基本介紹
- 中文名：深海生物
- 外文名：Marine Biology
- 生物類型：浮游、游泳和底棲三大類
- 居住環境特點：高壓、無光、低溫、鹽度高
- 浮游生物：細菌、原生動物、腔腸動物等
- 游泳生物：魚類、頭足類、蝦等
- 底棲生物：有孔蟲、海葵、多毛類等
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介紹
生活在水深超過1000米處的海洋生物。包括微生物、無脊椎動物和魚類等。通常認為隨著水深的增加，水生動物的數量會急劇減少，實踐證明這種規律在許多海區是存在的，但並非絕對化，相反在世界海洋的深海區有形成魚類高度集群的生物基礎。並且在深海的熱液噴口處有以化能自養細菌為初級生產者的生物群落存在，其中大部分是特有種。
深海環境特點
深海一般指1000m以下的海洋，平均深度達3800m，最大深度達6000m以上，此時壓力可達60MPa；深海的大部分地方的鹽度與海水相同，為30左右，屬於高鹽環境；在1000m以下的深海，完全沒有太陽光，僅有少量的生物發光和同位素產生的射線。因此，深海環境一般為黑暗、低溫、高壓、高鹽。在深海的熱液噴口處有特殊的高溫區域存在。
生物類型
深海生物按其生活方式可分為浮游、游泳和底棲三大類。
浮游生物
很多海洋浮遊動物都有晝夜垂直遷移的習性，通常這種現象表現為夜間上浮至上層或者表層攝食，而白天下沉至數十米至數百米不等的海洋深處。浮遊動物夜晚在表層攝食浮游植物，白天下沉到深層後，其自身呼吸代謝、排泄物和被更高營養級動物捕食都導致它們是上層有機碳往深層輸送的一個重要途徑。
很多大型的橈足類存在季節性垂直遷移現象，這種現象往往伴隨著個體的發育過程，例如北太平洋亞極地海區的一些大型哲水蚤會在上層海洋攝食和生長，待個體成熟後下沉到數百米的深海交配和產卵，並且不會再次上浮到海洋上層;而極地海區的一些種類則要經歷數年的發育期才能夠成熟，期間會多次經歷季節性垂直遷移過程，因此這種垂直遷移又被稱為“個體發育垂直遷移”。例如，在北太平洋亞極地海區，幾種優勢的新哲水蚤和真哲水蚤在浮游植物旺發季節（4-7月）會一直停留在海洋上層攝食，隨著秋季溫度下降和浮游植物生物量的急劇降低，它們逐漸下沉到海洋中層（8-9月），然後冬季會停留在那個深度休眠，而據估計僅其中一種的季節性垂直遷移活動為深海（1000m深度）帶來的垂直碳通量貢獻就可達到總POC通量的9%之多。與之類似，在北大西洋高緯度海區，春夏季積累了豐富脂類物質的飛馬哲水蚤種群會在夏末逐漸下沉到600-1400m的深海中進入休眠，儘管每隻哲水蚤平均僅含有200μg的脂類，但由於其擁有極大的種群規模，因此這一季節性垂直遷移意味著巨量的脂類物質下沉到了深海之中。
浮游生物游泳生物
蘇聯學者安德列耶采夫和拉斯依深海魚的起源，將它區分為1次性（原生性）深海魚和2次性（次生性）深海魚兩大類。1次性深海魚是指那些古代深海魚和大洋性深海魚，該類群的魚自古以來就一直適應於深海生活，所隸屬的科和亞目，由分布面頗廣的種類（如角鮫鯨亞目、燈籠魚目、囊喉魚目）所構成；而2次性深海魚又叫陸架性深海魚，多是較近期（第3紀以後）由大陸架向深海海底遷移來的種類，包括不少淺水魚，缺乏世界性種類（如鱸形目的杜父魚科、獅子魚科、綿矧科、鰣科等科）；1次性深海魚分布範圍較廣，世界深海區和底部皆有分布，而2次性深海魚類分布較窄，多位於與陸架斜坡相鄰的大洋底部，外洋底部極少。
吞鰻底棲生物
