(1)第一篇 第七章 微生物在海洋环境中的作用

各种硅藻
1、甲藻类 主要的赤潮种类之一，单细胞，形成孢囊。 （1）夜光虫 体形较大，有眼点，产生荧光，无毒。全 世界分布，河口、湾口数量最多。3-6月容易 产生夜光虫赤潮。
（2）裸甲藻 无细胞壁，近圆形。许多种类形成孢 囊，并分泌麻痹性贝素或神经性贝素或鱼毒。 短裸甲藻：日本、墨西哥、广东 链状裸甲藻：澳大利亚、美国等国 米氏裸甲藻：新西兰、韩国等国 环节环沟藻：日本、荷兰等国
海洋微生物在地球历史上的作用： 1、在20亿年前，为地球制造了氧气，从而具 有多样性的生物圈。 2、将空气中的氮气变成了硝酸盐，否则，地球 就没有动物。
参考消息07年10月14日：蛭形轮虫
四、海洋微生物与海洋污源自文库治理
1、海洋微生物可以分解大多数的有机物为水 和二氧化碳。 2、海洋微生物可以使陆源的病菌死亡。
15亿 年前的 海藻化 石
2004－2005年，美国的生物地球化学 家Buessele研究结果标明：大约50％的碳沉 入海底，但是，其中20％的碳真正沉积下来。 海洋储碳的能力与“昏暗带”的微生物活动 紧密相关。
第三节 海洋微生物在可燃冰形成的作用
地球上有一种可燃气体和水结合在一起 的固体化合物，因外形与冰相似，所以叫它 “可燃冰”。
第七章
微生物在海洋环境中的 作用
第一节 海洋微生物环境生态的特点 第二节 海洋微生物在环境循环中的作用 第三节 海洋微生物在可燃冰形成的作用 第四节 沿海养殖虾池的微生物 第五节 赤潮发生的原因以及与海洋环境的关 系
教学重点
1、海洋微生物环境生态的特点
2、海洋微生物在环境循环中的作用
教学难点
1、常见的海洋微生物种类
3、海洋微生物能降解石油烃，清除海洋油污。 4、海洋微生物可以这里赤潮。裂解赤潮藻类。
第二节 海洋微生物在环境循环中的作用
海洋在全球碳循环中起着极为重要的作用， 能够吸收大约一半由人类活动产生的温室气体。 其中大部分反应在海洋表面以下的300米内。 海洋的浮游藻类能够捕获碳，而当它们死 后永远把碳沉积在漆黑的海底。
拟态弧菌广泛存在于自然水体环境中，能 导致鱼类、贝类及甲壳类暴发弧菌病，对水 产养殖业构成严重威胁。
携带WSSV（病毒）的厚蟹
电镜
WSSV（白斑综合症病毒）感染厚蟹后， 很少引起蟹的死亡，厚蟹只是病毒的携带者。 如果厚蟹死后，虾塘的养殖虾如对虾吃 了这些携带病毒的蟹，就会立即引起病毒病 的爆发和传播，造成大面积的养殖虾死亡。
海底这种微生物与可燃冰息息相关
2.5亿年前的二叠纪，大部分生物突然 消失，被人认为这是小行星碰地球。但是格 雷沃里认为是海底的甲烷发生大爆炸燃烧引 起的，耗尽了空气中的氧，从而使到生物死 亡。
研究结果表明： 在海床以下500米微生物分工合作 1、最上层微生物还原硫酸盐； 2、中间层微生物氧化甲烷； 3、底层微生物制作甲烷。
2、大连湾赤潮 渔业、养殖业发达，排渣、填海，每年超 过上千万元损失。从1972-1990年间，共发 生赤潮18次。 3、长江口赤潮 夜光虫赤潮占55%。1988年在花鸟山岛 海域发生夜光虫赤潮，面积为6600平方公里。 在1992年全年发生赤潮19次，累计60天。
4、福建沿海赤潮 赤潮频发区。1986年赤潮引起136人中 毒（误食因赤潮而死的贝类），1人死亡。 1989年发生5次赤潮直接经济损失近1亿元。
刀额新对虾腹神经索中的WSSV（病毒）
用套式PCR检测病虾塘浮游生物结果
第五节 赤潮发生的原因以及与海洋环 境的关系
一、 赤潮与赤潮微生物
二、赤潮的种类
三、我国的赤潮
四、赤潮的危害
五、赤潮的发生
六、赤潮的监测
七、赤潮的防治对策
第五节 赤潮发生的原因以及与海洋环境的关 系 什么是赤潮 因海洋微藻类过度繁殖而使海水变色的 现象。 海洋中有4000多种浮游藻类，其中300 种引起赤潮，70种有毒。
蠕虫
可燃冰
第四节 沿海养殖虾池的微生物
珠海斗门区围头村养殖南美白对虾的环 境生态 2006
