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海洋生物学,李伟光海洋药学教研室,第一章 绪 论,一、海洋生物学的定义 是研究海洋中生命有机体的起源、分布、形态与结构、进化与演替的特征和生物生命过程的活动规律；探索海洋生物之间和生物与其所处的海洋环境之间的相互作用和相互影响的科学。 海洋有机体的功能 海洋生物多样性 海洋生态,海洋生物学研究内容,分类、形态、区系分布、生态、生理、生化、遗传等，,分类学,以界、门、纲、目、科、属、种系统研究各种海洋生物的地位，目的是了解海洋生物的资源和进化系统。,形态学,研究海洋生物外部和内部形态的特征及其规律，是海洋生物学和海洋生态学研究必不可少的一部分。,海洋生物生理、生化和遗传研究,分别研究海洋生物机体各部分的生理机能，化学组成和代谢，遗传特性，及其变化规律。,二、海洋生物学的研究意义,要研究生命的起源和演化问题 生物的分类系统及其演化过程 海洋生物资源的开发和利用。 仿生学的重要研究内容。,三、海洋生物学 - 经济价值,食用 工农业和药物原料,四、 世界海洋生物学起源与发展,公元前四世纪希腊。 亚里士多德时代的希腊人开始记录他们对一些海滩生物观察的结果。,公元初古罗马S.C.普利尼乌斯的自然历史志,记录了170多种海洋生物。,1674年，荷兰 A.van列文虎克最先发现海洋原生动物。 1777年，丹麦O.F.米勒应用显微镜观察北海的浮游生物。19世纪前期，C.G.爱伦贝格在海洋中发现硅鞭藻类。,十八世纪，林奈发展了物种命名方法并记录了数百种海洋动植物。 直到十九世纪，海洋生物学才真正发展成为一门科学。,福布斯(Forbes ，1815-1854，英国) 是海洋生态学的奠基者。其所著的欧洲海的自然历史被看作是海洋生态学领域的第一部著作。,Ps海洋生态学定义,海洋生态学是研究海洋生物及其与海洋环境间相互关系的科学。它是生态学的一个分支，也是海洋生物学的主要组成部分。通过研究海洋生物在海洋环境中的繁殖、生长、分布和数量变化，以及生物与环境相互作用，阐明生物海洋学的规律，为海洋生物资源的开发、利用、管理和增养殖，保护海洋环境和生态平衡等，提供科学依据。,达尔文(1809-1881)是世界海洋生物学的奠基人之一，提出了世人熟知的物种起源学说；提出的珊瑚礁发育理论影响深远。,1872-1876年， “挑战者”号考察船进行了环球大洋探险，其间获得并描述了4 717种新的海洋生物，是人类第一次全球尺度的海洋生物学研究。,德国 V.亨森于1887年提出浮游生物(Plankton)的概念，并对海洋浮游生物开展了定量研究。 1891年，德国E.H.哈克尔提出游泳动物(Nekton)和底栖生物(benthos)两个概念。上述3个生态类群的概念，至今仍广为应用。19081913年，丹麦C.G.J.彼得松的工作奠定了海洋底栖生物定量研究的基础。,进人20世纪，许多国家开始组建大海洋研究机构。 斯克瑞普斯海洋研究所(美国，1903) 伍兹霍尔海洋研究所(美国，1930) 大学中也建立了海洋生物学专业或研究机构。 Murray(1912)撰写的大洋深处被称为海洋生态学的第一部经典著作。,二战期间，政治与战争的需要大大刺激和促进了与海洋生物学相关技术的发展，从而很快扩展了海洋生物学家们的能力与本领。 细胞生物学、胚胎学、生物化学等实验技术应用到海洋生物学研究中，使得实验海洋生物学得到应有的重视。,动物借助种种通道,彼此间传递信息的事实,已完全被承认。鱼类生物声的著名研究者W.N.Toyolga提出:许多鱼类用声音实现种间和种内通信的见解不无道理。 鱼类生物声间题是现代鱼类学的一个分支,它是水下生物声学的一个组成部分。在二次世界大战中,海洋生物声因干扰水下监听而被大事研究,并出现了利用海区特有的鱼噪声掩蔽进攻性鱼雷的战例。