气候变化对海洋病毒生态特性及其生物地球化学效应的影响

摘要:病毒作为海洋中丰度最高的生命粒子,通过侵染和裂解宿主细胞影响宿主生理生态特性,改变海洋食物网的物质循环和能量流动,在海洋生物地球化学过程中扮演着重要角色。全球气候变化导致海面升温、海洋酸化、营养盐和海水盐度变化、低氧区扩大等海洋环境问题,对海洋病毒生理生态特性产生直接或间接的影响。本文从海洋病毒的生态功能和生物地球化学效应出发,概述了气候变化因子对病毒分布、丰度、生命策略以及与宿主之间相互作用等的影响,提出海洋病毒是全球气候变化研究中不可或缺的对象。     

海洋酸化对海洋无脊椎动物的影响研究进展

人源二氧化碳(CO2)的大量排放,导致空气中CO2浓度越来越高,其中大约1/4至1/3被海洋吸收。过多CO2在海水中的溶解,除引起海水p H值降低外,还导致海水中碳酸盐平衡体系的变化,即"海洋酸化"现象。很多海洋无脊椎动物不但在海洋生态系统中发挥重要作用,还是重要的水产养殖种,因此具有重要的生态与经济价值。由于海洋无脊椎动物的生活史在海水中完成,因此海洋环境的变化极易对其造成影响。大量研究已证实海洋酸化能对多种海洋无脊椎动物的受精、发育、生物钙化、基因表达等生命活动产生显著影响。综述了近年来海洋酸化对海洋无脊椎动物影响研究的相关报道,归纳了其对海洋无脊椎动物不同生命活动的影响,分析了其生态学效应,探讨了现有研究在方法创新、内容拓展以及机理分析等方面存在的局限与不足,并展望了海洋酸化对海洋无脊椎动物影响研究的发展方向。     

国外海洋生物技术发展概况

国外海洋生物技术发展概况陈来成（中国科学技术信息研究所）一、引言浩瀚的海洋是地球上的生命的摇蓝。它覆盖地球表面积的７１％,尚未被利用的海洋与海岸的有效面积比陆地大５－１０倍。海水含有生命生长和繁殖所必需的丰富无机物。海洋生物资源丰富,种类繁多（约达１６万种）。它们不仅能充分利用太阳能进行光合作用,还有大量未被开发利用的生物（据估计,已被开发利用仅占１％）。     

人类与海洋—讨论海洋生态环境的有关问题

自然环境和资源是人类生存和发展的最基本的物质条件。占人类赖以生存的地球表面积71%的海洋,是地球上一切生命的摇篮。在人类数千年的文明历史进程中,海洋一直受到人们极大的关注,它不但调节着全球的气候,蕴藏着丰富的动力、矿产、生物、化学等资源,而且也是天然日交通“大道”。因此,在人类当前面临着人口、资源,环境三大问题中,如何做到既要开发利用海洋这个自然资源宝库,又要保护好海洋环境,这是人们非常关注的重     

海水颗粒有机碳（POC）变化的生物地球化学机制

海水中颗粒有机碳（POC）的生物地球化学行为是海洋碳循环研究的重要组成部分,近年来的研究取得了重大进展,主要阐述了海水POC生物地球化学研究的概况.海水POC在海洋中的分布受各种物理、化学、生物过程等多种因素的影响.不同海域、不同水层POC的含量与组成差异很大,在水平分布上,近岸高于远海,垂直分布上,表层高于中下层,含量通常为几十到几百个μg/L,主要由陆源碎屑、浮游植物、浮游动物及其新陈代谢产物和死亡残体组成,海水POC可来源于陆源、海源（海洋生物的生产）、海底沉积物的再悬浮以及溶解有机碳（DOC）的转化,其中海源是其主要贡献者.海水POC与生物过程的关系密切,海洋生物既是POC的组成部分也是POC的重要生产者,通过摄食-代谢过程产生碎屑POC,通过垂直洄游促进POC的向下沉降,通过细菌的降解将POC转化为其他形态.POC参与再循环与营养盐（特别是氮、磷、硅）之间有重要的协同作用,生命POC的新陈代谢造成了营养盐浓度的变化,反过来,营养盐浓度的变化又改变了生命POC的组成及数量;无生命的POC一方面在生物及化学作用下分解矿化释放出营养盐,及时补充了水体中氮、磷、硅等生源要素的含量,这在高生产力的珊瑚礁区尤为明显.另一方面,其又通过在沉积物中的矿化,产生吸附位点,吸附营养盐,影响着营养盐在沉积物与水体中的交换.     

