海洋生物与人类的相互关系与影响

!""#年第$%卷第#期生物学通报!&

!微生物通常所说的微生物!既包括属于原核类的细菌"放线菌"支原体"衣原体"螺旋体"立克次氏体和蓝细菌!属于真核类的真菌"原生动物和显微藻类!也包括属于非细胞类的病毒"类病毒和朊病毒等#特点是体积小!表面积大!有巨大的营养吸收面"代谢废物的排泄面和环境信息的接受面$种类繁多!目前已确定的微生物种类约有!"万种左右$分布广!适应性强!如生物体内外%土壤"水体"空气中以及工农业产品上都有微生物的存在$繁殖迅速!代谢旺盛!如大肠杆菌在适宜的条件下#"’()即可繁殖一代$易变异*微生物的个体一般都是单细胞!简单多细胞或非细胞的!通常都是单倍体!加之繁殖快"数量多和与外界环境直接接触!故具有易变异的特点&微生物的这些特点使其在生物界占据了特殊的位置&地球上除了火山的中心区域外*从生物圈%土壤%水圈到大气圈%岩石圈!到处都有微生物的存在&因此!对人类生态系统产生了巨大影响并且在人类生态系统中发挥着重要作用&"人类生态系统"!!人类生存环境及其组成和结构人类生存环境是由自然环境%工程环境和社会环境组成的&自然环境是人类发生和发展的物质基础!是非人类创造的物质所构成的地理空间!由生物和无机环境组成&阳光%空气%水%土壤和野生动植物都属于自然物质!这些自然物质与一定的地理条件结合即组成多种多样的生物无机环境!这样的生物无机环境孕育着多种多样的生物&它们结合成一定的生物群落存在并且由几个营养级和能量级组成&物质流和能量流通过各营养级的生物有机体组成食物链!自然界的食物链很少单独存在而是交织在一起形成食物网&生物群落和无机环境共同组成自然环境的结构单元!然后由低级单元组成高级单元!因此!自然环境是一个由简单到复杂%由低级到高级发展而来的多级谱系&自然环境按生态系统可分为水生环境和陆生环境&水生环境包括海洋%湖泊和河流等水域!陆生环境小于水生环境!是人类的居住地&工程环境是人类在利用和改造自然环境过程中创造出来的人工环境&如将原野改造成的农田%牧场%林场%旅游休养地!以及为适应人类生存和发展的需要建设的城市%农村%工矿区%交通和通讯设备等&因此!随着人类社会的发展!地球上没有受到人类活动影响的自然环境是极为罕见的!除了某些原始森林区%人迹罕至的荒漠和冻土地区%大洋中心区等自然环境外!其他已被人类活动影响形成了不同程度的工程环境&"!"人类生态系统生态系统是自然界的基本功能单元!是在一定的时间%空间范围内!生命系统与环境系统的组合&人类生态系统’也称社会生态系统(的概念是随着经济和社会的发展逐渐形成的!是以人为主的生命系统与环境系统’人的生存环境(在特定空间的组合##微生物与人类生态系统的相互影响种类繁多%数量庞大的微生物势必对人类生态系统产生消极或积极的影响#同时!人类生态系统对微生物的生存和发展也会提供良好的环境条件或带来危害##!!微生物对人类生态系统的影响微生物在人类生态系统中广泛存在会引起土壤%水体%空气等自然环境的污染%人类%动植物等生物的疾病%工农业产品等的变质等等一系列消极影响!这对于人类的生存是一种潜在的危害#同时!微生物家族中光能自养型和化能自养型微生物是人类生态系统的一类初级生产者!微生物中绝大部分细菌和所有真菌又是人类生态系统中的主要分解者!因此!微生物在物质循环中起着极其重要的生物的媒介物作用$微生物在废水处理%固体废弃物处理和环境监测等环境污染防治方面具有广泛的应用$微生物在自然发酵%食品和饮料的酿造%生产生化药物’包括农药和医药(%提供具有丰富营养价值的食用菌’包括用作中药(等方面也起到了积极作用#因此!微生物在农林牧渔业%工业%环保和医疗卫生事业浅谈微生物与人类生态系统的相互影响安鑫龙’河北农业大学水域保护与监测系河北秦皇岛"$$""%(董金皋’河北农业大学生命科学学院河北保定"&!""!(摘要概括介绍了微生物!人类生态系统的基本知识以及二者之间的相互影响"提出#人类首先应该处理好微生物和人类生态系统之间的相互关系$使其协调发展$进而使生物多样性得以维持和发展"在这个基础上再尽量减少或消除微生物对人类生态系统的消极影响$充分发挥微生物的积极作用$达到利用微生物为人类服务的最终目的"关键词微生物人类生态系统协调发展生物多样性

