海洋生物学课件1.ppt
教学计划
* 第一章 绪论
* 第二章 环境与生物适应
* 第三章 繁殖与发育
* 第四章 海洋动物生理
* 第五章 海藻
* 第六章 海洋微生物
* 第七章 浮游生物
* 第八章 底栖生物
* 第九章 游泳生物
* 第十章 捕捞对海洋生物资源的影响
* 第十一章 海水养殖与近岸环境的相互作用
最终成绩组成:
平时成绩 占 30%
考勤
平时考勤3次缺席可取消考试资格,最终成绩为不及格。
迟到一次扣5分,缺席一次扣10分.
平时表现
期末考试 占 70%
第一章 绪 论
海洋中的生命
1. 生命的起源
2. 海洋生物的种类
迄今为止,在海洋中发现的生物约有100多万种,包括海洋微生物,海洋植物和海洋动物。
海洋微生物:
海洋病毒,海洋细菌和海洋真菌。
海洋植物:
海藻和海洋种子植物
海藻分为微藻和大型藻类,大型藻类包括绿藻,轮藻,褐藻和红藻;
海洋种子植物包括海草类和红树林。
海洋动物
动物界所包括的33个门中,海洋动物具有32个门,其中15个门为海洋动物所独有。
按生态类型主要分为浮游动物,底栖动物和游泳动物。
* 浮游动物 一类经常在水中浮游,本身不能制造有机物的异养型无脊椎动物(桡足类)和脊索动物幼体的总称。也包括阶段性浮游动物,如底栖动物的浮游幼虫和游泳动物(如鱼类)的幼仔、稚鱼等。
底栖生物 生活在江河湖海底部的动植物。按生活方式,分为营固着生活的、底埋生活的、水底爬行的、钻蚀生活的,底层游泳的等类型。
圆犁头鳐 鲨鱼的近亲
比目鱼(flatfish)是两只眼睛长在一边的奇鱼,被认为需两鱼并肩而行,故名比目鱼。它是海水鱼中的鲽形目的一大类,包括有鲆科、鲽科、鳎科的鱼类。
游泳动物 海水中能够自由游泳,快速迁徙,主动捕食或躲避敌害的种类
红树林
它生长于陆地与海洋交界带的滩涂浅滩,是陆地向海洋过度的特殊生态系。
* 调查研究表明,红树林是至今世界上少数几个物种最多样化的生态系之一,生物资源量非常丰富,
* 红树林另一重要生态效益是它的防风消浪、促淤保滩、固岸护堤、净化海水和空气的功能。
红树林-湿地-"地球之肾"
* 红树林是我国保护物种,近10多年来,先后建立了国家级(3个)、省级(4个)、县级(8个)红树林保护区15个,并制订了相应的保护法律法规。
海洋生物学的范畴
* 海洋生物学是研究海洋中生命现象、过程及其规律的科学,是海洋科学的一个主要学科,也是生命科学的一个重要分支。
* 海洋生物学主要研究海洋里生命的起源和演化,生物的分类和分布、发育和生长、生理、生化和遗传。其目的是阐明生命的本质,海洋生物的特点和习性,及其与海洋环境间的相互关系,海洋中发生的各种生物学现象及其变化规律,进而利用这些规律为人类生活和生产服务。
* 海洋生物学研究的内容极为丰富,且随着海洋调查手段和开发技术的改进而不断地发展。可以说生物学的各个领域,在海洋生物学中均有相应的发展。
0707 一级学科:海洋科学
070701 物理海洋学 070702 海洋化学
070703 海洋生物学 070704 海洋地质
0710 一级学科:生物学
071001 植物学 071002 动物学
071003 生理学 071004 水生生物学
071005 微生物学 071006 神经生物学
071007 遗传学 071008 发育生物学
071009 细胞生物学 071010 生物化学与分子生物学
071011 生物物理学 071012 生态学
2007年国家学科分类情况
研究内容
海洋生物学的研究对象为海洋生物,这是它区别与普通
生物学的主要特点。其研究内容主要包括:
1. 海洋生物的分类和区系分布:
按进化关系和形态差异划分为微生物,植物和动
物;
按生态特性和生存方式划分为浮游生物,底栖生物
和游泳生物。
海洋生物的区系划分是了解海洋生物的分布,生物
资源量变动等基础生物学研究的主要内容。
2. 海洋生物的生殖,生长,发育和遗传
发育,遗传和进化是当代生物学研究的三大重要课题,从分子水平和基因水平揭示海洋生物的遗传规律已成为海洋
生物学的重要内容。
3. 海洋生物的生理生化
了解生物个体的生长发育过程中各类生物大分子的各种
变化和化学反应以及这些化学反应同生物个体发育之间的关
系。
* 海洋生物的生态环境
生物体同环境组成统一体,生态学就是研究生
物体同周围环境的关系。研究海洋生物的生态环境,海洋生物之间的食物链关系和生物资源变化规律,是
海洋生物学研究不可缺少的部分。
* 对指导合理开发海洋资源的同时如何加强对海洋
生物生态环境的保护有重大意义。
海洋生物学研究的重要意义
* 海洋生物资源安全保障技术
核心内容:
海洋环境保护方面的研究;
生态环境修复方面的研究。
* 海水养殖优良品种选育和种质的遗传改良技术
核心内容:选种,育种,改良
核心技术:传统遗传改良技术+现在基因工程,细胞工程等技术
* 海洋渔业资源可持续开发及增殖技术
核心内容:通过掌握海洋渔业资源变化规律,采用安全,合理的捕捞技术,以保证海洋渔业资源的可持续发展。
* 海洋天然产物的开发利用
海洋生物物种繁多,生态类型和种群结构多样性丰富,为海
