第二章 海洋生物学起源与发.ppt

1、第二章 海洋生物学起源与发展,一 人类对海洋的认识 二 海洋生物学起源与发展 三 我国海洋生物学的发展史 四 海洋生物技术现状与前景,1 国外对海洋的认识,公元前5世纪，古代欧洲就有了海权思想的萌芽，雅典的政治家和军事家伯里克利认为雅典的根本战略就是发展海军，在一切可能控制的海域确立支配地位。 古希腊海洋学者狄米斯托克利就预言：“谁控制了海洋，谁就控制了一切。”,一 人类对海洋的认识识,美国海军将领和历史学家马汉说：“海军的最终目的就是制海，而其必要的工具即为强大的战斗舰队，没有任何东西可以代替它。” 马汉提出：美国首先应该控制太平洋，要夺取夏威夷和关岛。 马汉认为国家的繁荣发展和安全都与海权

2、具有密切关系。控制海洋，特别是在与国家利益和贸易有关的主要交通线上控制海洋，是国家强盛和繁荣的纯物质性因素中的首要因素。,英国的陆军元帅蒙哥马利曾说过：“自人类开始利用海洋以来，历史上的最大教训即是当世人自我局限于大陆战略的束缚时，其结局必然失败。” 已故的美国总统约翰肯尼迪强调：控制海洋意味着安全。控制海洋意味着和平。控制海洋就能意味着胜利。有关海洋的知识，不仅仅是一件好奇的事，我们的生存就可能决定于它。,海上力量与综合国力建设是一致的，没有强大的综合国力，也就没有可靠的海上力量。 谁控制了海洋，谁就控制了世界贸易；谁控制了世界贸易，谁就可以控制世界的财富，最后也就控制了世界本身。,美国 现

3、有12艘航母.包括九万吨以上的核动力航母九艘,分别是“企业”号,“呢米兹”号,“艾森豪威尔”号,“卡尔 文森”号,“林肯”号,“华盛顿”号,“斯坦尼斯”号及“杜鲁门”号;3艘常规动力航母,分别为:“小鹰号”,“星座号”和肯尼迪号. “里根”号核动力航母 俄罗斯 现只剩一艘重型航母,即6.5万吨;库兹捏佐夫号. 法国 有两艘中型航母“福煦”和“克莱蒙梭”号.另有一艘核动力航母“戴高乐”号已经试航 英国 现有三艘二万吨以下级轻型航母,分别是无敌号,卓越号和皇家方舟号. 意 大利 现有一艘1.3万吨级轻型航母,名叫加里波第“号 印度 现有一艘航母,即1.6万吨级的维克兰特号. 巴西 现有一艘航母即两

4、万吨的米纳斯拉吉斯号. 泰国 现有一艘航母.这艘于1997年8月从西班牙购进的1.1万吨级的查克理 纳吕贝特号航母,称为东南亚第一艘在役航母.泰国也因此成为亚洲第二个拥有航母的国家.,2 中国对海洋的认识, 华夏民族对于海洋与陆地的密切关系，在古代就有比较客观的认识，记载中国上古代典章文献的传世古籍尚书就有四海会同、环九州为四海、江汉朝宗于海等记载。尚书立政就有华夏先民方行天下，至于海表的记载流传至今。,二 人类对海洋的认识,明朝郑若曾著的海防图论和筹海图编两书中，提出了经略海洋的思想。 魏源在其编著的海国图志中提出必使中国水师可以驶楼船于海外，可以战洋夷于海中。倡议引进西方先进的海军科学技术

5、。魏源的思想理论，是振兴中国近代海上力量，振兴中国海防的先驱。它为中国近代海军建设作了理论准备，是中国海防思想革新的萌发。 孙中山在实业计划自序中提到，如果海权操之在我则存，操之在人则亡。这也是很有远见的。,1840-1940年的100年中，外国从海上入侵我国479次，规模较大的84次，入侵舰船1860多艘，兵力47万多人，迫使清朝政府签定不平等条约50多个。,1959年10月，毛泽东就号召“核潜艇，一万年也要搞出来”。十年后，即造出了我国第一艘核潜艇。 1995年10月5日，江泽民总书记在青岛视察海军部队时讲话：我们一定要从战略高度认识海洋，增强全民族的海洋意识。,纵观漫长的历史过程，人类对

