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地球海洋微生物演变(海洋微生物的进化地位)

来源:www.ascsdubai.com   时间:2023-07-19 11:25   点击:259  编辑:jing 手机版

1. 海洋微生物的进化地位

生物学,因为海洋微生物是属于生物学的。

2. 海洋微生物的进化地位是什么

海洋中生活许许多多各种各样的微生物,它们是以单细胞或以群体形式存在,能独立生活的生物,包括病毒、细菌、真菌、单细胞藻类及原生动物等等。但按狭意所指仅为病毒、细菌和真菌等。目前研究较多的是细菌。微生物体积大多非常微,需在显微镜下才能看见。如海洋细菌,它的直经大多仅为几个微米到零点几个微米。海洋微生物种类繁多,数量颇大。如胶州湾每毫升海水中生活着几百个,多至几千万个细菌。它们对我们生活及工农业生产有着极为密切的关系。

首先海洋微生物是海洋生态系统的重要成员,参与海洋中物质循环,如果没有这些微生物,那么海洋中生物尸体无法分解。生物所必须营养元素逐渐枯竭,生命无法繁延。同时海洋微生物在消除海洋中污染物质、海洋自净过程中起着重要作用。如能将石油降解成水和二氧化碳的类氧化菌,能分解有机酸等有机物的光合细菌,还有许多细菌能分解农药。海洋中污染物质几乎都能被微生物分解,只是速度快慢而已。海洋中还有许多微生物的代谢产物可用作药物、酶制剂等微生物制剂。

但是海洋中也有一些微生物对人类是有害的。如夏天我们吃了不新鲜的又没有很好煮孰的蛤蜊等贝类,能引起呕吐和腹泻,这主要是贝类中生活着付溶血孤菌之故,水产养殖中鱼、虾、贝、藻等病害发生,大多也是由于感染了致病微生物造成的;另外,港口、码头、船只污损都是有微生物作用的结果。

3. 海洋微生物的定义

目前,海洋微生物天然活性物质的开发应用已取得了很多成果。且主要体现在海洋药物的开发应用,例如已经从海洋细菌、放线菌、真菌等微生物体内分离到多种具有较强生物活性的物质,包括毒素、抗生素、不饱和脂肪酸、类胡萝卜素等,并着手于这些物质的工业化生产。

但是,海洋微生物天然活性物质结构复杂多样,有效成分含量低和生产提取成本高等问题在一定程度上制约了海洋微 生物天然活性物质生产的工业化进程和临床应用。

4. 海洋微生物在海洋生态系统中的作用

海洋微生物为了生存,不得不适应复杂多变的海洋环境,因而它具备一些独特的特性。

1.嗜盐性这是所有海洋微生物几乎都具备的特点。真正的海洋微生物要想生长,就离不开海水。海水中含有丰富的无机盐类和微量元素。钠为海洋微生物生长与代谢所必需,此外,钾、镁、钙、磷、硫或其他微量元素也是某些海洋微生物维持生命必不可少的。

2.嗜冷性海洋中大多数领域的温度都在5℃以下,绝大多数海洋微生物都在低温中生长,如果温度超过37℃,就会停止生长或死亡。生活在低温环境下且最高生长温度不超过20℃,最适宜温度在15℃,在0℃可生长繁殖的微生物,就称为嗜冷微生物。嗜冷菌在极地、深海或高纬度的海域中较常见。其细胞膜构造具有适应低温的特点。那种严格依赖低温才能生存的嗜冷菌对热反应极为敏感,即使处于中温也会阻碍它的生长与代谢。

3.嗜压性深海微生物的嗜压性是其他微生物所不具备的。浅海的微生物通常只能忍耐较低的压力,而深海的嗜压细菌则具有在高压环境下生长的能力,能在高压环境中保持其酶系统的稳定性。海洋中静水压力因水深而有所不同,水深每增加10米,静水压力递增1个标准大气压。海洋底部的静水压力可超过1000大气压。在深海水域中,约一半以上的海洋环境处在100~1100大气压的压力之中。海洋的这种压力使浅海和陆源细菌失去在深海中生长的机会。

4.低营养性海水中所含的营养物质非常稀少,部分海洋细菌要求在营养贫乏的培养基上生长。在营养较丰富的培养基上,有些细菌于第一次形成菌落后即迅速死亡,有些则根本无法形成菌落。这类海洋细菌在形成菌落过程中因其自身代谢产物积聚过多而中毒致死。这种现象说明用常规的平板法来分离海洋微生物,并不是一种较理想的方法。

5.趋化性虽然海水中的营养物质较稀少,但海洋环境中各种固体表面或不同性质的界面上仍有一些丰富的营养物吸附积聚在上面。绝大多数海洋细菌都有一定的运动能力,其中某些细菌还能够沿着某种化合物浓度梯度进行移动,这种特点就称为趋化性。某些靠依附在海洋植物体表生长的细菌称为植物附生细菌。海洋微生物附着在海洋中生物和非生物固体的表面,形成薄膜,为其他生物的附着提供条件,进一步形成稳定的附着生物区系。

6.多形性通过显微镜观察细菌,有时候会发现,在同一株细菌纯培养中会出现多种形态,如球形、椭圆形、杆状或各种不规则形态的细胞。这种多形现象在海洋革兰氏阴性杆菌中的表现尤为普遍。看来,微生物是为了适应复杂的海洋环境,而逐渐形成了这种特征。

