海洋生物学的发展简史

1. 海洋生物学的发展简史

 19世纪下半叶开始，各国竞相派出海洋考察船、设立滨海生物研究机构，海洋生物的研究工作日益兴盛。其中，最有名的海洋考察是英国“挑战者”号调查船历时三年半的环球调查，学者们采集了大量深层和中层生物，出版了50卷巨著，所记载的生物的新种达4400多个，使当时已知的海洋生物种数翻了几番。最古老的海洋生物研究机构是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，等等。它们至今仍是世界上最活跃的海洋生物研究中心，特别是伍兹霍尔海洋生物研究所的工作，对海洋生物学的发展起了重要的作用。 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、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。中国对海洋生物的科学研究始于20世纪20年代，以后曾活跃一阵。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年代及其以后，在中国科学院、教育部、国家水产局和海洋局系统以及一些省市，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。

2. 海洋发展史

海洋是怎样形成的
 
  对这个问题目前科学还不能作出最后的答案，这是因为，它们与另一个具有普遍性的、同样未彻底解决的太阳系起源问题相联系着。
 
  现在的研究证明，大约在50亿年前，从太阳星云中分离出一些大大小小的星云团块。
 
 它们一边绕太阳旋转，一边自转。
 
 在运动过程中，互相碰撞，有些团块彼此结合，由小变大，逐渐成为原始的地球。
 
  
 