6、海洋及其价值的认识不断深化和全面,15世纪以前，海洋有鱼盐之利和舟楫之便； 15世纪至20世纪初期，海洋是世界交通的重要通道； 第一次世界大战以后至20世纪80年代，海洋是人类生存的重要空间； 1992年的世界环境与发展大会认为，海洋是人类生命支持系统的重要组成部分，可持续发展的宝贵财富。,一 人类对海洋的认识,海洋的价值,海洋经济价值(海洋资源价值)， 海洋军事价值， 海洋科研价值， 海洋生态价值。,二 海洋生物学起源与发展,海洋生物学是研究海洋中生命现象、过程及其规律的科学，是海洋科学的一个主要学科，也是生命科学的一个重要分支。 海洋生物学主要研究海洋里生命的起源和演化，生物的分类和分布、

7、发育和生长、生理、生化和遗传，特别是海洋生态。其目的是阐明生命的本质，海洋生物的特点和习性，及其与海洋环境间的相互关系，海洋中发生的各种生物学现象及其变化规律，进而利用这些规律为人类生活和生产服务。,二 海洋生物学起源与发展,公元前四世纪，古希腊科学家亚里士多德在动物志中记述了170多种海洋生物，按现代分类包括有海绵动物、腔肠动物、蠕虫、软体动物、节肢动物、棘皮动物、原索动物、鱼类、爬行类、海鸟、海兽等十多个主要动物类群，其中海洋鱼类即有110多种。 公元前三世纪左右刊行的中国黄帝内经中，已有用墨鱼和鲍治病的记录。 公元前一世纪前的尔雅，不但记载有海洋动物，而且还有海洋藻类。 公元初古罗马普利

8、尼乌斯的自然历史志，记录了170多种海洋生物。 中国明朝屠本睃的闽中海错疏，记载有200多种海产生物。,二 海洋生物学起源与发展,自然科学和航运事业的发展，海洋生物学进入到科学的研究阶段。1674年，荷兰列文虎克最先发现海洋原生动物； 1777年，丹麦米勒开始应用显微镜观察北海的浮游生物； 19世纪前期，爱伦贝格在海洋中发现硅鞭藻类； 英国达尔文对他在18311836年“贝格尔”号航海中采集的蔓足类和珊瑚类，进行了出色研究； 德国米勒于1845年使用浮游生物网，采集和研究海洋浮游生物。 英国福布斯在19世纪中期先后提出海洋生物垂直分布的分带现象，按深度将爱琴海分成九个带，并发表英国海产生物分布

9、图； 德国亨森于1887年提出浮游生物的概念，并对海洋浮游生物开展了定量研究； 1891年，德国哈克尔提出游泳动物和底栖生物两个概念； 19081913年，丹麦彼得松奠定了海洋底栖生物定量研究的基础； 1946年，美国佐贝尔的海洋微生物学奠定了海洋微生物，主要是海洋细菌的研究基础。,二 海洋生物学起源与发展,最古老的海洋生物研究机构意大利那不勒斯海洋生物研究所，成立于1872年，1874年正式开放。 1888年，英国海洋生物学会成立了普利茅斯海洋研究所。 美国于1888年在伍兹霍尔建立海洋生物研究所； 20世纪60、70年代以来，由于电了计算机、信息论、控制论和微量化学元素测定等数理化新成就、

10、新技术的应用，海洋生物学的研究发展到新的阶段。如英、日学者利用生物工程技术研制出控制海洋鱼苗性别的方法；美国发射海洋卫星调查海洋鱼群的数量和种类变化等。 中国对海洋生物科学研究始于20世纪20年代，30年代初在厦门组织了全国性的“中华海产生物学会”，30年代中期海洋生物研究中心逐渐转移到青岛。 50年代以后，在中国科学院、国家水产局和海洋局系统及部分省市，先后建立了海洋生物的研究机构，开展了全国性的海洋调查、渔场调查、海洋水产养殖和栽培，以及实验生物学和海洋生物学基础理论的研究，取得了许多较高水平的成果。,三 我国海洋生物学的发展史,（一） 发展史 古代中国海洋生物学发展史 从远古明清时代 近