化学诱导对一株海洋来源土曲霉C23-3次生代谢产物及其生物活性的影响

【背景】海洋微生物是药理活性先导化合物的重要源泉,而化学诱导是深入挖掘其次生代谢潜力的一种便捷手段。【目的】以一株海洋来源土曲霉C23-3为出发菌株,筛选出可促进其产生更丰富代谢产物(包括丁内酯类化合物)的发酵条件,进一步开发菌株在抗阿尔茨海默症方面的潜力。【方法】分别选用海水马铃薯培养基、麦芽浸膏培养基、大米培养基和大豆培养基4种基础培养基,利用丁酸钠、辛二酰苯胺异羟肟酸(Suberoylanilidehydroxamicacid,SAHA)、5-氮杂胞嘧啶核苷(5-azacytidine,5-azaC)、盐酸普鲁卡因(Procaine hydrochloride)、ZnCl_2和CuCl_2共6种化学诱导剂对土曲霉C23-3进行微量的诱导培养。观察该菌菌丝体形态变化,并根据薄层层析(Thin-layerchromatography,TLC)指纹图谱、化学显色及生物活性自显影结果初筛出代谢产物丰富且乙酰胆碱酯酶抑制活性与抗氧化活性产物丰富的诱导条件,并进行进一步常量发酵。采用上述手段及高效液相色谱-二极管阵列检测器(High performance liquid chromatography-Diode array detector,HPLC-DAD)分析常量发酵代谢产物的总体多样性及丁内酯类化合物的多样性。【结果】发现CuCl_2、ZnCl_2、SAHA和5-azaC可引起土曲霉C23-3菌丝体生长形态显著变化,海水马铃薯培养基+100μmol/L丁酸钠等6种诱导条件在微量培养初筛及常量发酵复筛中均可使该菌株产生多样化的活性代谢产物,其丁内酯类代谢产物也具有一定差异性。【结论】化学诱导手段可促使土曲霉C23-3产生丰富且新颖的活性代谢产物,为多样化的抗阿尔茨海默症天然产物的发现奠定了基础。     

中国生物化学与分子生物学会各分会

由中国生物化学与分子生物学会海洋生物化学与分子生物学分会会同中国药学会海洋药物专业委员会、生化药物专业委员会;中国生物工程学会海洋生物技术专业委员会;中国微生物学会海洋微生物学专业委员会和中华航海医学会海洋生物工程专业学会联合主办,中国人民解放军第二军医大学和大连交通大学共同承办的全国海洋生物技术与海洋药物学术会议（暨全国第九届海洋药物学术研讨会、全国第六届海洋生命活性物质与天然生化药物学研讨会、全国第二届海洋生物化学与分子生物学学术研讨会、全国第二届海洋微生物学术研讨会）于2005年8月2-6日在辽宁大连举行。来自全国23个省、市（包括台湾地区）的320位代表出席了本届研讨会。     

生物学小史

一、生命的起源自己是从哪里来的?这要看从哪个角度来说啦!从“老根”上来说是从祖宗那里来的,祖宗是从哪里来的?是从祖宗的祖宗……那里来的。如此追根溯源,上溯了35亿年,在原始海水里就可以找到自己最老的祖宗啦! 最老的祖宗是什么? 是原始海水里的原始生命。恩格斯在《反杜林论》里指出:“生命的起源必然是通过化学的途径实现的。”原苏联的奥巴林实践了这个观点。他通过了一系列模拟原始地球的实验,于1922年提出了生命起源的化学过程的假说,当时并没     

国外科技简讯

美发现新的海洋蓝藻神经毒素在美国化学会与澳大利亚、新西兰、加拿大和日本化学会共同召开的２０００年太平洋地区国家国际化学讨论会上，美国俄勒冈州立大学的WilliamGerwick教授及其合作者的报告宣称：他们在加勒比海库拉索岛卡尔基湾的海洋蓝藻中提取了一种可以极端特异的方式毒害神经原的毒素。这种毒素的分子结构中的碳骨架和杂原子不同于任何现存的天然化合物。他们将其命名为“卡尔基毒素”。实验室试验证明，卡尔基毒素可以十亿分之几的浓度毒杀海洋节肢动物（例如海水丰年虫）和海鱼。利用这种毒素可以研究钠离子和钙离子出入细…     

为何海洋中的昆虫种类如此稀少?