沿海养殖对虾虾塘的微生物： 图1拟态弧菌（Vibrio mimicus）；图2副溶血 性弧菌（Vibrio parahaemolyticus）； 图3河弧菌（Vibrio fluvailis）
（3）造成恢复养殖业困难 海产养殖业的特点：投资大、风险大、回报 大。 影响：养殖者信心、资金困难。 1989年：山东等省损失超过3亿元 1997-1998年两次赤潮：广东损失超过4亿 元，香港损失超过3亿元。
2、赤潮对海洋环境的破坏 （1）影响水体的酸碱度和光照度 正常pH8.0-8.2;赤潮pH8.5-9.3，影响海洋 动物死亡，底层生物量锐碱。影响水体透明度。 造成珊瑚死亡。
这种可燃冰的形成有两条途径： 一是气候寒冷致使矿层温度下降，加上地层的 高压力，使原来分散在地壳中的碳氢化合物和 地壳中的水形成气—水结合的矿层。 二是由于海洋里大量的生物和微生物死亡后留 下的遗尸不断沉积到海底，很快分解成有机气 体甲烷、乙烷等，这样，它们便钻进海底结构 疏松的沉积岩微孔，和水形成化合物。
一、 赤潮与赤潮微生物
二、赤潮的种类 根据赤潮藻类有无毒性，分为三大类：
1、无毒的赤潮 由无毒的藻类引起，例如夜光藻赤潮， 藻类过多时引起鱼虾死亡，这种赤潮在我国 最普遍。
2、有毒的赤潮 由有毒的藻类引起，这种赤潮藻通过食物链造 成人类肠胃消化系统或神经性系统中毒，例如 链状亚历山大藻、裸甲藻等。
3、赤潮对海洋旅游业的影响 （1）破坏旅游区的自然景观 影响风光、臭气冲天 （2）引起人体生理不适 赤潮海水称为“辣椒水”，引起皮肤过 敏，呼吸发炎等。
（3）出于对赤潮恐惧心理 （4）清洁被赤潮污染的海滨，需要时间和 经费，关闭旅游区。
4、赤潮对人类健康的毒害 皮肤、呼吸、通过食物链的传递作用引起 中毒。 欧美等国家由于有较完善的海产品检测、 管理体系，发生海产品中毒的事件很少。
覆盖在海底的10％面积，总面积为 4000万平方公里，储量为25000万亿 立方米。是石油、天然气和煤总储量的 2倍。可以供人类使用数百年。
海洋中具有释放甲烷的微生物和消耗甲烷 的微生物，使到海洋处于一种平衡中。 否则，对人类是一种灾害。偶尔可以见到海 洋表面燃烧，就是海底产生的甲烷气体上升到空 气中。 解释“百慕大三角”的理论就是甲烷上升到 海面的理论，并用实验证明。
（2）竞争性消耗水体中的营养物 质，并分泌一些抑制其他生物生长的物质， 使种类数量减少。 （3）许多赤潮生物含有毒素，使海洋动物生 理失调或死亡，例如海鸟、海狮等动物
（4）以胶状群体生活的赤潮藻类，引起海洋动 物呼吸、滤食造成死亡。 （5）死亡的赤潮藻类消耗溶解氧，产生大量的 有害气体，影响海洋生态系统
2、 赤潮发生的原因以及与海洋环境的关系
第一节海洋微生物环境生态的特点
一、海洋微生物环境生态特点 二、海洋微生物的分布特点 三、海洋微生物多样性 四、海洋微生物与海洋污染治理
第一节 海洋微生物环境生态的特点 一、海洋微生物环境生态特点 1、嗜盐性 海水的显著特征就是含有相当稳定的高浓度 盐分，海洋微生物要耐受高渗透压。 2、嗜冷性 90％的海水水体温度低于5摄氏度。
赤潮种类 有260余种浮游藻类可形成赤潮，其中 有70余种有毒。 主要两类型的藻类形成赤潮： （1）甲藻类（涡鞭藻类） 这种藻类的细胞伤有两条鞭毛，其中一 条绕着藻体的环沟，另一条在纵沟中伸出。 具甲板、毒素。
各种引起赤潮的甲藻
（2）硅藻类 富含硅质，无害。个别种类有毒，可 产生记忆缺失性毒素。
这种赤潮引起的毒素： （1）麻痹性贝毒（PSP） （2）腹泻性贝毒（DSP） （3）神经性贝毒（NSP） （4）记忆缺失性贝毒（ASP） （5）鱼毒（CFP）
3、对人无毒，但对鱼类及无脊椎动物有害 的赤潮 这种赤潮主要是对鱼鳃等发生堵塞或机 械伤害作用，例如角毛藻（硅藻类）。 保护海洋的生态系统，这是人类的责任。
5、广东沿海赤潮 由于珠江三角洲和香港地区社会经济高速 发展，海水污染和富营养化，赤潮频频发生。 其特点：次数多、范围广、时间长、危害大。 例如1998年3月18日和26日两天发生裸甲藻 赤潮，香港损失超过2亿元港币，珠海损失达 1亿元。
