第17章 海洋微生物及其特性(2)(2 / 3)

上述北溫帶海域浮遊生物的季節分布,由於一年中出現春、秋兩個數量高峰,稱為雙周期型。在寒帶海域,不論是浮遊植物還是浮遊動物,一年中隻在夏季出現一個短暫的高峰,稱為單周期型;其他季節由於光照太弱或光照完全消失,溫度太低,生物無法繁殖。在熱帶海域,由於環境因子整年比較穩定,所以浮遊生物的分布沒有明顯的季節變化。

浮遊生物在海洋生態係的結構和功能中,占著極為重要的位置。在海洋食物鏈中,浮遊植物是初級生產者,通過光合作用,製造有機物,成為食物鏈的第一環節(也稱第一營養階層)。浮遊植物的產量(初級生產)影響著植食性浮遊動物的產量(次級生產),而後者又影響著肉食性小型動物的產量(三級生產)和肉食性大型動物的產量(終級生產)。這4級生產的數量逐級減少,構成數量或生物量的金字塔。因此,浮遊生物的產量(包括初級和次級生產)是海洋生物生產力的基礎,在很大程度上決定著魚類和其他經濟水產動物的產量。

在能量流動中,浮遊植物把吸收的日光能轉變為化學能,植食性浮遊動物攝取浮遊植物後獲得能量,並通過食物鏈的各個環節將能量傳遞下去,逐級減少,構成能量金字塔。因此,浮遊生物在海洋生態係統的能量流動中起著很重要的作用。

研究意義和展望浮遊生物種多、量大,是海洋生物的主要成員,其研究對漁業生產和海洋科學基礎理論都有重要意義。它們是經濟魚類的餌料基礎,某些種(如橈足類的哲水蚤)的數量分布可提示魚類(如鯡形魚類)索餌洄遊的路線,有助於尋找漁場,確定漁期。有的種類本身就是漁業資源,如海蜇、毛蝦和磷蝦,以及用橈足類和糠蝦等加工製作成的蝦醬,均可供食用。許多浮遊植物(如骨條藻、褐指藻、扁藻、金藻和螺旋藻等)和浮遊動物(如輪蟲、橈足類、鹵蟲等)可以人工大量培養,作為水產動物育苗的餌料。有些浮遊生物對環境的汙染物具有淨化和富集的能力。

一些狹溫、狹鹽性浮遊生物,可作為不同海流的指示種。磷蝦類、管水母類等浮遊動物在較深水層大量密集,會形成深海散射層,阻礙或幹擾聲波在水中的傳播,使聲呐失效。發光浮遊生物(如夜光蟲等)的大麵積密集,可引起海水發光,俗稱“海火”,影響海軍作戰。浮遊矽藻、鈣板金藻、放射蟲、有孔蟲和翼足類等遺骸的沉積物可作為地層劃分和海底石油資源勘探的輔助標誌,有助於了解海洋地質史和古海洋環境等。

一些浮遊植物,特別是甲藻和藍藻,當海域富營養化時會發生過度繁殖,使局部水域變色,形成赤潮,對魚、蝦、貝類及其他經濟海產動物危害很大。

對浮遊生物的研究,以下一些方麵有待深入:①浮遊植物光合作用的生理生化機製。②浮遊生物生態係統的現場觀察實驗(包括提高生產力方法,浮遊生物在氮、磷、碳循環中的作用及能量的流動)。③赤潮浮遊生物分泌毒素的生理機製和生化組成,以及預測和防治赤潮的方法。④浮遊生物對汙染物質的吸收、富集、解毒和淨化的生理生化過程。⑤浮遊生物的大量培養(工廠化)。⑥利用浮遊生物作為捕撈經濟魚類及勘探海底石油資源的標誌。⑦浮遊藍藻的固氮作用。

浮遊矽藻浮遊矽藻分布於海水中和濕土上,為魚類和無脊椎動物的食料。矽藻死亡後,遺留的細胞壁沉積成矽藻土,可作耐火、絕熱、填充、磨光等材料,又可供過濾糖汁等用。約11000種,大多水生,幾乎在所有的水體裏都生長,隻有極少數生活在陸地潮濕處。

浮遊矽藻是水生動物的食料,是海洋中的主要的初級生產力。分類學家們一般認為矽藻來源於鞭毛藻,為一個特殊的分支。有現在生存的和化石的種類。根據殼麵花紋的排列,將本門分為中心綱和羽紋綱。

主要特征浮遊矽藻植物細胞壁富含矽質,矽質壁上具有排列規則的花紋。殼體由上下半殼套合而成。色素體主要有葉綠素A、C1、C2以及β-胡蘿卜素,岩藻黃素、矽藻黃素等,同化產物為金藻昆布糖。藻體一般為單細胞,有時集成群體。細胞壁裏有兩片矽質殼,一大一小,像盒子一樣套在一起。兩片矽質殼,大的套在外麵,叫上殼,較老;小的在裏麵,叫下殼,較年輕。

形態結構.細胞壁:無色、透明。外層為矽質,內層為果膠質。細胞壁含果膠和二氧化矽,質堅硬,常由套合的兩瓣組成,並有呈輻射對稱(輻射矽藻目)或左右對稱(羽紋矽藻目)排列的花紋。

殼麵和帶麵:細胞壁的構造像一個盒子,套在外麵的較大,為上殼;套在裏麵的較小,為下殼。矽藻上、下殼相互套合。上殼和下殼都不是整塊的,皆由殼麵和相連帶兩部分組成。殼麵平或略呈凹凸狀,殼麵邊緣略有傾斜的部分,叫殼套;與殼套相連,和殼麵垂直的部分,叫相連帶,亦稱帶麵。