洋天然产物的研发提供了良好的条件。
已运用的方面有:
海洋药物,海洋毒素,生物工程材料。
第二章 海洋环境与生物适应
* 海洋环境
海洋环境为海洋生物的生存提供了适宜的生存空间,同时又
制约其生活,生长,繁殖及分布;另一方面,海洋生物通过
多种生存策略适应环境。
* 海洋环境的类型
按区域性分为河口,海湾,沿岸海域,近海,外海等;
按环境要素分为海水,沉淀物,海洋生物及海面上空大气等
按功能和管理角度分为旅游区,渔区,港口等;
* 海洋环境的自然属性
1.海水
96.5%是水,3.5%是可溶性盐,可溶性物质的
含量用千分率表示(‰),称为盐度。
海水的热容量高 海水温度的稳定性
海水是稳定的环境
海水是一种缓冲溶剂 酸碱性的稳定
34.8 ‰盐度海水中的离子比例
2. 深度和光照
海洋的透光层 光照强度随深度的增加而减弱,达到一定深度后,即成为无光带。这以上0-200m为透光带。
海洋的流体静力压,海水每深10米,流利静力压增
加 7013.25 hPa(百帕)。
3. 温度
海水温度是海洋生物地理分布的限制因素,也是引
起生物必要的专门适应性的原因。水温是决定海洋
生物生存区域,物种丰度及其变动的主要环境因素
4. 海水的运动
海水运动会导致生物环境的改变,影响海洋生物的
生活和分布,生物的种群丰度和群落结构。
海洋环境分区
* 海洋是世界上最大的水生系统,根据海洋生物的栖居环境,海洋环境分为水层区(海水区)和底层区(底栖区)。
* 水层区(pelagic)
水层区是海洋中整个开阔水域,水平方向上分为近岸带(neritic zone)和大洋带(oceanic zone).
1. 近岸带
为大陆架水域,为大陆与海洋间的过渡,依次分为潮间带和潮下带。
2. 大洋带
包括近岸带以外的全部水域,垂直方向上分为海洋透光层和海洋无光层。
海洋透光层 指光线能够透入的水层,约为海面到200水深的水层,其中0-50米为真光层,50-200米为弱光层。
海洋无光层 透光层以下的永久黑暗水层。按垂直方向可分为:
海洋中水层(200-1000m),海洋深水层(1000-4000m),海洋深渊层(4000-6000m),海洋超深渊层(6000-10000m)
* 底层区(benthic)
底层区是海洋的整个海底,是底栖动物活动的场所
可分为浅海底和深海底。
1. 浅海底
200米以上的海底区域,可根据海底环境性质和所处
深度分为海岸带和陆架带。
海岸带 包括高潮所及的地区,潮间带和朝下带。
陆架带 海岸带以下的陆架海底区,是洄游底栖鱼
类的越冬索饵场。
2. 深海底
200米以下的全部海底区域,包括深层带,深渊带和
超深渊带。
深层带 大陆坡到4000m左右深度海底区;
深渊带 4000-6000m的广阔深海平原;
超深渊带 6000-10000m之间的海洋海沟海底区。
海洋环境问题及保护
* 海洋环境问题主要是指有人类利用海洋环境不当和人为排污所造成的问题。
过多的获取
人类 海洋
过多的排放
主要生态环境问题:
1. 海洋环境污染问题
* 海洋生物多样性下降和资源衰退问题
* 海洋生境破坏和生态失衡问题
* 有害赤潮问题
* 全球环境变化及效应问题
温室效应 就是太阳短波辐射可以透过大气射入地面,而地面增暖后
放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收,从而产生大气变
暖的效应。大气中的二氧化碳就像一层厚厚的玻璃,使地球变成了一个
大暖房。
厄尔尼诺和拉尼娜现象
海洋生物的适应策略
* 海洋生物的生态类型
根据运动方式,生活习性和生存环境的不同,可将海洋生物
分为底栖生物,浮游生物和游泳生物。
1. 海洋底栖生物 (benthos)
底栖生物是海洋底部生活的一切生物,包括固着生物,爬行生物和穴居生物。
2. 海洋浮游生物 (plankton)
浮游生物缺乏发达的运动器官,游泳能力微弱。按营养方式分为 浮游植物(phytoplanton)和浮游动物(zooplanton)。
按体形可分为大型浮游生物,小型浮游生物,微型浮游生物和超微型浮游生物。
按生活史可分为永久性(终身)浮游生物,阶段性(半)浮游生物和暂时性(偶然)浮游生物。
3. 海洋游泳生物
海洋游泳生物是水层中运动能力就强的一类生物,具有发达
的运动器官,同时一般体形较大。如海洋鱼类,爬行动物。
海洋哺乳动物和头足类软体动物。
海洋生物的适应性策略
海洋生物为了能够适应其生活环境的变化,往往通过其形态,生理,行为,生活方式作出适应性反应。不同生态类型的海洋生物有不同的适应策略。
1. 海洋浮游生物的适应性策略
海洋浮游生物环境适应性的首要问题就是解决其浮游性,如何保持自身漂浮,使其处于水体的真光层。
策略1. 体形微小,增大体表面积,如:体表有棘刺和突起,体形多为薄饼形或带形。
策略2. 群体生活组合成链状或球状。
策略3. 通过内涵物来保持漂浮。如体内含水量大,水母等;体内原生质
含有油滴,鱼卵等。
2. 游泳生物的适应性策略
随着不同深度水层的光线,水温,压力不同,不同水层的海