四、赤潮的危害 1、对水产养殖与捕捞业的危害 全球每年由于赤潮造成水产养殖业的直 接经济损失达数十亿美元。 （1）养殖对象短时间大量死亡 在12小时内养殖对象大量死亡。
3、海洋放线菌 绝大部分放线菌为C＋，分布广泛。好气腐 生菌，在海洋生 态系物质循环中起着重 要作用。 4、海洋蓝细菌 无核膜，革兰氏染色阴性C－。具有高效能 的固氮作用， 在海洋氮循环中起着 重要作用。
5、海洋真菌 营腐生或者寄生生活。分布广泛。随盐度 减低，种类增加。热带海域比寒温带种类要 多。在木质码头和红树林中有着重要的影响。
2、受风、流等的影响 由于赤潮生物是单细胞生物，缺少运动器 官，因此容易聚集。如果有风、水流就使赤潮 藻类不容易聚集。
3、人类活动的作用 海水的富营养化（N和P），分为自然富 营养化和人为富营养化，后者破坏生态平衡。 造成富营养化的几个因素：
（1）海洋污染 沿海工农业总产值占62%。生活、生 产污水未经处理就排进大海，1997年广东沿 海排放29亿吨的污水，只有10%是经过净化 处理。
燃烧 着的 可燃 冰
对于可燃冰的研究进展： 日本和美国最为先进，接近应用的商业开 采。日本海底约为14－20万亿立方米的可燃冰， 可供日本100年使用。 美国没有急于开发，主要考虑环境问题等 原因。美国告诫急于开发的国家，一旦甲烷泄 露，造成的灾害非常严重。
海底 的蠕 虫与 可燃 冰和 平相 处
（2）过度的海产养殖 1992年我国海水养殖600多万亩，产量达350 万吨，居世界第一位。饲料多造成海水富营养 化。 1998年广东饶平县发生特大赤潮，就是在养 殖密集的区域。
（3）国际交流促成赤潮藻传播 船的运输，养殖业品种的引进。
六、赤潮的监测 1、赤潮监测的主要目的： （1）掌握赤潮发生的规律，保护生态平衡； （2）了解形成赤潮的条件，保证养殖业的安全； （3）探讨人类活动对赤潮的影响；
5、赤潮对鱼、贝类的致害作用机理 （1）机械性窒息作用 （2）产生对鱼类、贝类有毒的物质（毒素） （3）耗氧、产生有毒气体（甲烷） （4）水体有机物增加
五、赤潮的发生 引起赤潮发生的原因非常复杂， 但主要原因如下： 1、全球气候的变化 厄尔尼诺现象的缘故，其根本原因是温 室效应和海水增温。 厄尔尼诺活跃年，赤潮发生次数增加 （如1998年）。
表4 分离到的弧菌的种类及其在弧菌总数中 所占的比例 Tab.4 The percentage of each vibrio and it accounted for the total vibrio
弧菌名称 健康虾池样品 占弧菌（％） 患病虾池样品 占弧菌（％）
拟态弧菌 拟态弧菌 副溶血弧菌 河弧菌
3、适压性 水深每增加10米，静水压力约增加 1kg/cm2。 4、低营养型 海水处于寡营养状态。
二、海洋微生物的分布特点 1、浅海 内湾和河口微生物水平分布密度大，垂直 分布递减。 2、深海 表层海水微生物多，深层海水微生物少。
三、海洋微生物多样性 1、海洋病毒 具有种类多样性、形态多样性，近岸多， 远岸少。海洋深度垂直两头多。 2、海洋细菌 无核膜和核仁， 无细胞器。生长环境需要氯元素。
2、硅藻类 硅质壁，细胞由两半扣合而成。 （1）骨条藻 全国分布，细胞盘状、球性。硅质化。无 毒。 （2）角毛藻 丝状群体，2-6月大量繁殖。主要分布南 海。无毒。
三、我国的赤潮 工农业发展、人口涌向沿海城市、污水增 加、环境污染。 1、渤海湾赤潮 养殖业发达，1989年在唐海等地发生裸甲 藻赤潮，时间长、范围广、损失超过2亿元。 1998年发生赤潮，面积为5千平方公里。
塘水 底泥 塘泥 塘泥
100 78 0 22
塘水 底泥 塘泥 塘泥
100 50 37 13
河弧菌广泛分布于低盐度海水环境的港 湾水、河水中。广泛存在于鱼、虾、蟹、牡 蛎、蛤和螺等动物中。
副溶血性弧菌在低盐度的海水环境中繁 殖迅速。各种弧菌对人和动物均有较强的毒 力，其致病物质具有溶血活性、肠毒素和致 死作用。