,斯库巴(SCUBA， “Self Contained Underwater Breathing Apparatus即人工肺)潜水和深海潜水器等的相继问世与应用，使科学家能够在海上定点、定时直接观察活的生物并进行取样。 20世纪60年代起，海洋生物学研究进入快速发展阶段，学科齐全、设备精良的研究机构不断涌现。 Kinne的海洋生态学(共5卷) 涉及环境动力学、机制、生态系统、培养、海洋管理等各方面，为近代海洋生态学的另一部经典之作。,Self-Contained Underwater Breathing Apparatus，SCUBA），又称水肺潜水、SCUBA DIVING，指潜水员自行携带水下呼吸系统所进行的潜水活动。 其中有开放式(open-circuit)呼吸系统，及封闭式(closed-circuit)呼吸系统，原理都是利用调节器(Regulator)装置把气瓶中的压缩气体转化成可供人体正常呼吸的压力。,目前从事海洋生物学研究的研究所、实验站数以百计；研究队伍不断壮大，海洋生物科学家已成千上万；先进的综合考察船具有现代化的导航设施，速度快、续航力大、实验仪器齐备良好，足以保证到世界四大洋的任何一个海面进行考察。设备优良、自动化程度高的深潜器已深入到海洋的最深处玛利亚纳海沟，取回海底的微生物供科学家研究。,南极科考,深海考察,潜水器,三、中国海洋生物学发展史,我国的地理特点：近海处于亚洲大陆东侧的中纬度到低纬度地带，南北跨越30多个纬度，受大陆气候条件影响显著，南北温差较大，,古代中国海洋生物学发展史 远古时期：对贝、鱼等有了一定的认识，而且已经能够捕捞一些游泳的海洋鱼类。甲骨文中有“贝”、“鱼”和“渔的记载。,先秦时期 ：对海洋生物的知识更多、利用能力更强，文字记载更丰富。 周易 竹书纪年 礼记 山海经 五十二病方 黄帝内经,秦汉至南北朝时期(公元前221581) ：出现了海洋生物分类研究。 尔雅说文解字对多种海洋生物作了记载和解释。 西汉晚期神农本草经 汉代朱仲著相贝经，专门对海贝进行了分类研究。 史记和汉书，不仅有对海洋生物地理分布的记载，而且有对海洋生物的资源评价。 两晋、南北朝时期的本草著作名医别录和本草经集注,临海水上异物志 博物志 名医别录 等书籍已记载不少海洋生物。在生物分类、生长、习性、地理分布等方面都取得了重要成就。,隋至元代(5811368) ： 唐代： 宋代 吴地记 三山志 本草拾遗 日华本草 水族加恩簿,海洋生物及新种,对许多海洋生物作了质量评价 珍珠贝、牡蛎、海豹等人工养殖,陆龟蒙的蟹志是我国第一部蟹类专著 明清时代(13681911) ： 明代(13681644)中期以前遥遥领先于世界各国。 闽中海错疏 本草品汇精要 本草纲目 食物本草,黄省曾 鱼经 杨 慎 异鱼图赞 胡世安 异鱼图赞补 清朝： 异鱼图赞闰集 记海错 本草纲目拾遗 对中国海洋生物学的发展具有重要意义。,近现代中国海洋生物学发展,萌动发展阶段(18401949) ：组织机构的建立，并对海洋藻类和海洋动物进行了零星采集与分类，主要作了一些近海海洋生物的调查和研究。 1912年天津、上海和江苏成立水产学校 1921年秉志在南京高等师范创建了中国第一个生物系,青岛观象台1928年设立海洋科，是中国第一个海洋研究机构。 1930年秋，中国科学社蔡元培等倡议成立中国海洋研究所，并筹建中国第一个海洋博物馆青岛水族馆。 1930年中华海产生物学会在厦门大学成立，是中国第一个海洋学术组织。