世界海洋生物学研究历史
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世界海洋生物学研究历史
海洋生物学是海洋学的分支学科,同时也是生物学的分支学科。它主要关注海洋生物本身,在细胞、机体和种群水平上,研究生物体形态结构、生理以及行为上对环境的适应性等(杨万喜 2012)。自古以来,人类就因为捕鱼、航海等活动与海洋发生着关系,逐步了解一些海洋生物与海洋环境的关系。但是,海洋生物学作为一门系统学科的历史较短(沈国英施并章 2002)。
早在古希腊时期(公元前四世纪),科学家亚里士多德就在《动物志》中记述了170多种海洋生物,按现代分类包括有海绵动物、腔肠动物、蠕虫、软体动物、节肢动物、棘皮动物、原索动物、鱼类、爬行类、海鸟、海兽等十多个主要动物类群,其中海洋鱼类即有110多种(价值中国网站 2006 )。而在中国,公元前三世纪左右刊行的中国《黄帝内经》中,就也已经有了用墨鱼治病的记载。更不要说公元前一世纪前成书的《尔雅》,不仅记载有海洋动物,甚至还有海洋藻类。还有公元初古罗马普利尼乌斯的《自然历史志》,记录了170多种海洋生物。中国明朝屠本睃的《闽中海错疏》,记载有200多种海产生物(价值中国网站 2006 )。不仅如此,《闽中海错疏》即是我国也是世界比较早的一部水产经济动物志,又是动物学从以实用为主向系统动物学方向发展的重要著作之一。而且《闽中海错疏》比较全面地记载了福建的水产动物,包含不少动物形态、生态和生活习性方面的知识(湖南省科普网 2010)。我们可以发现,在古代,人类就已经体现出了对海洋生物学的巨大好奇以及浓厚兴趣。尽管那时还没有海洋生物学的这个学科观念,但这并没有阻止人类对海洋生物的探索。这便是海洋生物学的萌芽阶段。
随着自然科学和航运事业的发展,海洋生物学进入到了科学的研究时期。海洋生物学逐渐由萌芽阶段向初始阶段迈进。一些科学家开始进行零星的调查。例如,1674年,荷兰列文虎克最先发现海洋原生动物;1777年,丹麦米勒开始应用显微镜观察北海的浮游生物;英国的Forbs用底托网采集并观察底栖生物,提出海洋生物垂直分布的分带现象——潮间带(littoral zone)、昆布带(laminarian zone)、珊瑚藻带(coralline algae zone)以及深海珊瑚带(deep sea coral zone)并且按深度将爱琴海分成九个带和发表《英国海产生物分布图》(沈国英郭丰黄凌风施并章 2010)。以后科学家们也相继进行了多次大范围的海洋生物调查。19世纪前期,爱伦贝格在海洋中发现硅鞭藻类;英国达尔文对他在1831~1836年“贝格尔”号航海中采集的蔓足类和珊瑚类,进行了出色研究;德国米勒于1845年使用浮游生物网,采集和研究海洋浮游生物。1908~1913年,丹麦彼得松的工作奠定了海洋底栖生物定量研究的基础;1946年,美国佐贝尔的《海洋微生物学》奠定了海洋微生物,主要是海洋细菌的研究基础(价值中国网站 2006 )。
此外,海洋生物学的一些概念、术语也陆续被提出来。例如,1887年Hensen首先使用“浮游生物”(plankton)一词,1891年德国的Haeckel首先提出“底栖生物”(benthos)和“游泳生物”(nekton)两个名词,这是迄今为止仍继续沿用的海洋生物三大生态类群(沈国英施并章 2002)。此时,海洋生物学已经初步形成了一门系统的学科。
19世纪下半叶开始,出于自身的好奇心理,各国竞相派出海洋考察船,海洋生物的研究工作日益兴盛。各国的海洋生物学都取得了巨大的突破。其中,最有名的海洋考察是英国“挑战者”号调查船历时三年多(1872~1876)的环球调查,学者们采集了大量深层和中层生物,出版了50卷巨著,所记载的生物的新种达4400多个,使当时已知的海洋生物种数翻了几番(沈国英施并章 2002)。各国在此期间也设立了许多考察站,相继建立了许多海洋生物研究机构(最古老的海洋生物研究机构是意大利那不勒斯海洋生物研究所,成立于1872年,1874年正式开放。1888年,英国海洋生物学会成立了普利茅斯海洋研究所。美国于1888年在伍兹霍尔建立海洋生物研究所等等(价值中国网站 2006 ))这对海洋生物学的发展,起到了重大的促进作用。