11、现代中国海洋生物学发展史 从1840现在,三 我国海洋生物学的发展史,（二） 研究进展 1 分类区系研究； 2 生态研究； 3 实验生物学研究； 4 海洋渔业资源学的研究,1 国际海洋竞争日趋激烈,海洋是人类存在与发展的资源宝库和最后空间。美国指出：海洋是地球上“最后的开辟疆域”，未来50年要从外层空间转向海洋；加拿大提出：发展海洋产业，提高贡献，扩大就业，占领国际市场；日本利用科技加速海洋开发和提高国际竞争能力；英国把发展海洋科学作为迎接跨世纪的一次革命；澳大利亚在今后1015年要强化海洋基础知识普及，加强海洋资源可持续利用与开发。,四 海洋生物技术现状与前景,21世纪海洋科学发展纲领,20

12、02年9月18日，在日本海洋科技中心成立30周年之际，来自世界14所主要海洋研究机构的代表相聚横须贺，签署了21世纪发展海洋科学的纲领性文件横须贺宣言。 宣言指出：有关全球环境变化的严重问题，诸如全球变暖和海洋资源尤其是生物资源的耗损，现在对地球构成了威胁。我们必须采取有效措施来缓解上述问题的恶化并使之可持续发展。而占地球表面71%的海洋，将在维持全球环境平衡中起到关键的作用。,目前，国际上海洋高技术发展有以下五个重点领域：,海洋生物技术 海洋生态系统模拟技术 海洋油气资源高效勘探开发技术 海洋环境观测和监测技术 海底勘测和深潜技术 海洋科学研究、海洋高技术开发已上升到各国最高层次的决策范畴，

13、并进行了战略性规划安排。,1996年海洋高技术作为第八个领域列入国家高技术研究开发计划（863计划）,到1998年，我国海洋高技术产业的产值实现500多亿元。我国的海洋高技术主要包括海洋油气勘探开发技术及其产业、海洋生物技术和海水养殖业、海洋监测技术及海洋仪器制造业、海水淡化和海水直接利用技术、海洋能开发技术、海洋信息技术等。,2 国际海洋科学技术的发展形势：大科学，高技术,1997年世界海洋委员会在一份报告中把当前海洋科学技术发展面临的课题归结为四类： 科学文化进步，包括揭示生命起源、宇宙起源、人类起源（海洋人类学）的研究； 探索和开发海洋财富，包括生物资源开发（主要是渔业）、油气资源开发、

14、海洋运输、能源利用、空间利用和旅游、海洋环境净化容量等； 生命支持系统研究和保护，包括海洋与气候、生物多样性、健康和废物清除、防灾减灾等； 其他类，包括海洋管理、海洋经济学、伦理学、海岸科学、培训和教育。,1） “海洋大科学”(ocean megasciences),为了解决全球性的重大科学问题，出现了全球性的海洋研究，包括全球海洋观测，海洋科学钻探 ，热液海洋过程及其生态系统 ，海洋生物多样性，海岸带综合管理学等五个领域。,2）高技术,（1）海洋资源勘测与开发技术有新的发展，用于探索新的可开发资源，包括深海多金属结核、钴结壳、多金属硫化物等矿产资源，深海生物基因资源，海洋能资源，深海天然气水

15、合物资源等； （2）发展新的海洋开发技术，包括海水养殖技术、海洋农牧化技术、海洋生物深加工技术、海洋医药技术，海水利用技术，海水淡化技术，海洋能利用技术等。例如，最近在海绵、海兔、珊瑚等发现毒素经变换后可制成抗癌药； （3）海洋生命支持系统研究与保护技术的发展，包括海洋观测技术、预报技术、防灾减灾技术、海洋信息技术，海洋污染监测技术、海洋生态恢复治理技术等。,3 21世纪初中国海洋科技发展目标前瞻,v极地资源与环境的关键科学v南沙群岛及其邻近海区研究v深海资源勘探与开发技术v海底探查技术v海洋资源的综合利用技术v海洋生物资源持续开发利用技术 v海洋生物技术v海洋环境保护与生态环境修复技术v海洋

16、信息技术v海洋环境预报技术,南沙群岛及其邻近海区研究,南沙群岛热带岛礁区海洋资源、环境与生态过程。为加强我国在南沙群岛海区的开发提供实用性的研究成果，服务于经济建设等方面迫切的和长远的需求。,海洋环境保护与生态环境修复技术,在海洋生态环境应用基础性研究领域有突破性进展； 在海洋环境污染预防和控制技术、海洋环境污染的生物修复技术、入海污染物处置工程技术等方面的高技术及关键技术实现新突破； 在海洋环境容量及其利用技术和生态系统行为与环境影响等方面研究取得较大进展； 建立23个海洋环境保护与生态环境修复示范区，建立我国海洋生态环境基础信息系统、物种资源信息系统、环境质量和生态健康标准体系； 在对新的

