海洋生物资源与生态健康

海洋生物资源 (3)

一、海洋生物资源 (3)

浮游植物 (3)

浮游动物 (3)

小型底栖动物 (3)

二、生物资源中的活性成分 (3)

鱼类、甲壳类动物 (4)

软体类动物 (4)

海绵、腔肠类动物 (4)

苔藓、棘皮类动物 (4)

尾索、脊索类动物 (5)

海洋植物中的活性成分 (5)

海洋微生物中的活性成分 (5)

三、海洋生物资源的其他应用 (5)

经济生物资源 (5)

海洋生态健康 (7)

一、海洋生态系统 (7)

海洋浮游生态系统 (7)

底栖生物系统 (7)

海洋生物泵 (7)

海洋生态系统的管理 (8)

河口生态系统 (8)

岛屿生态系统 (8)

二、海洋污染 (10)

河口污染物富集 (10)

赤潮 (10)

富营养化 (11)

生物资源衰退 (11)

三、海洋化学污染物 (11)

三丁基锡(Tributyltin，TBT) (12)

营养盐 (12)

四、海洋生物污染物 (13)

赤潮生物 (13)

五、海洋生态健康相关技术 (13)

物理-生物过程耦合的遥感监测 (13)

分子探针技术 (13)

六、赤潮 (14)

赤潮的成因 (14)

赤潮的危害 (14)

我国的赤潮研究 (15)

国际赤潮合作计划 (15)

赤潮的物理化学监测 (16)

赤潮的生物监测 (16)

当前的赤潮管理方法 (16)

赤潮治理方法 (17)

海洋生物资源

一、海洋生物资源

海洋覆盖着地球表面积的71%，是生物进化的发源地，海洋中蕴藏着极其丰富的海洋生物资源，海洋生物物种约占地球生物物种总数的80%以上据统计，已知的海洋生物大约有300 000种，而且这些可能仅仅只占所有海洋生物种类的一小部分，海洋生物环境所具有的这种物种多样性构成了资源化学多样性的基础。海洋生物以它独特的生活方式—栖息、运动、洄游、摄食、排泄、生长繁殖、御敌等，生活在复杂而多变的海洋环境里，海洋环境具有高盐、高压、低温、寡营养等迥异于陆地环境的特点，海洋生物也随之产生了与陆地生物不同的代谢途径和机体防御机制，具有陆上生物所不具有的化学结构奇特、新颖以及特异的高活性、高药效的活性物质。

●浮游植物

一类自养性的浮游生物，具有叶绿素或其它素体，能吸收光能（太阳辐能）和二氧化碳进行光合作用，而自己制造有机物(主要是碳水化合物)。这类浮游生物主要包括细菌和单细胞藻类--硅藻、甲藻、绿藻、蓝藻、金藻、黄藻等。它们是水域生态系统中的主要生产者(producer，属于初级生产力，其中有些细菌又是还原者decomposer)。由于需要吸收日光能，一般分布于海洋的上层或称真光层(euphotic layer)。

●浮游动物

这是一类异养性的浮游生物，也就是不能自己制造有机物，而必须依赖已有的有机物作为营养来源。这类浮游生物主要包括原生动物的有孔虫、放射虫和纤毛虫；水母类的水螅水母，钵水母和栉水母；轮虫类的单卵巢轮虫；甲壳类的枝角类、桡脚类、磷虾类、樱虾类及部分介形类(状肢类)、端足类和糠虾类等；毛颚类；软件动物的翼足类和异足类；被囊动物的有尾类和海樽类；以及各类无脊椎动物和低等脊椎动物的浮游幼虫(包括鱼类的仔鱼、稚鱼等)。它们的生活水层不限于真光层，可以分布到较深水层；大多是滤食性的，也有捕食性的，是海洋生态系统中的消耗者(consumer)，主要属于次级生产力。