洋游泳生物的适应机制也有所不同。
浅海区 水深200m以内,真光层,阳光直达海底,水温高,各种生物充足。
中水层 水深200-1000m,阳光微弱,各类海洋鱼类感光器
官发达,或具备发光器,如灯笼鱼,鮟鱇鱼,星光鱼。
深水层 水深1000-4000m,无光,水温终年0℃。概区域大
多数鱼类眼睛退化,靠发光器官捕食,同时由于藻类植物已
绝迹,所以多以食肉鱼类为主。
深渊层 深度5000m以下,食物稀少,静水压可达1000个大气
压,导致该区域生物身体具有特殊结构,表皮具有很好的渗
透性,海水可以直接渗入细胞,以保持内外压力平衡。
共性: 流线型身体,体表具有黏液层减少摩擦和维持渗透压
3. 底栖生物的适应性策略
底栖生物生活方式多种多样,根据不同海区,分为浅海底和
深海底两个主要海底环境类型。根据不同环境类型,生物进
化出不同适应策略。
一. 浅海底栖生物
主要包括潮间带至大陆架边缘内侧海底的所有生物。该区域
的海水温度,盐度和光照条件显示出明显的不稳定性。固着
习性是浅海底栖生物的显著特点。
贝类,大型藻类附着在海底或岩石上,软体动物依靠吸盘或
吸肢吸附。
二. 深海底栖生物的适应策略
深海底层环境稳定,海水静止,海底多为泥沙。底
栖生物多采用附肢或突出物,如根状结构或刺来作
为附着或支持作用。
不需要坚固的构造和流线型身体,大都缺少钙质骨
骼,而且身体渗透性好(高静力压导致)。
人类活动对生物适应性的影响
随着工农业发展,人类活动对海洋环境的影响越来
越严重,同时也导致海洋生物适应性的变化。
* 海洋污染带来的生物学效应
* 物种多样性变化
* 外来物种入侵
* 赤潮发生过程中赤潮生物的演替现象
* 海洋污染带来的生物学效应
海洋污染 "人类直接或间接把物质或能量引入海洋环境,其
中包括河口港湾,以致造成或可能造成损害生物资源和海洋
生物,危害人类健康,妨碍包括捕鱼和海洋其他正当用途在
内的各种海洋活动,损坏海水使用质量和伤及环境美观等的
有害影响。"----《联合国海洋法公约》
吸收 沿食物链或代谢途径
污染物质 海洋生物 进一步转移和扩散
物种多样性变化
物种的种类组成的变化
整个生物群落中的某一环发生变化--整个生态环境发生变
化--生态系统的崩溃
过度的商业捕捞和人为污染为破坏物种多样性的最大杀手
奥克兰岛秋沙鸭 瓜德罗普海燕
小笠原夜鹭 太平洋北鸬鹚
无齿海牛 太平洋拉布拉多鸭
大海雀 海貂
加勒比隐士海貂 大西洋灰鲸
外来物种入侵
是指由人类活动有意或无意引入在某海域历史上从未出现过
的物种。外来物种具有竞争性、捕食性、寄生性和防卫性。
海洋生物外来物种通过船底携带、压舱水和人为引进等途
径由原来栖息地扩散到其它地区。
1869年苏伊世运河开通以来,就有250余种生物从红海进入
地中海;
截至2007年,已有288种外来物种入侵我国,其中植物类
188种,微生物类19种,无脊椎动物58种,两栖爬行类3种,鱼类10种,哺乳动物类10种;
赤潮发生过程中赤潮生物的演替现象
赤潮是在特定的环境条件下,海水中某些浮游植物、原
生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种
有害生态现象。
大量营养物质N,P 赤潮生物大量增殖
人类工农业 海洋富营养化 赤潮
第三章 海洋生物的繁殖与发育
* 海洋植物的繁殖与发育
* 海藻
* 海洋动物的繁殖与发育
* 海洋贝类
* 海洋鱼类
海藻
藻类主要特征:
* 藻类是低等植物,分布广,绝大多数生活于水中 。
* 个体大小相差悬殊,小球藻 3-4μm ,巨藻长 60m。
* 具叶绿素,能进行光合作用的自养型生物 (autotrophic- plant)。
* 没有真正的根、茎、叶的分化,又称叶状体植物。
* 繁殖器官简单,以单细胞的孢子或合子进行繁殖,无
胚,又叫孢子植物 (spore plant)。
总之,藻类是无胚而具叶绿素的自养叶状体孢子植物。
藻类在人类生活中的意义
* 食用价值
我国利用藻类作为食品,不但有悠久的历史,食用的种类和方法之多,也是世界闻名的。据初步统计,我国所产的大型食用藻类至少有50-60种,经常作为商品出售的食用藻类主要是海产藻类,如礁膜(Monostroma nilidum)、石莼(Ulva lactula)、海带(Laminaria japonica)、裙带菜(Undaria pinnatifida)、紫菜(Porphyra sp.)、石花菜(Gelidium amansii)等。
* 医学和农业价值
例如褐藻中的海带、裙带菜、羊栖菜(Sargassum fusiforme)等,都有防治甲状腺肿大的功效。红藻中的鹧鸪菜(Caloglos-sa leprieurii)和海人草(Digenea simplex)可作为驱除蛔虫的特效药。从褐藻中提取的藻胶酸、甘露醇和红藻中提取的琼胶也在医学中广泛应用,例如藻胶酸盐可作为制造牙模和止血药物的原料;甘露醇有消除脑水肿和利尿的效能,琼胶除作为轻泻药治疗便秘症外,还可用来作为制造药膏的药基,包药粉的药衣和细菌培养基的凝固剂。