 星云团块碰撞过程中，在引力作用下急剧收缩，加之内部放射性元素蜕变，使原始地球不断受到加热增温；当内部温度达到足够高时，地内的物质包括铁、镍等开始熔解。
 
 在重力作用下，重的下沉并趋向地心集中，形成地核；轻者上浮，形成地壳和地幔。
 
 在高温下，内部的水分汽化与气体一起冲出来，飞升入空中。
 
 但是由于地心的引力，它们不会跑掉，只在地球周围，成为气水合一的圈层。
 
  位于地表的一层地壳，在冷却凝结过程中，不断地受到地球内部剧烈运动的冲击和挤压，因而变得褶皱不平，有时还会被挤破，形成地震与火山爆发，喷出岩浆与热气。
 
 开始，这种情况发生频繁，后来渐渐变少，慢慢稳定下来。
 
 这种轻重物质分化，产生大动荡、大改组的过程，大概是在45亿年前完成了。
 
  地壳经过冷却定形之后，地球就像个久放而风干了的苹果，表面皱纹密布，凹凸不平。
 
 高山、平原、河床、海盆，各种地形一应俱全了。
 
  在很长的一个时期内，天空中水气与大气共存于一体；浓云密布。
 
 天昏地暗，随着地壳逐渐冷却，大气的温度也慢慢地降低，水气以尘埃与火山灰为凝结核，变成水滴，越积越多。
 
 由于冷却不均，空气对流剧烈，形成雷电狂风，暴雨浊流，雨越下越大，一直下了很久很久。
 
 滔滔的洪水，通过千川万壑，汇集成巨大的水体，这就是原始的海洋。
 
  原始的海洋，海水不是咸的，而是带酸性、又是缺氧的。
 
 水分不断蒸发，反复地形云致雨，重又落回地面，把陆地和海底岩石中的盐分溶解，不断地汇集于海水中。
 
 经过亿万年的积累融合，才变成了大体匀的咸水。
 
 同时，由于大气中当时没有氧气，也没有臭氧层，紫外线可以直达地面，靠海水的保护，生物首先在海洋里诞生。
 
 大约在38亿年前，即在海洋里产生了有机物，先有低等的单细胞生物。
 
 在6亿年前的古生代，有了海藻类，在阳光下进行光合作用，产生了氧气，慢慢积累的结果，形成了臭氧层。
 
 此时，生物才开始登上陆地。
 
  总之，经过水量和盐分的逐渐增加，及地质历史上的沧桑巨变，原始海洋逐渐演变成今天的海洋。

3. 海洋学的简史

人类认识海洋的历史，是在沿海地区和海上从事生产活动开始的。古代人类已具有关于海洋的一些地理知识。但直到19世纪70年代，英国皇家学会组织的“挑战者”号完成首次环球海洋科学考察之后，海洋学才开始逐渐形成为一门独立的学科。20世纪50～60年代以后，海洋学获得大发展，形成为一门综合性很强的海洋科学。从古代到18世纪末是海洋知识的积累时期，也是海洋学萌芽时期。在科学不发达的古代，人们对海洋自然现象的认识和探索，主要依靠很不充分的观察和简单的逻辑推理。虽然当时只限于直观地、笼统地把握海洋的一些性质，但也提出了不少精彩的见解。例如，公元前7～前6世纪古希腊的泰勒斯认为，水是万物的本源，而大地则浮在浩瀚无际的海洋之中。公元前11～前6世纪中国的《诗经》中，已有江河“朝宗于海”的记载。公元前四世纪，古希腊思想家中知识最渊博的亚里士多德在《动物志》中，已描述和记载170多种爱琴海的动物。公元一世纪，中国东汉王充曾科学地指出了潮汐运动和月亮运行的对应关系。从15世纪到18世纪末，自然科学和航海事业的发展，促进了海洋知识的积累。这时的海洋知识以远航探险等活动所记述的全球海陆分布和海洋自然地理概况为主。1405～1433年中国明朝郑和率领船队七次横渡印度洋；1492～1504年意大利航海家哥伦布4次横渡大西洋，并到达美洲；1519～1522年葡萄牙航海家麦哲伦等完成了人类历史上第一次环球航行；1768～1779年英国库克在海洋探险中最早进行科学考察，取得了第一批关于大洋表层水温、海流和诲深以及珊瑚礁等资料。