20世纪初至50年代可以认为是海洋生物学研究的发展阶段。这个时期海洋生物学的主要特点是在大量的定性研究的基础上开展定量研究。例如,对于浮游动物和底栖动物的数量分布的研究等等。而且,在游泳生物上,人类也取得了不小的进展。例如研究人员开始对一些鱼类的分布、洄游和数量变化等开展调查(沈国英郭丰黄凌风施并章 2010)。这对捕鱼业以及鱼类研究专家积累了很多珍贵的材料资源。
到了20世纪60、70年代及以后,海洋生物学在新的发展模式上又做了进一步的突破:利用高新科技来研究海洋生物。例如,日学者利用生物工程技术研制出控制海洋鱼苗性别的方法;美国发射海洋卫星调查海洋鱼群的数量和种类变化等(价值中国网 2006)。荧光显微技术和流式细胞测定技术的应用使人们发现蓝细菌和原绿球藻等极微细的自养生物在海洋中大量存在,为微型生物食物网提供了保证。应用于水下的连续监测装置和高超的摄影技术也为我们展示了海样生物那不为人知的秘密。而且,由于深潜器的发明和应用人类发现了深海底生物的高度多样性以及热浪喷口和冷渗口的特殊生物群落。在1977年,美国深潜器“阿尔文号”(Alvin)在加拉帕戈斯群岛(Galapagos Is)附近的海底火山口附近首先发现热浪喷口,这一区域海水富含硫化氢和硫酸盐,而且硫化细菌生物量很高。此后不久,1984年人类在墨西哥湾佛罗里达海崖基部又发现含有高浓度硫化物和甲烷冷渗口,同样也生长着丰富的细菌和很特殊的生物群落。(沈国英郭丰黄凌风施并章 2010)。到了2012年,中国深潜器蛟龙号成功实现7000米深的下潜深度(杨万喜 2012),这也标志着中国海洋生物学的向前大跨步。由以上事例可以看出,新科技对海洋生物学发展的贡献大,而且海洋生物学的知识博大精深,是一门永不止步的学科。
在今天,我们更加熟练的运用高级科技的手段来提升人类对于海洋生物的认识,并且对于海洋生物多样性的保护也在不断加强。近年来,已经签署了多个海洋生物保护的国际性条约。从1980年联合国有关成员国签署了《南极海洋生物资源养护公约》,到1992年以来,已经有170个国家签署了《生物多样性公约》(J.W.尼贝肯 1991 )。其中最重要的就算是1948年成立的国际捕鲸委员会(IWC),它的主要目的就是对猖獗的捕鲸业进行管理,了解各种鲸类的资源状况并确定捕杀各种鲸的数量,一次来保存鲸类资源(伊.斯.阿日吉兴 1987)。人类已经意识到,要想更深入的研究海洋生物,保护是首要任务。所以,现代生物海洋学的发展主要是以保护和研究并重来开展的。
难能可贵的,如今的海洋生物学已经不再是科学家们的“专属产品”,广大群众对于这一领域的兴趣也在不断增长着。这种状况显然是证明了人类越来越意识到海洋的重要性。当然,这也与国际上在捕鱼权、捕鲸问题也给公众提供了了大量有关海洋生命的电视节目和书籍有关。最具代表性的,就属《海洋》电影的公映,《海豚湾》的畅销以及著名好莱坞导演卡梅隆亲身下潜至世界海洋最深处等重大事件。并且在各大高校,有关海洋生物学的课程也成为了炙手可热的选修通识课。例如中国著名学府浙江大学的通识课——海洋生物学。
世界海洋生物学的发展史,总体来说分为四步:萌芽阶段,初始阶段,发展阶段以及普及阶段。但发展阶段与普及阶段并不是并列而是相互包含的关系。例如在今天,我们既在寻求发展,也在谋求普及。
不论如何,海洋生物学是一门永不止步的学科,它的研究历史也一定会随着社会的发展而不断积累。值得庆幸的是,这门学科目前越来越受到人们的重视。在这个具有高新科技,浓厚兴趣的时代里,海洋生物学必将散发出更加迷人的光彩!
参考文献
[1] [美]J.W.尼贝肯.海洋生物学_生态学探讨[M].海洋出版社, 1991.
[2]杨万喜.教学PPT. 浙江大学 2012
[3] [苏]伊.斯.阿日吉兴,符.格.甘杰尔,符.波.扎伊采夫.海洋生物综合利用.海洋出版社. 1987
[4] 沈国英施并章. 海洋生态学第二版. 科学出版社: 2002
[5]沈国英郭丰黄凌风施并章.海洋生态学第三版.科学出版社. 2010
[6]/wiki/showcontent.aspxtitleid=58896 价值中国网站
[7]/KXSLS-635000-10000395.html湖南省科普网