朝微观中深化。观层面上扩展，另一方面朝微观中深化。l宏观上，科学家们越来越重视全球或大尺度上宏观上，科学家们越来越重视全球或大尺度上中长期的海洋生物学研究。中长期的海洋生物学研究。l微观上，生物个体的研究已从普通个体到微小微观上，生物个体的研究已从普通个体到微小个体个体l生理、生化机制的研究已从整体到细胞深化至生理、生化机制的研究已从整体到细胞深化至分子水平，生态学的研究也深入到微生境、微分子水平，生态学的研究也深入到微生境、微生态。生态。l学科的

22、交叉与综合学科的交叉与综合 l学科交叉与综合已成为现代海洋生物学的重要发学科交叉与综合已成为现代海洋生物学的重要发展趋势；更是促进海洋生物学发展的必要前题。展趋势；更是促进海洋生物学发展的必要前题。l在海洋学层面上，海洋生物学与海洋化学、海洋在海洋学层面上，海洋生物学与海洋化学、海洋地质学和物理海洋学之间加快了相互交叉与渗透地质学和物理海洋学之间加快了相互交叉与渗透l在生物学层面上，科学家对海洋生物的研究常常在生物学层面上，科学家对海洋生物的研究常常是生态学、发育学、遗传学、生物化学、生物物是生态学、发育学、遗传学、生物化学、生物物理学和生物数学等多学科的交叉。理学和生物数学等多学科的交叉。l

23、现代生物技术、计算机技术、化学分析技术、遥现代生物技术、计算机技术、化学分析技术、遥感遥测技术以及海洋技术等在海洋生物研究中得感遥测技术以及海洋技术等在海洋生物研究中得到越来越多的应用。到越来越多的应用。l海上考察试验与室内实验分析相结合海上考察试验与室内实验分析相结合l海洋生物学研究起源于海上考察，而且它海洋生物学研究起源于海上考察，而且它至今仍然是取得第一手材料与数据的重要至今仍然是取得第一手材料与数据的重要源泉。海洋生物学假说与理论的证实最终源泉。海洋生物学假说与理论的证实最终不能离开海上考察或试验。但实验室可以不能离开海上考察或试验。但实验室可以保证科学家在人工控制与模拟的条件下，保证

24、科学家在人工控制与模拟的条件下，不受自然环境的限制，随意重复或深入进不受自然环境的限制，随意重复或深入进行各种各样的实验和数据分析。两者结合行各种各样的实验和数据分析。两者结合起来，优势互补，相得益彰。起来，优势互补，相得益彰。l研究的国际化，竞争与合作研究的国际化，竞争与合作l海洋是人类共有的财富，要深入全面研究海洋海洋是人类共有的财富，要深入全面研究海洋生物学，国际合作是必要和可能的。但各国又生物学，国际合作是必要和可能的。但各国又具有特有的经济专属区，为了自身的利益，不具有特有的经济专属区，为了自身的利益，不得不在研究中进行激烈的竞争。得不在研究中进行激烈的竞争。l比如在鲑鳟鱼资源的捕捞

25、管理上，就连一向称比如在鲑鳟鱼资源的捕捞管理上，就连一向称为兄弟同盟的加拿大与美国或欧盟国家之间在为兄弟同盟的加拿大与美国或欧盟国家之间在谈判配额时，也要你争我吵，各自利用鲑鳟鱼谈判配额时，也要你争我吵，各自利用鲑鳟鱼种群种群DNADNA指纹分析图得到的科学证据，力求多得指纹分析图得到的科学证据，力求多得到一些份额。在国际海洋划界中，渔场物理边到一些份额。在国际海洋划界中，渔场物理边界和生物特征无疑是考虑的重点因素之一。界和生物特征无疑是考虑的重点因素之一。l生物资源的持续发展、环境的科学管生物资源的持续发展、环境的科学管理成为海洋生物学研究的主要目标理成为海洋生物学研究的主要目标l资源与环境

26、是地球科学研究永恒的主题，也是海资源与环境是地球科学研究永恒的主题，也是海洋生物学研究的重点。洋生物学研究的重点。l人类自身的活动不仅给渔业资源的再生造成了威人类自身的活动不仅给渔业资源的再生造成了威胁，也给地球上生命赖以生存的海洋环境带来了胁，也给地球上生命赖以生存的海洋环境带来了污染和破坏。面对资源短缺、环境恶化和人口污染和破坏。面对资源短缺、环境恶化和人口“爆炸爆炸”的严峻挑战，人类在考虑如何更科学合的严峻挑战，人类在考虑如何更科学合理地保护、开发和利用海洋生物资源，确保它的理地保护、开发和利用海洋生物资源，确保它的持续发展；也在探索如何更好地监测海洋环境的持续发展；也在探索如何更好地监测海洋环境的变异和对海洋环境进行有效的科学管理。毫无疑变异和对海洋环境进行有效的科学管理。毫无疑义，海洋生物学研究要把这两个重大问题的解决义，海洋生物学研究要把这两个重大问题的解决作为自身的目标。作为自身的目标。