藻类是鱼类食物链的基础,鱼类的天然饵料,一般都直接或间接的来自浮游藻类,所以在淡水鱼类养殖中,多通过施肥,繁殖藻类,为鱼类提供饵料。但是,当浮游藻类大量繁殖发生水华的时候,由于水中缺氧或产生有毒物质,也往往引起鱼类大量死亡。
赤潮藻
? 工业价值
以藻类为原料所制成的产品,特别是藻胶酸盐,已广泛应用于工业生产中。例如琼胶在食品工业中可作为凝固剂和糖一起制成软糖,和淀粉一起制成包糖用的糯米纸,制面包时加入琼胶可以使面包保持长期的松软,加入果子露中,可制成冷冻果汁;制鱼、肉罐头时加入琼胶,可以保持鱼、肉的原形,不致在运输中散开;在日本和欧美各国,还用琼胶作为酿造酒、醋、酱油的澄清剂。在建筑业中,藻胶酸除用以粉刷墙壁、水泥加固、涂敷木材、金属品和工作母机外,还可以制成格子板和油毡的代用品。在纺织工业中,
藻类的繁殖方式可分为3种:
* 营养繁殖(vegetative reproduction)
* 无性繁殖(asexual propagation)
* 有性繁殖(sexual propagation)
营养繁殖:
不经过任何生殖细胞(配子或者孢子)而进行
的繁殖方式。养料充足、温度适合环境中进行。
常见的方式:
* 细胞分裂:单细胞藻类
* 群体破碎:群体
* 藻丝体断裂:丝状体
无性(孢子)繁殖
* 通过产生不同类型的孢子来进行繁殖。产生孢子的母细胞叫孢子囊,孢子不需要结合,一个孢子可长成为一个新的植物体。
* 孢子是在细胞内形成的,这与细胞分裂不同,先是核的分裂,随后为细胞质的分裂。核分裂的次数,各门藻类大体上是一定的,细胞质的分裂,有的是在细胞核都分裂完毕后才发生,有的是随着核的每次分裂而分割。这样分裂的结果,在一个母细胞内形成2的倍数的小细胞,即是孢子。孢子离开母细胞后即成新个体。
* 孢子类型:
动(游泳)孢子 zoospore; 不动(静)孢子aplanospore;
似亲孢子 autospore; 休眠孢子 hypnospore;
厚壁(垣)孢子 akinete; 内生孢子 endospore;
外生孢子 exospore等
* 1. 动孢子(Zoospore) 又称游泳孢子。动孢子细胞裸露,有鞭毛,能运动。
* 2. 不动孢子(aplanospores) 又称静孢子。孢子有细胞壁,无鞭毛,不能运动。不动孢子在形态构造上和母细胞相似的称为似亲孢子(autospore)。
* 3. 厚壁孢子(akinetes) 又称原膜孢子或厚垣孢子。有些藻类在生活环境不良时,营养细胞的细胞壁直接增厚,成为厚壁孢子;有些种类则在细胞内另生被膜,形成休眠孢子(hypnospore)。它们都要经过一段时间的休眠,到了生活条件适宜时,再行繁殖。
有性繁殖
* 通过生殖细胞(配子)的结合形成合子,合子萌发(经减数分裂)形成新的植物体,或由合子产生孢子,再由孢子萌发成新个体。
配子形成合子,有四种类型:
* 同配生殖;配子的形态和机能相同,没有性分化不明显。
* 异配生殖;一种是生理的异配生殖,参加结合的配子形态上并无区别,但交配型不同,只有不同交配型的配子才能结合。
另一种是形态的异配生殖,参加结合的配子形状相同,但大小和性表现不同。
* 卵配生殖;卵配生殖。相结合的雌雄配子高度特化,其大小、形态和性表现都明显不同,成为卵和精子。
海藻的发育(生活史)
* 生活史(生活周期) 指某种生物在整个发育阶段中所经历的全部过程,或一个个体从出生到死亡所经历的各个时期。
藻类生活史分4种类型(根据生殖类型):
* 营养生殖型;
* 无性生殖型(孢子生殖型) ;
* 有性生殖型:单相型,双相型;
* 无性和有性生殖混合型:无世代交替,有世代交替。
1.营养生殖型:
生活史仅有营养生殖,只能以细胞分裂的方式来进行生殖。蓝藻和裸藻等一些单细胞藻类属此。
2.无性生殖型(孢子生殖)
是生殖细胞(孢子)不经结合,直接产生子代的生殖方式。无性生殖型是指生活史中没有有性生殖,没有减数分裂。如小球藻、栅藻等。
3.有性生殖型
有双相型和单相型两种类型。前者生活史中仅有一个双倍体(diploid)的藻类,只行有性生殖,减数分裂(R·D)发生在产生配子之前。如绿藻门管藻目的一些种类,硅藻和褐藻门鹿角藻目就属于这种类型;后者生活史中是单倍体藻类,仅合子是双倍体核相(2n),减数分裂(R·D)发生在合子产生之后。即静配同配,如水绵和轮藻。
4. 无性和有性生殖混合型(1)
是指生活史中既行无性生殖,又行有性生殖的藻类。这两个时期可随生活环境的改变而出现,也可以是生活史中相互交替的两个阶段(世代交替)。
世代交替指的是在生物的生活史中,产生孢子的孢子体世代(无性世代)与产生配子的配子体世代(有性世代)有规律地交替出现的现象。
* (1)生活史中无世代交替。如衣藻Chlamydomonas、团藻Volvox、丝藻Ulotrix等, 它们常是在生长季节末期才行有性生殖,是对不良环境的适应。生活史中无世代交替,其植物体为单相型。在有性生殖过程中,减数分裂发生在合子形成之后,新植物体产生之前。
4.无性和有性生殖混合型(2)(孢子减数分裂型)
