第十章海洋生物的適應(yīng)

《第十章海洋生物的適應(yīng)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、第十週海洋生物的適應(yīng)海洋生物為了能夠適應(yīng)在時空上的變化，多有其調(diào)適之道。調(diào)適的方式可以是形態(tài)上的，可以是生理上的，也可以是行為上的。海洋生物對海洋環(huán)境的適應(yīng)往往是形態(tài)、生理和行為的綜合表現(xiàn)。生物學家至今仍無法以一個有意義的方式來表達出如此層層關(guān)連、錯綜複雜的適應(yīng)行為。海洋環(huán)境對生物生存的影響:溫度,鹽度,溶氧,波浪與潮流,光線與濁度二、適應(yīng)之意義及其測量方法若將海洋環(huán)境視為由許多環(huán)境因子所組成的多維空間，則每一種海洋生物都會佔有一席之地，稱為生態(tài)區(qū)位(niche)。生態(tài)區(qū)位是海洋生物對於多變的海洋

2、環(huán)境所能適應(yīng)的範圍。其適應(yīng)環(huán)境的能力是由體內(nèi)基因的組合來決定。當環(huán)境因子有變化時，生物體首先會以感受器來察覺變異，然後此訊息會被傳導出去，同時轉(zhuǎn)譯成作出適應(yīng)性反應(yīng)的訊息，有時適應(yīng)性的反應(yīng)會有階級性的差別，完全取決於環(huán)境變異的程度。對某些無脊椎動物而言，生殖行為的發(fā)生比攝食行為需要更窄的溫度範圍，而攝食行為之溫度範圍又比生存所能容忍的範圍更為窄小。海洋生物進行生殖活動時之生態(tài)區(qū)位，稱為基礎(chǔ)區(qū)位(fundamentalniche)。但實際上，基礎(chǔ)區(qū)位會因為競爭而變得更為窄小，稱為實際區(qū)位(realiz

3、edniche)。有時環(huán)境的變異會給海洋生物帶來致命的危險，因此生物體需要具有抗拒性的適應(yīng),來逃避死亡。有些海洋無脊椎動物對於外界環(huán)境鹽度的改變,可以調(diào)節(jié)其體內(nèi)鹽分的含量來調(diào)適。退潮時，假若貽貝不閉殼來防止水分大量散失的話，它就會乾死。然而這種行為卻是針對每天潮汐的變化所必然會發(fā)生的正常反應(yīng)。適應(yīng)不僅是一個現(xiàn)象，也是一個過程，因此必需考慮到生態(tài)時間和演化時間的差別。生態(tài)時間是指海洋生物只能以其基因的表現(xiàn)來對變異的環(huán)境作出反應(yīng)的時間尺度。演化時間是指對於環(huán)境的變異可以重新適應(yīng)的時間尺度。假若環(huán)境變異

4、延續(xù)數(shù)個世代，則天擇的結(jié)果將會使得適應(yīng)此環(huán)境變異的後代大量生存。生物體很少會有固定的容忍範圍。例如，冬天時從海邊所採集的貽貝若馬上放入25°C的海水中，則貽貝會大量死亡。假若貽貝是在夏天時採集，並放入相同水溫的實驗池中，則死亡率會大為降低。季節(jié)性的變化會使得生物體產(chǎn)生馴化而改變其容忍範圍。例如,當一生物體從野外帶回實驗室後，階段性改變某一環(huán)境因子，則生物體本身也會因馴化而作出階段性的調(diào)適反應(yīng)當實驗的環(huán)境因子改變時，生物體首先會作出立即性反應(yīng)(immediateresponse)，然後反應(yīng)會進入穩(wěn)定

5、期(stabilizationperiod)，而後形成新的平衡狀態(tài)(steadystate)，恆定生物與順變生物(應(yīng)變生物)若外在環(huán)境改變時，生物體內(nèi)會以連串的調(diào)適機制來維持體內(nèi)的恆定，這種生物稱為恆定生物。若生物體內(nèi)溫度或細胞鹽類濃度會隨著環(huán)境的改變而改變，則這種生物稱為順變生物或應(yīng)變生物。有些生物對某些環(huán)境因子是恆定生物(例如鹽度)，但對某些環(huán)境因子卻是順變生物(例如溫度)。生物體的反應(yīng)是形態(tài)上、生理上、基因上和行為上的綜合表現(xiàn)。若一生物體經(jīng)過季節(jié)性或?qū)嶒炇业鸟Z化後，環(huán)境因子改變的幅度超過其馴

6、化的範圍時，此時環(huán)境的變異會被視為環(huán)境壓力(environmentalstress)。對順變生物而言，死亡率會因一特定環(huán)境因子的改變而改變，因此可以視為測量環(huán)境壓力的一種方法。環(huán)境變異時間的長短亦會決定生物個體的死亡率。假若環(huán)境因子改變的時間長了，則其它環(huán)境因子成為環(huán)境壓力的機率就會增加。兩種本來並不會造成生物個體死亡的環(huán)境因子在一起作用後，常常就會提高生物個體的死亡率。例如溫度,鹽度同時變化穩(wěn)定的環(huán)境狀態(tài)和變動的環(huán)境狀態(tài)之間的差別變動環(huán)境狀態(tài)的時間尺度是短於其個體生命週期的。變動的環(huán)境會對生物形

7、成瞬間變換的環(huán)境壓力。在如此多變的環(huán)境下，生物必須要具有絕佳的彈性反應(yīng)，在生理上、行為上和外形上來作調(diào)適；即使是恆定生物，也要具有極強的能力來調(diào)適不斷變動的環(huán)境。三、海洋生物對溫度的適應(yīng)溫度是一般認為影響海洋生物最重要，也是研究成果最多的環(huán)境因子。地理的範圍和族群的地理分佈通常與海洋溫度和緯度梯度互相配合。因為許多的大陸具有南北向的海岸，因此溫度對海洋生物的分佈影響可以很清楚地顯示出來。海洋哺乳類可維持一定的體溫，稱為恆溫生物。相反的，魚類、無脊椎動物和藻類並不會維持一定的體溫，稱為變溫生物。在大

8、部份的情況下，變溫生物體溫會與它們所生存的水溫相同。但是有些活動力較強的魚類，例如鰹魚和黃旗鮪魚，其體溫會比水溫高些。其高體溫可能是因為游動時肌肉的代謝作用所產(chǎn)生的熱有關(guān)。然而，大部份的魚其體溫都是與它們生存的環(huán)境一致的。暴露於空氣中的潮間帶，無脊椎動物的體溫與無生命物體表面溫度也有顯著的差別。潮間帶無脊椎動物的體溫比直接暴露於太陽下的無生命體的表面溫度要低。例如腹足類以及籐壺的體溫分別只有12.2和12.9℃顯然體內(nèi)水分的蒸發(fā)已使體溫稍為冷卻。溫度會影響代謝率。在容忍的範圍內(nèi)，溫