这些活动和成果，不仅使人们弄清了地球的形状和海陆分布的大体形势，而且直接推动了近代自然科学的发展，为海洋学各个主要分支学科的形成奠定了基础。如1670年英国玻意耳研究海水含盐量和海水密度的变化关系，开创了海洋化学研究；1674年荷兰列文虎克在荷兰海域最先发现原生动物；1687年，英国牛顿用引力定律解释潮汐，奠定了潮汐研究的科学基础；1740年瑞士科学家贝努利提出潮汐静力学理论；1772年法国拉瓦锡首先测定海水成分；1775年法国拉普拉斯首创大洋潮汐动力学理论，等等。19世纪初到20世纪中，机器大工业的产生和发展，有力地促进了海洋学的建立和发展。英国科学家、生物进化论的创始人达尔文在1831～1836年随“贝格尔”号环球航行，对海洋生物、珊瑚礁进行了大量研究，于1842年出版《珊瑚礁的构造和分布》，提出了珊瑚礁成因的沉降说；于1859年出版《物种起源》，建立了生物进化理论。英国生物学家福布斯在19世纪40、50年代提出了海洋生物分布分带的概念，出版了第一幅海产生物分布图和海洋生态学的经典著作《欧洲海的自然史》。美国学者莫里为海洋学的建立作出了更为显著的贡献，其1855年出版的《海洋自然地理学》被誉为近代海洋学的第一本经典著作。1872～1876年，英国“挑战者”号考察被认为是现代海洋学研究的真正开始。“挑战者”号在12万多公里航程中，作了多学科综合性的海洋观测，在海洋气象、海流、水温、海水化学成分、海洋生物和海底沉积物等方面取得大量成果，使海洋学从传统的自然地理学领域中分化出来，逐渐形成独立的学科。1925～1927年，德国“流星”号在南大西洋的科学考察，第一次采用电子回声测深法，测得七万多个海洋深度数据等资料，揭示了大洋底部并不是平坦的，它像陆地地貌一样变化多端。同时，海洋物理学、海洋化学、海洋地质学和海洋生物学等各基础分支学科的研究也取得显著进展，发现和证实了一些海洋自然规律。1957年，海洋研究科学委员会(SCOR)和1960年政府间海洋学委员会(IOC)的成立，促进了海洋科学的迅速发展。美国的深潜器“的里雅斯特2”号1960年曾深潜到10919米的海洋深处，美国核潜艇“鹦鹉螺”号1950年从冰下穿越北极，表明海洋的任何部分都能为人类所征服。但是，1963年美国潜艇“脱粒机”号和1960年“蝎子”号失事，全体乘员丧生，又从反面证明海洋环境仍然是难以掌握的。事实上，从技术的角度来说，人类要在深海海底上行走比在月球上漫步还要困难。现代海洋学对于具体的海洋自然现象或特定海区的研究，普遍地从传统的静态定性描述和简单的因果分析向着动态定量分析发展，重视基础理论、现场实验和功能模拟研究。海洋科学各分支学科之间、海洋科学和相邻基础科学之间的相互结合、相互渗透，并逐步形成了一系列跨学科的有高度综合性的研究课题。例如，海洋-大气相互作用和长期气候预报、海洋生态系统、海洋中的物质循环和转化、洋底构造以及有关海洋与地球的起源，海洋生命起源这样一些根本问题。深海钻探和海洋地球物理探测技术的发展，使海洋科学(特别是海洋地质学)以及地球科学的研究方法和理论出现新的突破。例如，被誉为20世纪地球科学最重大成就之一的板块构造理论，主要就是通过对海洋地质和地球物理探测成果的研究建立起来的。20世纪60年代以来海洋科学中所有的重大进展都同新的观测仪器、研究手段和方法的研制成功，以及广泛而密切的国际合作有关。例如，卓有成效的海洋观测，数据传输、处理系统的应用，航天遥感、遥测技术和水声技术的应用，国际地球物理年、国际印度洋考察、黑潮及邻近水域的合作研究、国际海洋考察十年、全球大气研究计划大西洋热带实验、深海钻探计划，以及世界(海洋科学)资料中心的建立等国际性海洋科学合作研究。