* (2) 生活史是由孢子生殖和有性生殖共同完成的,其特点是其中有两种核相的植物体(某些红藻有3种植物体),一种是单倍体核相,另一种是双倍体核相,既有核相交替,又有世代交替,减数分裂(R·D)发生在孢子囊产生孢子时。世代交替中,双倍体的植物体,又叫孢子体,行无性生殖,经减数分裂产生孢子,这一阶段又叫无性世代。单倍体的植物体又叫配子体,行有性生殖,产生雌、雄配子,这一阶段又称有性世代,许多藻类和高等植物均属这种类型生活史。
* 在有世代交替的生活史中,如果配子体和孢子体的形态结构上基本相同的,称为同形世代交替,如石莼Ulva、刚毛藻Cladophola;
* 如果配子体和孢子体的形态和结构不相同的,称为异形世代交替。如萱藻Scytosiphon、海带Laminaria和裙带菜Undaria等,* 前者配子体占优势,后者孢子体占优势。
* 植物生殖方式的演化是沿着营养生殖、孢子生殖、有性生殖的方向发展。
* 因此植物生活史的演化顺序则对应是营养生殖型、孢子生殖型、有性生殖型、孢子减数分裂型。
藻类的组成
藻类 Algae,拉丁文 Algea。隐花植物纲Cryptogamia,藻类目Algea。又称裂殖植物、孢子植物等名称。
* 藻类共分11个门,其顺序如下:
1.蓝藻门 Cyanophyta 2.金藻门 Chrysophyta
3.黄藻门 Xanthophyta 4.硅藻门 Bacillariophyta
5.甲藻门 Pyrrophyta 6. 隐藻门 Cryptophyta
7.裸藻门 Euglenophyta 8.绿藻门 Chlorophyta
9.轮藻门 Charophyta 10.褐藻门 Fhaeophyta
11.红藻门 Rhodophyta
* 轮藻、褐藻门和红藻门主要是大型藻类。
海带
* 海带 L. japonica ,大型藻类褐藻门 Phaeophyta,褐藻纲 Phaeophyceae,海带目 Laminariales,海带科 Laminariaceae。是重要的经济藻类,是一种深入民间的食品,又是医药和工业的重要原料,也是褐藻工业提取藻胶和制碘的重要原料。我国海带产量占世界第一位,约为世界产量的一半。
* 形态特征:
通常所说的海带是指海带的孢子体。植物体明显地分为固着器、柄部和叶片三部分,固着器为假根状或盘状。叶片单条或深裂为掌状。
* 繁殖:
无性繁殖(孢子体) 有性繁殖(配子体)
* 海带的生活史有明显的世代交替.孢子体成熟时,在带片的两面产生单室的游动孢子囊,游动孢子囊丛生呈棒状, 孢子母细胞经过减数分裂及多次普通分裂,产生很多单倍侧生双鞭毛的同型游动孢子.
* 孢子落地后立即萌发为雌,雄配子体.雄配子体是十几个至几十个细胞组成分枝的丝状体,其上的精子囊由1个细胞形成,产生1枚侧生双鞭毛的精子,构造和游动孢子相似.雌配子体是由少数较大的细胞组成,分枝也很少,在2-4个细胞时,枝端即产生单细胞的卵囊, 内有1枚卵.成熟时卵排出,附着于卵囊顶端,卵在母体外受精,形成二倍的合子.合子不离母体,几日后即萌发为新的海带.
* 海带的孢子体和配子体之间差别很大,孢子体大而有组织的分化,配子体只有十几个细胞组成.这样的生活史称为异形世代交替
海带的发育
* 幼龄期
合子分裂产生的小孢子--10cm的幼孢子体
* 凸凹期
由叶片基部开始至整个叶片形成纵向排列的两行凹凸
* 脆嫩期
叶片基部生长部细胞分裂旺盛,叶片生长迅速,积累大量水分,叶片脆
嫩。
* 厚成期
海带的快速生长期,叶片变得肥大,有韧性,颜色呈深褐色
* 成熟期
成熟,孢子体停止生长,无性繁殖-游孢子-配子体-有性繁殖
* 衰老期
各种新陈代谢机能衰退,细胞衰亡,直至藻体死亡。
紫菜
紫菜属于大型藻类,红藻门 (Rhodophyta)红毛菜纲 (Protoflorideophyceae) 红毛菜目(Bangiales)红毛菜科(Bangiaceae)紫菜属(Porphyra)的统称。
紫菜含有高达29~35%的蛋白质以及碘、多种维生素和无机盐类,味鲜美,除食用外还可用以治 疗甲状腺肿大和降低胆固醇,是一种重要的经济 海藻。坛紫菜(Porphyra haitanensis)、条斑紫菜(P.yezoensis) 和甘紫菜(P.tenera)是主要的养殖种类。
* 紫菜外形简单,由盘状固着器、柄和叶片3部分组成。叶片是由1层细胞(少数种类由2层或3层)构成的单一或具分叉的膜状体,其体长因种类不同而异,自数厘米至数米不等。
* 紫菜的一生由较大的叶状体(单倍体配子体世代)和微小的丝状体(双倍体孢子体世代)两个形态截然不同的阶段组成。与海带相反
* 叶状体行有性生殖,由营养细胞分别转化成雌、雄性细胞,雌性细胞受精后经多次分裂形成果孢子,成熟后脱离藻体释放于海水中,随海水的流动而附着于具有石灰质的贝壳等基质上,萌发并钻入壳内生长。成长为丝状体。丝状体生长到一定程度产生壳孢子囊枝,进而分裂形成壳孢子。壳孢子放出后即附着于岩石或人工设置的木桩、网帘上直接萌发成叶状体。
* 此外,某些种类的叶状体还可进行无性繁殖,由营养细胞转化为单孢子,放散附着后直接长成叶状体。单孢子在养殖生产上亦是重要苗源之一。
