生物选修课程海洋生物学生物对环境的适应教学目标了解海洋

生物对环境的适应

◆教学目标

1．了解海洋生物对环境适应的普遍性。

2．介绍不同类型生物的适应性现象。

◆教学内容

一、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。

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。

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

二、不同类型生物的适应性现象

1．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：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。

冬天，从海边所采集的贻贝若马上放入25℃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？

海参海盘车海藻（2）海洋浮游生物：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。

水母甲藻打捞浮游生物（3）海洋游泳生物：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

2．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。①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。②分泌胶质。如浮游海樽类有发达的胶质囊。③增加水份。浮游动物的含水量一般都高于底栖动物，如水母类的含水量高达96%以上。④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：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4～6厘米，体重0.7～1.5克)为食，日摄食量高达4～5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，或迷惑飞鱼

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，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：

观察潮间带固着生活的动物有什么样的适应环境的特点。

思考题：

1．海洋生物适应性的意义？

2．游泳动物适应海水环境的生态学特点？

3．浮游生物如何适应浮游生活？

（舟山中学陈俊）