●小型底栖动物

小型底栖动物对异养微生物的摄食、胁迫和调控过程具有全球尺度的效应，因此深入开展海洋生态系统中的过程研究与生态模拟，离不开小型底栖动物这一重要生物参数。由于小型底栖动物特有的生殖对策，生命周期短(每年平均3一5代)，生长繁殖速度快，生活史中无浮游幼虫阶段，便于野外取样和实验室培养等，使其成为海洋环境监测和对生态系统健康评估的理想指示类群，特别适于在实验室和现场用来测定人类扰动对水域生态系统影响的污染评价。近几十年小型底栖生物作为海洋生态监测和生态系统健康评估体系的一个指标，已被广泛应用于海洋环境监测。此外，在海洋中生活的小型底栖动物，特别是在极端条件下(高温、低温、无氧)生活的海洋线虫是研究转基因和细胞程序性死亡的很好的分子生物学模型。

二、生物资源中的活性成分

从20世纪60年代开始，“向海洋要药”成为沿海国家药学研究的新方向，各国学者用现代科学方法从海洋生物中分离和鉴定出了5000多种具抗病毒、抗肿瘤、抗凝血等药理作用的天然物质，从而成为研制开发新药的基础。近十几年来，已从不同的海洋生物中分离鉴定了许多结构新颖的抗肿瘤活性物质，显示出诱人的研究开发前景。因此，从海洋生物及其代谢产物中筛选和提取具有特异化学结构的天然活性物质成为抗肿瘤等药物开发的重要来源。

●鱼类、甲壳类动物

鲨鱼是世界上最古老、最长寿的深海海洋生物之一，鲨鱼患癌症的几率约为百万分之一，因此人们推测鲨鱼体内存在多种抗肿瘤物质。鲨鱼软骨中有一种多肽类活性物质，能阻止肿瘤毛细血管的生长，对肺癌、肝癌、乳腺癌、消化道肿瘤、子宫颈癌、骨癌等有治疗作用；鲨肝中的角鲨烯也可以防止癌细胞向肺部转移而且副作用少。角燕是一种深海鱼类，一般栖息于深海底层，有时游至近海。主要分布于我国的黄海、东海和南海，从角燕中分离纯化得到具有抗肿瘤的有效成分，显示了较好的开发应用前景。鲎是一种我国拥有的极其珍贵的海洋动物资源，在动物界屈指可数的“活化石”，它是经济价值和科研价值最高的种类。

●软体类动物

海兔属软体动物门腹足纲后腮亚纲海兔科动物，广泛分布在热带及亚热带海域。海兔体内存在着多种结构独特、生理功能各异的次生代谢产物，如萜类、毒素、甾体、大环内酯及肽类等。从截尾海兔Dolabella auricularia中分离到一系列抑癌活性很高的海兔毒素小肽，是目前已知来源的抗肿瘤剂中活性最强的一类。

●海绵、腔肠类动物

海绵、腔肠类动物海绵属于动物界多孔动物门，是一大类低等多细胞海洋动物，约占海洋物种总量的1/15。利用海绵的核苷类物质作为基本骨架，进行人工修饰得到阿糖胞苷，是利用海洋生物中天然活性物质创制新药的首例。

作为地球上最原始的多细胞类动物，海绵出现于距今六百万年以前的寒武纪时代，分布在自潮汐地带到水深上千米的世界各大海域中。海绵的种类繁多，约有5000多种，分为钙质海绵(homoseleromorpha)、六星海绵(tetraetinomorpha)和韧带海绵(ceractinomorpha)三大类。多数的海绵具有寿命长、不易被其它生物捕食、不能被细菌分解等特点，这可能是海绵中存在多变的化学防御物质、导致产生众多生理活性化合物的一个原因。另外，大多数海洋天然产物化学家认为，海洋微生物与海绵的共生是使海绵产生多种强生理活性及化学结构新颖化合物的又一个因素。在对海绵肽类物质的研究中，发现海绵中的肽所含氨基酸大多为D一型，并常出现非常见的氨基酸，这可能也要归因于海绵与海洋微生物的共生。