地球化学环境对海洋生物的制约

早在本世纪3 0 年代, 前苏联生物地球化学家维诺格拉多夫就指出。植物和动物对环境中某些元素的含量变化具有一定的生物学反应。进入70 年代以后. 环境科学和地学工作者以很多精力投入环境地球化学或环境生命元素与人体健康的研究, 许多地区进行了环境背景值调查, 并取得大量的研究成果。对不同地球化学环境下的不同生物效应问题逐步有了明确认识。

在地球上, 既存在有生命的生物，更广泛地存在无生命物质和能量。一切生命活动的生存和延续，都依赖于周围无生命物质和能量。这是生物进化和人类发展的物质基础。生命和人类是地壳物质长期发展演化的结果。每次地壳变化都与生命的进程密切相关。不断为生命活动提供新的环境和物质基础。生命物质通过自身的选择和调节。始终与地壳物质保持着动态平衡。由于地壳物质和表面元素分布的不均一性.故在相当程度上控制和影响着人类、动植物的发育, 造成生物生态的地区差异。然而生物体自身调节物质元素不均一程度的能力毕竟是有限的。超过能适应的变化范围(过低或过高) 时，不论是人类或动植物都会出现生物效应。自工业革命以后，大气中二氧化碳的浓度逐渐升高，随之而来的是海洋酸化问题。本文以海洋酸化为例，阐释地球化学环境对海洋生物的制约。

近年来的研究证实：人类向大气释放的二氧化碳的５０％在进入大气空间之后，通过海气交换被海洋吸收。海水中的二氧化碳通过水解作用增加氢离子的浓度，从而导致海水pＨ值的降低。按照正常经济发展状况下的二氧化碳排放形势，表层海水的ｐＨ 预测到2100年降低０．３～０．５个pＨ 单位。现阶段的海水pＨ 变化速度是过去１０万ａ来变化速度的１００倍，引起的海洋化学过程的变化将要花费成千上万年的时间才能通过碳酸钙沉积物的缓冲作用得到中和，而且pＣＯ２最终稳定的时候将低于现在水平。

虽然目前人们对海洋酸化及其效应的认识还很有限，但是近１０年来的研究结果表明，海洋酸化对海洋生态系统的潜在影响是巨大的，海水酸性的增加将改变海水化学的种种平衡，使依赖于化学环境稳定性的多种海洋生物乃至生态系统面临巨大威胁。海洋酸化改变海洋环境，生物栖息生境面临威胁。海水中碳酸钙的饱和度主要由碳酸根浓度所决定。通常，海水中碳酸氢根占无机碳９０％以上碳酸根浓度占１０％，二氧化碳占１％以下。大气中二氧化碳浓度的不断增加，促进二氧化碳向海水的溶入，以致二氧化碳和碳酸氢根浓度增加，碳酸根浓度下降，这将会对海洋化学过程产生一定程度的影响。海水化学环境的变化，还会影响海洋生物种群变化，改变了海洋生物种群间竞争的条件，进而引起海洋食物网效应。

深海生物和海洋污染之间的关系

海洋是地球上最深远的生态系统之一，自然界中最神秘和美丽的环境之一。随着近年来深海探险的深入，我们开始逐渐认识到深海生物数量庞大，种类繁多，而广泛存在的海洋污染已经成为直接影响海洋生态和深海生物的主要问题之一。