江蓠Gracilaria birdiae
* 大型藻类红藻门,真红藻纲。北方称龙须菜,福建称海面线、棕仔须,广东称粉菜、海菜。
海洋贝类
主要是指海洋无脊椎动物
中具有贝壳结构的一大类营
底栖生活的动物。
主要分布在软体动物门,包
括腹足纲,瓣鳃纲和头足纲,掘足纲等 。
腹足纲
* 贝壳1个,螺旋形,称单壳类、螺类。
* 身体分头、足和内脏囊。
* 头部发达,具1-2对触角,口腔内有齿舌。
* 足部发达,位于身体的腹面,又称腹足类。
* 内脏囊由于在发生期间经过旋转,故左右不对称。
* 发生经过担轮幼虫和面盘幼虫。
马 蹄 螺
红 螺
* 新蛸亚纲(Neocoleoidea)
十腕总目(Decapodiformes)
乌贼目(Sepiida): 乌贼
枪形目(Teuthida):又称管鱿目,包括鱿鱼(枪乌贼)
八腕总目(Octopodiformes)
章鱼目(Octopoda):章鱼、船蛸(Argonauta)、水母蛸(Amphitretus)等。
鹦 鹉 螺
瓣鳃纲(Lamellibranchia)
各种贝类、蚌类等
●具两片瓣状贝壳,故又称双壳类(Bivalvia)
●头部退化
●足斧状,适于挖掘泥沙
●具瓣状鳃
性别与性变
* 贝类的性别很复杂,有雌雄同体,雌雄异体,也有性变(性反转)现象。一般地说,多数贝类是雌雄异体(如珍珠贝、鲍等),但是在腹足纲和瓣鳃纲中某些种属中均是雌雄同体。在瓣鳃纲雌雄异体的种类,雌体与雄体的外形没有显著的区别,但在腹足类和头足类中,雌雄异形,雄性往往具有交换器官,雌体较大。
* 也有一些种类,如牡蛎、贻贝等的性别很不稳定。有雌雄同体现象,也有雌雄异体现象。同时,同一个体还经常发生性变,在某一时期能从雌性变雄性,而在另一时期又从雄性变雌性。一般通常幼小个体中雄性个体所占比例较大,大龄的个体中,雌性占的比例较大。
* 每年生殖细胞开始也大都是雄性先熟。
关于性变现象的原因
第一,雄性先熟,持有这种论点者认为幼小贝类性腺最初是两性的,处于可变状态,,因为精子形成的快,所以第一次成熟时,雄性占优势。当繁殖季节过后,又恢复到两性状态,第二年出现雄性或雌性,由营养条件决定。
第二,营养条件与性变。有人发现在营养条件优良的情况下,雌体所占的百分数较高。反之,在营养条件不良的情况下,雄体所占的百分数较高。这些人认为性变是由营养条件来决定的。
第三,水温与性变。水温升高,雌性占优势;若水温降低,雄性占优势。
第四,代谢物质与性变。有的认为性别与代谢有关,如果蛋白质代谢旺盛,雌体占优势,若是醣元或其它碳水化合物代谢旺盛,雄性占优势。
第五,寄居豆蟹与性变。有瓣瓣鳃纲中外套腔中常有豆蟹寄居着,被寄居蟹寄居者雄体多,雌体少,这说明寄居豆蟹影响性变。
* 贝类大多数为雌雄异体, 无第二性特征,但在繁殖期间性腺颜色不同,雄的颜色浅,雌的颜色深;少数雌雄同体,生殖腺颜色不同。
繁殖类型
* 卵生型:极大多数瓣鳃纲贝类及少数原始腹足纲贝类,在繁殖季节雌雄个体将精卵排放到海水中,精子和卵子在海水中发育变态形成一个个体。
* 幼生型:某些瓣鳃类卵细胞在母体的鳃腔内受精孵化形成一个个面盘幼虫,然后在海水中继续发育形成一个个体。如:蚌、密麟牡蛎
* 卵胎生型:极大多数腹足纲,往往有交尾活动,母体排出卵块、卵袋,其中有的几个、几十个受精卵,受精卵在卵袋、卵块内孵化发育,变态形成个体后在离开。
与胎生的区别,幼体自己吸收营养(卵黄)
雌雄原核的形成和融合
* 精子进入卵细胞后,核膜破裂,染色质变得松散,破碎的核膜与松散的染色泡重新聚集,形成雄原核(male pronucleus); 卵细胞核在完成第二次减数分裂之后,形成的细胞核即雌原核;在中心粒的微丝作用下,雄原核向雌原核方向迁移,* 雌雄原核相遇之后:
* 核膜互融,形成共同的核膜,融合后的受精卵称为合子,融合成的核即为合子的细胞核。受精过程到此结束,紧接着第一次卵裂开始。
卵裂
* 卵裂的概念、特点
精卵融合后,受精卵仍然是单个细胞,受精卵经过多次分裂,形成很多分裂球的过程,称为卵裂。
卵裂形成的细胞,称为分裂球或卵裂球(blast onere)。
卵裂与一般细胞分裂不同:
是一系列迅速的细胞分裂;
卵裂时细胞不会生长,只是被分割成很多小细胞;
每次分裂之后,卵裂球未及长大,又开始新的分裂。
分裂的结果:
细胞数目越来越多,分裂球越来越小。
* 各种动物卵裂速度相差很大,海胆卵于受精后数小时即形成数千个细胞,蛙1天内形成数千个细胞,而哺乳类1天时尚未完成第1次卵裂,随后的每次卵裂也需10~12小时,在脊椎动物中是最慢的。
* 动物卵裂模式的不同和卵内所含卵黄的数量和分布有密切关系,卵黄可阻滞卵裂进行的速度,甚至阻止卵裂面将细胞完全分开。
卵裂类型
* 1.完全卵裂:卵裂面将受精卵完全分开,卵裂球大小相差不多,一般少黄卵(均黄卵)都为全裂。中量端黄卵也进行全裂,但动、植物极卵裂球大小相差较多,如多数两栖类、肺鱼。卵裂是有规律地按一定形式进行,在32细胞前细胞多成倍增加,其后渐不规则。全裂类型较多.