4. 世界海洋研究史的海洋学建立和发展时期

（19～20世纪50年代）这个时期，世界性的海洋考察活动日益增多，海洋学领域的研究在深度和广度上都获得较大发展，并独立成为一门学科。这个时期可以分为两个大的发展阶段：“挑战者”号阶段和“流星”号阶段。“挑战者”号阶段 　通常称为“挑战者”号时代，包括整个19世纪。此时海洋科学考察从个体单项发展为综合性的，海洋学开始逐渐形成。这个阶段最重要的事件是英国“挑战者”号考察，此外还有“前进”号北极海探险等。 从19世纪初到1872年。这时的考察已不同于第一个时期的航海探险，明确以海洋科学考察为主，但往往以个体单学科的考察为主。较为重要的考察和成果如下：① 1831～1836年英国“贝格尔”号环球探险。它历时5年，经历了大西洋、印度洋和太平洋。英国科学家、生物进化论者C.R.达尔文参加了这次考察。根据这次考察所得的资料，达尔文解释了珊瑚礁的成因，提出了有关海底运动的论述，并于1859年出版了《物种起源》。这次考察所获得的资料，由“贝格尔”号船长F.罗伊和达尔文整理编纂成《“贝格尔”号航海报告》（4卷）。② 1839～1843年英国J.C.罗斯的南极海域探险。罗斯在南纬27°16′、西经17°29′海域测得2425英寻（约4438米）的深度，创造了当时深海测深的记录。同时，罗斯在南极海域的深海生物取样中，发现了与J.罗斯数年前在北大西洋发现的同样的海底生物，从而提出了整个大洋的底层水具有相同特性的结论。J.C.罗斯还发现了南磁极。③ 1842～1847年，美国海军上尉M.F.莫里系统地研究了大洋的风和海流，并根据这些记录绘制成海图。于1855年出版了《海洋自然地理学》，为人们提供了第一部海洋学经典著作。于1854年出版了第一幅北大西洋海盆的水深图，为铺设大西洋海底电缆提供了科学依据。④ 英国海洋生物学创始人E.福布斯对西欧、南欧、北非等海域的生物进行了多次考察和研究。他按照不同的深度将爱琴海分成8个带，第一次提出海洋生物分布的分带概念；认为深度越大，生物越少，550米以下为无生物带。1836年，C.G.爱伦贝格发现欧洲大陆的许多岩石中都含有硅藻、海绵和放射虫等海洋生物残骸，认为生物大量沉积海底是形成这些沉积岩的原因，指出这样的沉积物现在还在形成。1860年“斗犬”号(Bulldog)在从地中海2200米深处打捞上来的电缆上，发现附有大量珊瑚类生物和软体动物。这一发现打破了福布斯关于海中550米以下是无生物带的结论。1868年，英国“闪电”号(Lightening)在设得兰群岛和法罗群岛之间海域1100米深处采集了大量的生物。1869～1870年，英国“豪猪”号 (Porcupine)在爱尔兰西部、比斯开湾和法罗水道一带1800～4464米深水处取样16次，每次取样都获得相当多的生物，尤其是采到了被认为是白垩纪以后已经绝种的海胆。1872年C.W.汤姆孙根据“闪电”和“豪猪”号的考察结果，撰写了当时权威的海洋学著作《深海》。⑤ 19世纪50年代以后，铺设海底电缆的工作促进了海洋测深的调查。1856年，铺设海底电缆专用调查船“阿尔奇克”号在北美东岸和爱尔兰西岸之间进行了测深，确认了北大西洋中央海脊的存在，并建议沿这条海脊铺设海底电缆。1857年“独眼巨人”号、1858和1860年“戈尔岗”号、“斗犬”号先后在北大西洋进行了测深调查。 在英国皇家学会的支持下，C.W.汤姆孙率领“挑战者”号于1872年 12月启航，至1876年5月返航，三年半的时间，共航行12万多公里。在太平洋、大西洋、印度洋和南极海数百个站位进行了测深、测温、采水、取样、拖网等，采集到大量海洋生物标本、底质标本以及海水样品。这次航海采集到很多深海珍奇动物标本，包括夏威夷群岛北方海域5500米以下的动物，测得太平洋马里亚纳海沟的深度数据(8180米)。　“挑战者”号考察不但开创了海洋综合调查的时代，而且获得了十分丰富的海洋资料。几十位科学家潜心研究了20多年才完成考察报告的编写，共计50卷、29500多页，为海洋学的建立奠定了坚实的基础。在海洋生物方面，发现4400多个新种，提供了从表层到海底的海洋动物学知识。在海洋地质方面，重要成果是发现了深海软泥和红粘土，并采集到了锰结核。在海洋物理方面，除了调查海流和气象外，主要成就有：①根据地磁测定的结果，掌握了航海罗盘仪的偏差；②绘制了等深线图；③发现180多米以下的水温受季节影响不大，温度变化极小；④认为大洋底的水温在大范围内基本相同，但在不同的海区也显示出特定的值；⑤确定了岛屿和险岩准确的位置。