深海生物与污染的直接关系

深海生物通常居住于水深2000米以上深度的区域，这些环境相对于海洋表层而言较为稳定，温度相对较低、氧气稀薄。和陆地上其他环境相比，深海对光照、温度、压力等极端环境跨度的适应能力一般要强得多。深海生物群落由各种原始和复杂的生态系统组成，常见的深海生物包括：深水鱼类、无脊椎动物、软体动物、海洋花园、海洋溶岩团等。深海生物特有的特征为：身体形态、觅食方式、生活环境和习惯方式不同于支配表层海洋的生物，且传统意义上过度捕捞、海洋污染对深海生物的影响相对较少，这使得深海生物密度和种类数量十分丰富。

但是，随着人类活动的不断发展，海洋污染日益严重, 直接威胁了海洋中微生物、浮游生物和多种深海生物种群的健康与生存。例如，塑料垃圾袋随水流到达海底，经过漫长的时间无法分解，会堆积在深海底部，破坏深海生物的生态环境；石油泄漏或排放废水都会加剧海洋污染，对深海生物的自然繁殖、繁衍和生长带来负面的影响。

海洋污染的形成原因

海洋污染的产生有很多原因，包括人类与海洋的密切联系。人类排放的废水、废油、有害废气、塑料等垃圾，陆地农业和工业的土壤污染物和化石燃料的提取都会导致海洋污染。同时，海上交通和旅游业也常常不负责任地排放废水和垃圾，影响海洋水质。

深海生物与海洋污染的相互作用

海洋污染对深海生物的影响是相对复杂的，首先，海洋污染通常导致水中氧气、 pH 值和热量等环境变化，这些因素会直接影响深海生物的生长和繁殖。其次，海洋污染中的化学物质，如含有毒性的有机化合物和重金属等物质会积聚在它们的细胞和组织中，对深海生物的健康造成长期危害。最后，污染导致的食物链改变（如有些生物吃了被破坏的病菌无法分解的废弃物，不仅会吃到放化学物质的水，也会将这种毒性带给被它们捕食的其他生物），直接导致深海生物的死亡或生态环境的恶化。

人类健康

【摘要】 生物技术在医疗保健、环保及食品领域的应用，对改善人类的医疗与生存环境、提高疾病预防、诊断及治疗技术都产生了深刻的影响。然而，在其为人类社会带来巨大益处的同时，我们应高度警惕它对人类健康及社会伦理道德、生态环境所带来的负面影响，并积极做出科学而有效的对策。

【关键词】 生物技术 人类健康 生物安全

一、生物技术发展现状

生物技术是以生命科学为基础，利用生物（或生物组织、细胞及其他组成部分）的特性和功能，设计、构建具有预期性能的新物质或新品系，以及与工程原理相结合进行社会生产或社会服务的综合性技术领域。它是20世纪70年代初在分子生物学和细胞生物学基础上结合现代工程学的方法和原理而发展起来的一门综合性科学技术。

生物技术产业的发展对于改善人们的生活环境、提高人们的生活质量具有重要意义，特别是对于我国这样一个人口众多、人均资源少的国家，发展生物技术产业更具有重要的战略意义。

二、生物技术对人类健康的积极促进作用

生物技术自诞生之日起就一直为人类健康水平的提高起着不可或缺的作用。主要体现在以下5个方面:

1、疾病预防、诊断及治疗

医药生物技术是生物技术领域中最活跃、产业发展最迅速、效益最显著的领域。投资比例及产品市场均占生物技术领域的首位。生物技术在医药领域的应用涉及到新药开发、新诊断技术、预防措施及新的治疗技术，如单克隆抗体、基因诊断、荧光检测、基因芯片等。这些技术可以快速、灵敏、简单地诊断疾病。常用的疾病诊断方法有酶联免疫吸附检测法和DNA诊断技术。

2、生物制药

生物制药改变了传统制药的原料、工艺和生产方式，制造出有特殊疗效的药物，帮助医学战胜了许多威胁人类健康和生命的顽症。抗生素是人类最熟悉、应用最广泛的生物技术药物。目前上市的基因工程蛋白质药物主要用于治疗癌症、

艾滋病、细菌感染、代谢病、血液病、糖尿病等。利用基因工程生产的重组疫苗可以达到安全、高效的目的，如病毒性肝炎疫苗、霍乱、痢疾、血吸虫疫苗等。