深海底棲生物是指生活在深海底部不能長時間在水中游泳的生物，主要包括個體大小在2～40μm之間的微型底棲生物、個體大小在42～1000μm之間的小型底棲生物和個體大小在1000μm以上的大型底棲生物，深海底棲生物量隨水深而降低，在水深2000～3000m處底棲生物種類較多，在萬米以上的深淵仍有底棲生物，已發現的種類有孔蟲、海葵、多毛類、等足類、端足類、瓣鰓類和海參類等。
深海底棲生物多樣性主要存在以下特徵：
第一、深海底棲生物的生物量隨深度而下降明顯，當深度梯度與距海岸的距離相吻合時，尤為明顯。在大部分深海底，生物量都小於0.5g/m2（濕重），還不足淺海底棲平均生物量（200g/m2）的1/400。在超深淵帶，生物量僅為0.01-0.3g/m2。深海底面積占整個海底總面積的90%以上，但其總生物量僅為海洋底棲生物總量的17%左右，可見其單位面積生物量是很少的。
第二、深海底棲生物多樣性水平很高，是發現新物種的重要地方，即使在4700米深處，每次拖網都可以發現196個大型動物的物種。關於深海底物種高多樣性有著不同的解釋：有的認為深海環境的長期穩定性導致小生境的分化，每個種有狹窄的生態位；有的認為捕食性的動物不加區別的捕捉被食動物，避免了產生競爭排斥；還有學者認為深海物種多樣性水平高是由於水溫低而導致生物代謝和生長率低，達到性成熟所經歷的時間也長，減少了競爭優勢種的出現機會。
第三、深海（特別是深淵和超深淵）底棲生物種類的土著種的比例很高。有的類別中2/3以上是深海獨有種。例如具有鈣質外殼的淺水有孔蟲在深水被具有蛋白質成分的沉澱顆粒組成的外殼所取代。在淺水區軟體的海綿和鈣質的海綿，在深水區也多半被具有矽質骨針的玻璃海綿所取代。深海底棲生物還有不少“活化石”種類，如有柄海百合、腕足動物等。
第四、深海底棲生物有著特殊的環境適應機制。深海底是一種極端環境，一團漆黑、寒冷高壓、食物稀少、種群稀少，因此，深海底棲生物有著特殊的適應機制。如，在完全黑暗的水層，有些種類的生物眼睛很小或完全退化，與此相適應的是體色的適應，往往是無色或白色；深海常年低溫高壓、高二氧化碳含量，使鈣的沉澱產生了困難，多數深海生物是柔軟的，缺少鈣質骨骼。
底棲生物
底棲生物價值
深海生物資源是海洋生態系統的重要組成部分，對海洋生態系統的形成、維持和發展具有重要作用。
深海魚類資源是深海漁業發展的資源基礎，在近海漁業資源日益衰退的情況下，深海漁業日益成為海洋漁業發展的重點和方向，目前深海漁業的作業水深已經可以達到3000m。世界深海區域已有7～8科的魚類被列為捕撈對象，若包括可能捕獲的魚類，則總數可達35科以上，其中16～20科的魚類已被發現能形成穩定的捕撈對象群。
目前，在已發現的深海極端環境中蘊藏著的生物資源中最具潛在經濟價值的是深海極端微生物。
深海微生物體內的各種活性物質具有耐高溫、耐高壓、耐酸鹼和耐鹽的特性，尤其是一些極端酶，在普通酶失活的條件下仍然能保持較高的活性，它們是環境友好的高效生物催化劑，在工業上有著廣泛的的套用前景，可用於特殊要求的化工生產和環保產業。目前，已經有高溫聚合酶、糖酶、澱粉酶、蛋白酶等幾種極端酶開始工業化生產，並且已經創造了數十億美元的經濟效益。
由於越來越多的病原菌或病毒對目前的藥物產生了抗藥性，並且不斷產生新的疾病，因此從海洋中篩選新的生物藥物成為藥物研究開發的重要方向。深海微生物特殊的化學物質結構為當今科學家們篩選新的藥物提供了良好的天然化合物，成為新型特效藥物、抗腫瘤、抗病毒、降壓降脂等藥物的來源。
在海底，由於動物屍體聚集、火山噴發等原因造成有毒物質及硫化物等對陸地生物有害物質的濃度較高，而生存在這裡的微生物能分解這些物質並以其為能源繁衍生息，因此，這些生物在清除地球表面的重金屬、石油等污染物方面具有重要的套用價值。目前日本科學家已經從深海中篩選到具有較高的石油分解能力的菌株，並已開展了套用研究。