17、海洋生态环境问题的调查与研究中，建立中长期发展的基础。,优先关注的海洋生态环境问题是近岸海域环境污染加速扩展、大规模富营养化和赤潮灾害、近岸海域生态环境破坏、污染物来源及海洋生态环境效应问题。 优先关注的科学技术问题包括污染损害的环境变异和生态系统演替过程、海域自净与容纳能力、海洋生态环境可持续利用能力、容量总量控制技术、污染的生物修复技术、生态环境修复工程技术、赤潮等环境灾害的应急处置技术、入海污染物的处置工程技术、海洋生态环境管理技术等问题。,4 中国海洋生物技术发展现状,中国海洋生物技术经过近年来科研人员的努力以及组织部门的有效协调和管理，取得了显著的成果。海洋生物资源的开发利用已形成比

18、较系统的技术体系，已经具备一定的技术基础。海洋生物技术主要在以下几个方面进行了研究：,（1）海水养殖物种优良种苗的培育和保存。 主要包括组织培育及细胞工程育苗研究，虾、贝类三倍体育种技术的研究，海洋生物基因工程育种研究；海水养殖动物雌核发育和性别控制研究。通过三年的研究建立了大型海藻良种克隆纯培养及保存技术、海藻生物反应器育苗技术、对虾、牡蛎、扇贝、珠母贝等的多倍体诱导培育技术等，已建成国家级紫菜种质和国家科技兴海宁波转移中心，及其下属的南北3个紫菜种苗生产基地。另外，对虾性控技术、全雌牙鲆种苗培育、名贵的石斑鱼性控研究方面也取得重要进展。,（2）海洋生物活性物质的研究与开发。 主要包括海洋药

19、物开发；海洋生物制剂及制品开发。经过多年努力，一些项目取得了可喜的成效，新型抗艾滋病海洋药物911的研究开发，己获准进入期临床试验，成为我国具有自主知识识产权的第一个进入临床试验的抗艾滋病药物。抗肿瘤新药K001也已完成全部临床前的研究，并建立了专门的原料养殖基地。甲壳质衍生物“916”抗动脉粥样硬化新药也申报了临床研究。海洋碱性蛋白酶和溶菌酶的研究，已获得产酶菌最佳培养条件、液体浓缩酶的制备工艺和最佳稳定剂配方，构建了基因库等等。,（3）海洋生物基因资源的研究与开发。 主要包括海洋生物功能基因组研究；芋螺毒素的基因工程和药物研究；对虾病毒的分子生物学研究。其中，对虾病毒的分子生物学研究，在国

20、际上率先完成了严重危害我国对虾养殖业的对虾白斑杆状病毒基因组全序列测定工作，目前已分别构建了正常和病变的对虾组织cDNA文库，测定了近百个病毒表达序列标记（EST）及近千个对虾表达序列标记，另外还开发了实用的对虾白斑杆状病毒快速检测的PCR试剂盒，使我国对虾病毒的分子生物学研究处于国际领先水平。,问题。海洋生物技术力量分散，长期以来海洋生物产业结构和布局不尽合理，海洋开发总体科技水平不高，特别是海洋生物资源的开发一直处于粗放式状态，严重阻碍了中国海洋生物产业的发展。在海水养殖业也存在着养殖产业结构单一、种质退化、对病害和环境胁迫的防御能力下降等问题，严重制约海水养殖业的健康发展。为此，应该培养

21、一批具有创新能力的学术带头人，造就一支高水平的科研队伍，形成我国海洋生物高技术创新体系，使我国海洋生物技术再上一个新台阶。,5. 发展海洋生物技术，实现产业化的对策,1）发展海洋生物技术是增加海产品的附加值，促进海洋经济发展的有效途径 海洋生物活性物质的开发，使原来没有利用价值的生物资源（甲壳质等）通过科技形成高附加值的产品，出现了一批有市场前景的海洋生化制品和海洋药物。同时，促进了海洋经济的发展，使海洋产品向多元化发展，为进一步调整海洋产业结构奠定了一定的基础。,2） 产、学、研相结合是加快科技成果转化的必由之路 推动产、学、研结合，鼓励科研院所，高等学校的科技力量以多种形式进入企业或企业集团，参与企业的技术改造和技术开发，以及合作建设中试基地