,朱元鼎、伍献文对海洋鱼类的研究 童第周对文昌鱼实验胚胎的研究 曾呈奎对海藻的研究 金德祥对硅藻的研究 朱树屏、郑重对浮游生物的研究 陈义对多毛类和星虫的研究,张凤瀛对棘皮动物的研究 沈嘉瑞对蟹类等甲壳类的研究 喻兆琦对虾类的研究 张玺对软体动物的研究 汤佩松对海藻含碘量的研究 许植方对海人草的研究,奠定基础阶段(19491956) ： 1950年8月，新中国第一个海洋研究机构中国科学院水生生物研究所青岛海洋生物研究室的成立，标志着新中国海洋研究工作，特别是海洋生物学全面系统规模化研究的开始。 1951年成立了中国海洋湖沼学会， 1952成立了山东大学海洋系和上海水产学院。,全面发展阶段(19561966) ： 1956年全国科学技术发展纲要中中国海洋科学发展规划 1963年5月国家科委制定的“19631972年海洋发展规划”，为中国海洋科学的发展勾画出宏伟蓝图，指明了前进方向。 缓慢发展阶段(19661976) ： 这一时期，正是国际上海洋生物学突飞猛进发展的时期，中国与国际水平的距离又一次拉大,恢复和深入发展阶段(1976年以来) 1978年全国科学大会的召开，使中国海洋生物学进入了恢复和深入发展的时期。 改革开放政策给海洋生物学研究与国际接轨带来了机遇，国际合作广泛开展； 海洋生态学、 海洋水产农牧化原理与应用研究、 海洋生物多样性研究、 实验海洋生物学研究全面展开。,1996年，国家将“海洋技术”作为第8个领域列入国家高技术研究计划，即“863”计划。包括3个主题： 海洋探测与监视技术、 海洋生物技术、 海洋资源开发技术。,国家还启动了“攀登计划”、“星火计划”、“火炬计划”和“科技兴海计划”等一系列计划，将我国的海洋技术研发集中在： 海洋探测与监视、 海水养殖、 海洋食品开发、 海洋天然产物筛选 海洋药物开发,国务院关于印发全国海洋经济发展 “十二五”规划的通知 （2012.9.16),第五章 培育壮大海洋新兴产业 第二节 海洋药物和生物制品业 开发安全有效、具有自主知识产权、市场前景广阔的海洋新药物，重点开发抗肿瘤、抗感染、抗病毒，以及治疗心脑血管疾病、神经系统疾病、糖尿病、老年性疾病的海洋药物；积极探索海洋生物资源新物质和海洋生物制品新功能，推进海洋生物新技术、新产品产业化。建立海洋生物和药物资源样品库，推进海洋生物产业公共服务及创新平台建设。加强用于生产海洋药物与生物制品的动植物养殖和栽育，积极推进海洋生物酶制剂、海洋生物功能材料和海洋绿色农用生物制剂等的研发与产业化，积极开发海洋保健品和功能食品。建立健全海洋生物制品研发、生产、检测的标准体系，提升海洋药物和生物制品生产装备的研发制造能力，在有条件的城市建设海洋药物和生物制品产业基地。,近50年来，我国在海洋科学各个重要领域里，都有研究或较深入地研究。中国海洋生物学形成了完整、齐全的科研体系，在世界上已有了一定地位和影响，少数领域的研究成果达到了世界领先水平。,我国的药用海洋生物,诗经（周） 18种 皇帝内经（周） 27种 神农本草经（汉） 10种 新修本草（唐） 增 本草纲目（明） 90种 本草纲目拾遗(清） 增 10种,鲨鱼、珊瑚、珂（凹线蛤蛎）、紫贝齿,全国中草药汇编（1975） 166种 中药大辞典（1977） 144种 中国药用海洋生物（1977） 147种 南海海洋药用生物（1978） 213种 原色中国本草图鉴（1983） 200种 中华本草（1999） 802种,海洋生物学研究的原则与方法,研究空间与时间的扩展与深化 现代海洋生物学研究的空间与时间尺度，在宏观层面上扩展，另一方面朝微观中深化。 生理、生化机制的研究已从整体到细胞深化至分子水平，生态学的研究也深入到微生境、微生态。,学科的交叉与综合 学科交叉与综合已成为现代海洋生物学的重要发展趋势；更是促进海洋生物学发展的必要前题。 在海洋学层面上，海洋生物学与海洋化学、海洋地质学和物理海洋学之间加快了相互交叉与渗透 在生物学层面上，科学家对海洋生物的研究常常是生态学、发育学、遗传学、生物化学、生物物理学和生物数学等多学科的交叉。 现代生物技术、计算机技