昆虫种类丰富,占所有动物总数的23。已知的水生昆虫约30000种,而在海洋生活的昆虫仅为250～300种。根据在海洋中的栖息地不同,海洋昆虫一般可分为远洋昆虫、潮池昆虫和海滨昆虫。该文介绍了目前科学界对于海洋昆虫种类为何如此稀少的主流观点与假说,包括海水高渗管压、低氧、营养物质缺乏、昆虫与显花植物间的协同进化以及与甲壳类动物的生态位竞争等。     

鱼类对海洋升温与酸化的响应

自工业革命以来,空气中人为排放CO₂量增加,引起温室效应,导致地球表面温度升高和海水升温;同时,由于海-气界面气体交换,大气中CO₂部分溶解于海洋,引起海洋酸化。海洋升温加快鱼体内生化反应和代谢速率,并通过影响生长、觅食和繁殖等生命过程中能量供给,间接影响到鱼类种群分布、群落结构及生态系统的功能。而海水酸化会干扰海洋鱼类仔稚鱼的感觉和行为,增加其被捕食率,并削弱其野外生存能力,可能威胁自然种群补给量。综述了海洋升温、海洋酸化及其两者共同作用对海洋鱼类的影响,为预测鱼类响应全球海洋环境变化的响应趋势提供相关依据。     

海洋碳迁移转化与主要化学驱动因子的相互关系

分析了化学驱动因子对海洋碳迁移转化过程的影响.海洋碳迁移转化与各种化学驱动因子参与的生物地球化学过程密切相关.营养盐水平、pH、溶解氧浓度（DO）、氧化还原电位（Eh）、SO₄^2-及硫电位（Es）等主要化学驱动因子的消长导致了海洋化学环境的变化,进而对海洋碳的迁移转化产生影响.在营养盐的供给和生物吸收情况良好的海域,CO₂由于光合作用,并通过沉降有机物的氧化,不断被转移到海水深层,使得海水中的CO₂分压（P_CO2）降低,CO₂的海-气交换量和有机碳输出通量增大,从使该海域表现为CO₂的汇.由于CO₂的溶解与吸收以及有机物的降解造成了海洋环境的日益酸化,引起了海水中碳酸盐溶解度增大;沉积物中酸碱环境的变化也与有机物的矿化以及碳酸盐的溶解、沉淀过程密切相关.此外,DO、Eh、SO₄^2-及Es的变化与水体中有机碳的矿化分解过程和碳在沉积层中沉积埋葬过程相耦合.在水体中,高DO、高Eh利于有机碳向无机碳转化;而在DO和Eh较低的沉积环境中,高SO₄^2-不利于有机碳的埋葬与保存.     

早期地球的环境变化和生命的化学进化

生命起源是当代最大的科学疑谜之一,也是历来人类普遍关注的一个焦点。在地球上最早的生物出现之前,有机物经历了漫长而复杂的化学进化过程,称为生命的化学进化。地球上生命的化学进化与非生物部分的早期演化过程,是密切地相互关联、相互作用并相互制约的。文章着重阐述与生命的化学关系最为密切的冥古宙和太古宙的地球演化历史,指出这两个阶段所形成的还原性原始大气和古海洋条件在生命的化学进行中起了极其重要的作用,并且从宇宙形成、太阳系演化和地球环境早期演化的角度,探讨地球生命的化学进化历程;以地球形成初期发生了一系列复杂的有机化学反应过程,由无机分子生成生物小分子,再进一步生成生物大分子,直至最后产生原始细胞。此外,文章评述当前国际上最流行的生命化学进化学说,对早期地球的化学进化是发生在地球表面的原始海洋、粘土矿物、火山喷发等,或是来源于地球之外的宇宙空间进行了综合的阐述。     