在海水化学方面，W.迪特马尔对海水进行了全面的、完整的分析，从理论上证实了J.G.福希哈默尔于1865年提出的不论海水中含盐量的绝对值大小如何，其各种主要化学成分之间的相对含量是恒定的原理。在挑战者”号进行观测以前，一般都认为深海海水比重很大，投入海里的重物不会沉入海底。“挑战者”号考察否定了这一论点。“挑战者”号考察激起了各国海洋考察的热潮，德国“羚羊”号(1874～1876)、俄国“勇士”号(1886～1889)进行了环球考察，奥地利“极地”号(1890～1898)在红海和地中海考察，美国“布莱克”号在加勒比海考察（1877～1886），但其中最为著名的是挪威海洋学家F.南森的北极海探险。 1925～1927年，德国流星”号(Meteor)考察船对南大西洋进行了历时两年零三个月的调查，这是继英国“挑战者”号之后的又一次划时代的科学考察。这次考察以海洋物理学为主，采用了各种电子技术和近代科学方法，以观测精确著称。它首次应用电子回声测深仪，获得了7万个以上的海洋深度数据；首次清晰地揭示了大洋底部起伏不平的轮廓；揭示了海洋环流和大洋热量、水量平衡的基本概况。出版了16卷考察报告，包括海底、海洋物理、海洋化学、海洋生物、海洋气象，以及内波观测等内容。1929～1935年和1937～1938年，“流星”号还分别在冰岛海域和东北大西洋进行了调查，弄清了极峰带的复杂海况。通过几个国家反复的同步调查，清楚地绘制出墨西哥湾流的续流。 为了进一步研究深海生物，丹麦“铠甲虾”号(Galathea)调查船于1950年10月至1952年9月，周航世界进行海洋调查。考察队在海底取样时，使用了12000米长的钢丝绳，从大于10000米深的菲律宾海沟的底质中，采集到大量的活体微生物。1951年 7月，在10190米深的海底石块上和附近海域采集到白色海葵、美丽的红虾、发光鱼、水母、沙蚕类动物等，证实在1万米的深处也栖息着生物；从3400～7200米的深海采集到大量乌黑的鱼、青白的海星、海参、虾、长腿蟹等珍贵生物，还采集到被人们认为早已绝种的活化石”新蝶贝(Neopilina)。根据采集到的样品，他们发现生活在大于7000米深的超深海动物，与来自于2000～3000米深的海域和大陆坡的动物种不同，能够适应巨大的水压。在这次考察中，还首次采用14C法测定海洋生物初级生产力，并测量了深海地磁。　苏联“勇士”号太平洋考察　1949～1958年，“勇士”号（Витязь）主要在太平洋考察。“勇士”号在考察中进行了测深，更正了远东近海和太平洋水深图，还发现了一些断裂带、海底山脉、海山等。在马里亚纳海沟发现了世界最深的查林杰海渊为11034米；在千岛-勘察加海沟发现了深海渊（10382米）；在考察中取得了40米长的海底柱状样品，分析研究了长达1000万年的地质史；发现了深层水在不断流动，并在1000～3000米的深度上测量到速度高达30厘米/秒的强大层流；弄清了深海水强烈的垂直混合和数公里规模的浮游生物的垂直移动。调查结果表明，在1万米以深的最深海沟处，也有许多种生物存在。1959年以后，“勇士”号还在印度洋从事考察。　其他考察　在这个阶段还有美国卡内基”号、“鹦鹉螺”号、“贝尔德”号、“地平线”号，挪威“莫德”号，德国“高斯”号，丹麦“丹纳-Ⅰ”和“丹纳-Ⅱ”号，法国“法兰西人”号和“帕斯”号，英国“发现-Ⅰ”和“发现-Ⅱ”号、“斯科列斯比”号、 “挑战者-8”号，苏联“西比利亚科夫”号和“谢多夫”号破冰船、“罗蒙诺索夫”号、“鄂毕”号等，从事海洋考察活动。　主要成果 　在海洋考察的基础上，海洋学研究和理论取得了很多成果。例如，摩纳哥阿尔贝大公一世的《大洋水深图》（1904），V.W.埃克曼的风海流理论(1905)，A.L.韦格纳的“大陆漂移说”(1912),A.霍姆斯的“地幔对流说”(1929) ，W.M.尤因首次进行海洋地震测量(1935)，S.埃克曼发表《海洋动物地理学》(1935)，J.P.雅科布森和M.H.C.克努曾提出海水氯度新定义(1937)，H.H.赫斯发现海底平顶山(1946)，C.E.佐贝尔出版《海洋微生物学》(1946)，H.U.斯韦尔德鲁普的大洋环流理论(1947)，H.M.施托梅尔的“西部边界流理论”(1948)，F.P.谢泼德的《海底地质学》(1948)，W.H.蒙克的“大洋漂流理论”(1950)等。其中斯韦尔德鲁普等人撰写的巨著《海洋》(1942)对这阶段的成果作了较全面、深刻的概括。