* 根据卵裂时分裂成的卵裂球大小可以分为:
1.1 均等卵裂(equal cleavage)
卵黄少,分布均匀, 卵裂时形成的卵裂球大小相等,如文昌鱼。
1.2 不等分裂(unequal cleavage)
卵黄分布不均匀,形成的分裂球大小不等,如软体动物、蛙类等。
2. 不完全卵裂(partial cleavage)
分裂只限于卵的表面者。多黄卵进行这种卵裂,由于卵含大量卵黄,卵裂面不能通过整个卵,卵裂仅在卵的细胞质部分进行。
2.1 盘裂(discal cleavage)
卵裂仅在动物极的胚盘(blastoderm)上进行,胚盘下的大量卵黄部分不分裂,如软体动物中的头足类(乌贼)、软骨鱼、硬骨鱼、爬行类和鸟类。
2.2 表面卵裂(peripheral cleavage)
分裂只限于卵的表面者,如昆虫卵。
卵黄集中于卵的中央,最初几次卵裂只是细胞核在卵黄里的原
生质岛中进行,细胞核达到一定数目、进入卵黄四周的卵质中,在表面继续进行分裂,
根据卵裂球排列形式,全裂又可以分为主要有:
辐射型卵裂,如棘皮动物、文昌鱼;
螺旋卵裂,如大部分软体动物、多毛类环形动物;
两侧对称型卵裂,如海鞘;
不规则型卵裂,有些卵最初是螺旋型,以后又改为两侧对称型,如某些环节动物;有的卵裂程序不规则,初期的卵裂球的分裂即不同步,出现了3细胞期,如大多数哺乳动物。哺乳动物卵裂至16~64细胞期,形成多细胞实心球体,为典型的桑椹胚。
贻贝的胚胎发育
* 大多数腹足类行体内受精,而大多数瓣鳃纲生殖细胞排放在海水中受精。
* 受精 受精卵 受精卵分裂(卵裂)
胚胎发育-- 从受精卵分裂至原肠胚期
卵裂形式为完全不均等卵裂,属螺旋型。软体动物中除头足纲外均为螺旋型卵裂。
1.精子 2.卵子 3.受精卵 4.第一极体 5.第二极体 6.二细胞 7.四细胞 8.八细胞 9.十六细胞 10.三十二细胞 11.桑葚期 12.囊胚期 13.担轮幼虫 14.D形幼虫 15.壳顶幼虫初期 16.壳顶幼虫后期 17.稚贝
幼虫发育期
* 面盘幼虫:软体动物海产间接发育种类的第二幼虫期,由担轮幼虫发育而来。通常为担轮幼虫胚体顶端细胞加厚,呈椭圆盘状,形成面盘。其四周细胞被有纤毛,并形成贝壳。
* 壳顶初期幼体
特点:足成棒状,壳顶隆起,但没有超过直线铰合部,胃的四周出现消化盲囊。
* 壳顶中期幼体
特点:壳顶突出铰合部,面盘发达,足皱褶。
* 壳顶后期幼体(眼点幼体)
特点:1、足成靴状,足的基部出现一对平衡囊
2、消化盲囊几乎包被整个胃
3、在消化盲囊腹面外套膜中间,足的基部出现一对眼点,眼点有视觉的作用,幼体幼背光性。
4、外套膜边缘加厚,外套膜内表皮下陷形成鳃原基
* 匍匐幼体(后期面盘幼虫)
特点:面盘退化利用足在附着基上匍匐生活
稚贝
变态标志:
1、形成含有钙质的贝壳,壳行改变
2、面盘萎缩退化,开始用鳃呼吸与取食
3、生态习性的改变
牡蛎 ostrea
栉孔扇贝
Chlamys farreri
毛蚶 Scapharca subcrenata
鱼类性成熟
* 鱼类经生长发育达到初次生殖,即标志其进入性成熟期。达
到性成熟的年龄因种类而不同,即使是同种鱼类,也会因各种
原因而有变动。在性别上,通常雄鱼比雌鱼的性成熟年龄要早。
* 鱼类的性成熟年龄是种的特性之一,和种生长特性以及对于
生活环境条件的适应特点有着密切的关系,大体上可分为三种类
型:
低龄性成熟类型 性成熟年龄为l龄或1龄以下。例如洄游性的
香鱼为1龄性成熟;热带与亚热带性的罗非鱼仅2-3月龄即达性成
熟。
高龄性成熟类型 性成熟年龄在10龄左右或更高。这类鱼性成熟的体长比较大。它们往往生活在较高纬度,或年生长量较低。鲟形目鱼类大多属此类型,例如黑龙江鳇在15-20龄时才性成熟;有些大型鲨鱼性成熟也很晚。
中等年龄性成熟类型 大多数鱼类属这类型,性成熟年龄为2-3龄或4-5龄。影响鱼类性成熟的外界因子很多,主要有水温、光照、盐度和水流等。
* 1.水温 生活在不同纬度带或是在不同温度条件下的同种鱼,达到性成熟所需时间不同。例如鲢以华南地区为最短,最小为2-3龄,黑龙江地区则需5-6龄。
* 2.光照 大部分鱼类性腺的发育需要光照,如长期在黑暗环境中生活,垂体的分泌机能受到抑制,性腺发育受阻,性成熟延后。至于光照时间长短对性成熟的影响,与鱼类对光照的适应特性有关,可分为长日照与短日照两种类型。