每期20题

1.原始海洋是生命起源的基本条件。关于原始海洋的叙述不正确的是()。 A.为原始生命的诞生提供了安全场所 B.为生命起源提供了最初的原料 c.为生命起像提供了必要的空间条件 0.化学进化过程中最具有决定意义的阶段在原始 海洋中完成 2.将各种生物的遗传密码进行比较分析,发现它们的遗传密码是通用的,这在生物进化上属于()。 A.古生物学证据B.胚胎学证据 c.比较解剖学证据D.分子生物学证据 3.在经常刮强风的海岛上,无翅昆虫为优势种群,其原因是()。 人.强风对无翅性状的定向选择和积累 ‘B.无翅性状的出现是由强风而引起的 c.控制无翅性状…     

海洋微生物中提取的多糖的药用功能研究

海洋微生物多糖主要是从海水、海泥和海藻中的细菌中分离出来的多糖,大多是微生物胞外多糖。海洋微生物资源丰富多样,由于其生存环境所限,微生物物种之间的竞争十分激烈,多数微生物通过代谢产生了一些小分子有机化合物,此活性物质便可提炼出结构迥异、作用独特的活性多糖。本文综述了海洋微生物多糖的药用功能,对海洋微生物多糖的药用价值进行了系统分析。     

深海底栖有孔虫在古海洋学研究中的应用

通过对海洋沉积物的调查分析,探讨地质历史上海洋环流模式和海水物理化学性质的变化是古海洋学研究的重要内容之一。深海底栖有孔虫对环境变化敏感、其壳体稳定同位素和微量元素与海水性质密切相关使得它成为研究古海洋学的有力工具。但同时,底栖有孔虫的生命效应、分布的区域性以及海水自身等因素在一定程度上制约了其应用。本文总结了底栖有孔虫在古海洋学研究中的应用以及限制因素,以利于在具体研究中客观分析,提高古海洋环境重建的可靠性。     

海洋酸化生态学研究进展

工业革命以来,人类排放的大量二氧化碳引起温室效应的同时,也被海洋吸收使得全球海洋出现了严重的酸化。海洋酸化及伴随的海水碳酸盐化学体系的变化对海洋生物产生深远的影响。以海洋酸化对钙化作用和光合作用的影响为重点,总结了近年来关于海洋酸化的研究,介绍了海洋中不同生态系统对海洋酸化的响应。一方面,海水中CO23-浓度和碳酸钙饱和度的降低对海洋钙化生物造成严重损害,生活在高纬的冷水珊瑚和翼足目等文石生产者是最早的受害者;贝类和棘皮动物在钙化早期对海洋酸化尤其敏感,其幼体存活率受到海洋酸化的严重制约。另一方面,CO2浓度的增加能促进海洋植物的光合作用和生长,增加初级生产力,改变浮游植物的群落组成。此外,海洋酸化可以促进固氮和脱氮作用同时削弱硝化作用,改变溶氧浓度分布和金属的生物可利用性,从而对海洋生物产生间接影响。海洋酸化对海洋生态系统的影响机制复杂,影响程度深远。为了能准确的评估海洋酸化的生态学效应,需要更全面深入的研究。     

海洋沉积物来源链霉菌属次生代谢产物及其生物活性研究进展

海洋沉积物是营养较为丰富的微生物栖息地,近年来从海洋沉积物中分离培养出了大量海洋链霉菌,从中还发现了一些新的属种。人们已从海洋沉积物来源链霉菌属中发现了许多具有药用价值的活性化合物,有力推动了海洋天然产物化学的发展,并为新药研发提供基础。本文就海洋沉积物来源链霉菌属次生代谢产物的结构类型及其生物活性进行简要综述。     

一道试题分析

题目:从进化论角度看,地球上最早出现的原始生命的新陈代谢类型是什么?当今的地球上能否再次诞生原始生命?分析:生命起源于原始海洋,在原始海洋里含有氨基酸、核苷酸、蛋白质、核酸等丰富有机物。自身结构极为简单的原始生命只能利用海洋环境中的现成有机物,     

有关钙质超微化石 Florisphaera profunda的古海洋学意义综述

Florisphaera profunda是古海洋学研究中应用最广的一种钙质超微化石。利用F.profunda百分含量可以研究海水上层结构变化、海水初级生产力的演变并进而推断古气候变化及其机制。这一方法在世界诸大洋第四纪古海洋、古气候研究中都已有成功的先例。本文综述了利用F.profunda百分含量研究古海洋、古气候的基本原理和方法,并对其主要应用实例进行了介绍。