7.发光性在海洋细菌中,具有发光特征的种类并不多。海洋发光细菌发光强度的大小,除了种的自身特性外,在很大程度上取决于各种外界条件的综合作用,如海洋环境要素、水中污染状况等。细菌发光现象对理化因子反应敏感,因此利用发光细菌来检验水域污染状况,通常会收到不错的效果。

5. 海洋微生物的进化地位和作用

1  在海洋生态系中的作用:海洋经历着剧烈的变动而又不断地保持着动态平衡,始终富有生命力和生产力,海洋微生物在其中起着重要的作用。当海洋生态系的动态平衡遭受某种破坏时,海洋微生物以其敏感的适应能力和极快的繁殖速度,迅速形成异常微生物区系,积极参与氧化、还原活动,调整和促进新动态平衡的形成和发展。

2  在海洋氮循环中的作用:海洋氮循环的基本途径与陆地相仿,至今尚未从海洋中直接分离得到根瘤菌,但通过定量PCR方法发现地中海腐殖泥中有大量放射型根瘤菌(Rhizobium radiobacter)。固氮菌可以从海洋中分离到,硝化细菌多集中分布于海洋沉积物中。在海水中,硝酸盐的含量随着靠近海底沉积物的距离而逐渐增加,因此硝化作用在大陆架和近岸海域较为明显,海洋中的硝酸盐主要是通过这一途径产生。反硝化作用在有机物来源丰富、溶解氧浓度低的内湾和河口海域较为强烈,反硝化细菌在一定条件下影响海洋中可利用状态的氮。

3  在海洋硫循环中的作用:某些异养细菌分解含硫蛋白类物质时产生硫化氢;在有机物丰富的浅海嫌气水域,硫酸盐还原细菌还原硫酸盐时,也产生大量硫化氢,污染大片海湾与滩涂。这些硫化氢可由各种硫细菌逐步氧化,最终形成硫酸盐。

4  在海洋磷循环中的作用:细菌分解海洋动植物残体,并释放出可供植物利用的无机态磷酸盐。磷也是海洋微生物繁殖和分解有机物过程所必需的因子。

5  在海洋食物链中的作用:海洋微生物多数是分解者,有一部分是生产者,因而具有双重性,参与海洋物质分解和转化的全过程。在嫌气条件下,有机物质分解的最终产物是甲烷和硫化氢等;在多氧条件下,有机物质的分解是不完全的。在海洋中,分解有机物的代表性菌群是随着被作用有机物的类别而不同的:分解有机含氮化合物者,分别有液化明胶、消化鱼蛋白、蛋白胨多肽、氨基酸、含硫蛋白以及分解尿素等细菌;分解碳水化合物者,分别有分解各种糖类、淀粉、纤维素、琼胶、褐藻酸以及甲壳素等细菌。另有降解烃类化合物以及利用芳香化合物(如酚等)的细菌。海洋微生物分解有机物质的终极产物,如氨、硝酸盐、磷酸盐以及二氧化碳等,都直接或间接地为海洋植物提供营养。

6. 海洋微生物的概念及其在海洋系统中的作用

主要包括原核微生物(如细菌)、真核微生物(如真菌、藻类和原虫)和无细胞生物(如病毒)三大类.微生物体积小,结构简单,生长迅速,适应性强,无论是寒冷的冰川还是酷热的温泉,无论是高耸的山顶还是漆黑的海底,到处都能发现它们的踪迹.迄今为止,人类发现的微生物大约有150多万种,除了72000种存在于陆地外,其余都存在于海洋之中.

7. 海洋微生物简介

与陆地相比,海洋环境以高盐、高压、低温和稀营养为特征。海洋微生物长期适应复杂的海洋环境而生存,因而有其独具的特性。

海洋微生物来自(或分离自)海洋环境,其正常生长需要海水,并可在寡营养、低温条件(或高压、高温、高盐等极端环境)下长期存活并能持续繁殖子代的微生物均可称为海洋微生物。海洋微生物主要包括真核微生物(真菌、藻类和原虫)、原核微生物(海洋细菌、海洋放线菌和海洋蓝细菌等)和无细胞生物 (病毒)。

8. 海洋微生物和陆地微生物进化地位

微生物是地球上最早的“居民”,具有食量大、食谱广、繁殖快、抗性高等特性。无论是繁华的现代城市、富饶的广阔田野,还是人迹罕至的高山之巅、辽阔的海洋深处,到处都有它们的踪迹。人们很早就知道海洋中有细菌存在,海洋生物学家对海洋微生物进行了深入系统的研究,特别是对其代谢作用的研究,进一步揭示了微生物王国的奥秘。

海洋微生物主要由海洋真菌和海洋细菌组成。海洋细菌是只能在海洋中生长、繁殖,不含叶绿素和藻蓝素的海洋原核单细胞生物,在海洋微生物中是数量最大、分布最广的微生物。它们个体直径一般在1微米以下,形状有球状、杆状、螺旋状或分枝丝状,具有坚韧的细胞壁,无真核。海洋中有自养和异养、光能和化能、好氧和厌氧、寄生和腐生,以及浮游和附着等类型的细菌。真菌是一类具有真核结构、能形成孢子、营腐生或寄生生活的海洋生物。海洋真菌不到500种,仅相当于陆地真菌种数的1%。现知的深海真菌只有5种,采集样品的最大水深为5315米。

9. 海洋微生物发展史

可以采用海洋微生物培养基,如2216培养基。

培养条件,温度应该和实际海水的条件相近。除了极端的样品(深海等),可以选择30度培养。

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