5. 海洋原始生命得以产生和发展的必要条件有哪些

海洋原始生命得以产生和发展的必要条件：
1、水是一种良好的溶剂，海水中含有许多种人生命所必需的无机盐，如氯化物、碳酸盐、硝酸盐、磷酸盐还有溶解氧，原始生命可以毫不费力地从水中吸取它所需要的元素。
2、水具有很高的热溶量，加之水体浩大，海水的温度变化比较小，因此巨大的海洋就像是天然的温箱，是孕育原始生命的温床。
3、阳光虽然是生命所必需，但是阳光中的紫外线却有扼杀原始生命的危险，水能有效的吸收紫外线，因而又为原始生命提供了天然的屏障。
4、生命在海洋里诞生不是偶然的，海洋物理和化学性质使它成为孕育原始生命的摇篮，生命在海洋里诞生就不会有缺水之忧。

6. 与现代海洋大气相比较，原始海洋之所以有利于生命的诞生，是因为原始海洋（　　） A．含有丰富的有机

    原始海洋是原始生命的摇篮，根据米勒以及其他学者的实验结果可以推测，原始地球上尽管不能形成生命，但能产生构成生物体的有机物，这些有机物在原始海洋的作用下，经过及其漫长的岁月，逐渐形成了原始生命．故选：D   

7. 与现代海洋、大气相比较，原始海洋、大气之所以有利于生命的诞生，是因为原始海洋

答案D
在原始大气层中生成的有机小分子物质聚集在原始海洋中，经相互作用形成生物大分子物质，进而形成多分子体系，以至原始生命。所以，在原始海洋中含有丰富的有机物。大气中的游离氧在蓝藻和绿藻出现后才出现并逐渐多起来。所以，原始海洋在生命出现前是不含游离氧的。

8. 海洋的形成和发展

海洋的形成和发展

一般指约在46亿年前刚从太阳星云形成的地球。初生的地球，在继续旋转和凝聚的过程中，由于本身的凝聚收缩和内部放射性物质（如铀、钍等）的蜕变生热，温度不断增高，其内部甚至达到炽热的程度，于是重物质就沉向内部，形成地核和地幔，较轻的物质则分布在表面，形成地壳。初形成的地壳较薄，而地球内部温度又很高，因此火山爆发频繁，从火山喷出的气体，构成地球的还原性大气。水是原始大气的主要成分，原始地球的地表温度高于水的沸点，所以当时的水都以水蒸气的形态存在于原始大气之中。地表不断散热，水蒸汽被冷却又凝结成水。以后地球内部温度逐渐降低，地面温度终于降到沸点以下，于是倾盆大雨从天而降，降落到地球表面低凹的地方，就形成了江河、湖泊和海洋。科学家称那时的海洋为原始海洋。原始海洋盐分较低，而有机物质却异常丰富。当时由于大气中无游离氧，因而高空中也没有臭氧层阻挡，不能吸收太阳辐射的紫外线，所以紫外线能直射到地球表面，成为合成有机物的能源。此外，天空放电、火山爆发所放出的能量、宇宙间的宇宙射线，以及陨星穿过大气层时所引起的冲击波等，也都有助于有机物的合成。但其中天空放电可能是最重要的，因为这种能源所提供的能量较多，又在靠近海洋表面的地方释放，在那里它作用于还原性大气，所合成的有机物质，很容易被雨水冲淋到原始海洋之中，使原始海洋富含有机物质，成了“生命的摇篮”。