* 3.盐度 盐度对于洄游性鱼类和咸淡水鱼类的性成熟有重大影响。例如鳗鲡在淡水生活阶段,性腺发育停滞,在盐度为18%。以上的环境中才能达到性成熟;鲻鱼的性成熟也必需经过海水过渡的阶段;已经查明松江鲈进入河口区及海水中才能达到性成熟的原因,除了盐度外,还和碘的摄取有关。
鱼类的性周期
鱼类达到性成熟后,性腺周期发育,此发育周期就是性周期。其实质是指每批卵母细胞从形成到发育成熟所经历的周期。按鱼类性周期的长短可分为三种类型:
* 1、性周期为一年的类型 大多数鱼类的性周期为一年,性腺由排出性产物后至下一批性产物的成熟,大体要经历一年时间。例如草、青、鲢、鳙在自然条件下,性周期大多为一年。
* 2、短性周期类型 此类型的性周期远不足一年,大多出现在热带和亚热带性鱼类。例如罗非鱼的性周期为45-60天左右;食蚊鱼两次生殖相隔数月。
* 3. 性周期为二年的类型 大部分鲟形目鱼类的性周期长达二年,甚至更长,即性腺隔年成熟一次。
性周期的长短是鱼类在繁殖上对环境的适应,当环境条件变化时,鱼类的性周期也会发生变动。例如在广东的精养池塘中,鲢的性周期缩短,一年中可以有2-3个性周期。很多种类的雄鱼,性周期的长短变动很大。
配子的结构与配子的发生
* 精子的形态
除了线虫,各种动物的精子都是同一类型,均可分为头、颈、尾三部分。
1.头部:精子的头部是激发卵子和传递遗传物质的部分,其头部形态各种鱼类各不相同,其中硬骨鱼类精子的头部为圆球形。精子头部主要由顶体和细胞核(精核)组成。其中顶体位于头部的最前端,实际上是一个大溶酶体,其中含有大量的溶酶体酶,在受精过程中可将其溶酶释放到精卵接触处,可促进精子入卵,所以精子的顶体在精子入卵过程中起着重要作用。硬骨鱼类精子的头部无顶体,这与硬骨鱼类卵膜有卵膜孔有关。
3.尾部:分为中段、主段和末段。中段较短,中央是轴丝,轴纤丝横切面的微管排列是9+2式,即中心有一对由中央鞘包裹着的微管,外围环绕以两两连接在一起的9组微管二联体。轴丝外有螺旋线粒体鞘,为精子运动提供能量;主段较长,轴丝外无线粒体鞘;末段仅有轴丝,外围有质膜。
精子的发生
精子是在精巢内形成的,其形成过程要经过以下三个时期:
1、增殖期:是指原始生殖细胞(精原细胞)经过有丝分裂不断增加其数量,并进一步分裂成初级精母细胞的过程。
精子的发生是在精小叶的精小囊内进行的,精小囊内的精原细胞经有丝分裂形成两个新的精原细胞,其中一个与原来的精原细胞相同,暂不分裂,而贮存下来,但仍具有分化能力,留做种用;另一个则连续经过四次有丝分裂形成16个初级精母细胞。
* 初级精母细胞
2、生长期:初级精母细胞形成后,需要经过一个很长的生长期才能发育成熟,这个时期相当于鱼苗形成后至性成熟这个阶段。在生长期内,初级精母细胞将不断吸收大量的营养物质,增加细胞内的营养贮存,并将其同化为细胞本身的原生质,因此细胞体积不断增大。细胞核内DNA不断进行复制,染色质逐渐转变成粗大的染色体,使初级精母细胞不断发育成熟进入成熟期。
3、成熟期:此期的主要特征是初级精母细胞连续进行两次成熟分裂。初级精母细胞经过上述生长期进入成熟期后,就开始了成熟分裂过程。这一时期初级精母细胞要连续进行两次成熟分裂过程,第一次成熟分裂为减数分裂第一次分裂,这一次分裂过程中染色体不纵裂,而平均分配到新形成的两个次级精母细胞中,所以次级精母细胞的染色体为单倍体,数量减半。然后次级精母细胞再进行第二次成熟分裂,形成两个更小的精子细胞。这次分裂为减数分裂第二次分裂,其单倍体经过纵裂而分离,并平均分配到两个精子细胞中,所以,精子细胞的染色体数目与次级精母细胞一样,仍为单倍体。
* 精子细胞变形形成精子的过程
在这一时期,精子细胞不再分裂,但其形态却发生一系列复杂的变化。首先是核浓缩,高尔基体移向核的前部形成顶体。两个中心粒移向核的后部并发出轴丝形成尾部的中轴,线粒体移向尾部中段形成螺旋膜包绕尾部中轴,即由一个圆小的精子细胞变成一个具有鞭毛的精子。
卵子的形态
* 卵子的形态构造:卵子由卵质、卵核和卵膜几部分组成。
1、卵质:即卵子的细胞质,卵子细胞质极为丰富,其中含有丰富的卵黄物质,卵黄物质是胚胎发育的重要营养物质。尤其卵生动物,如鱼类、禽鸟类等都具有十分丰富的卵黄物质。
2、卵核:即卵子的细胞核,也由核膜、核质、核仁和核染色质四部分组成。成熟卵子的卵核移向卵子的一侧形成动物极。
3、卵膜:即被覆在卵子外面的膜状结构,分为三层:
* 初级卵膜:又称卵黄膜,实际上是卵子的细胞膜。光镜下可见这一层卵膜的表面形成有辐射状纹构成的辐射带,电镜下可见这种辐射状纹由许多微绒毛组成。这种特殊结构的形成有利于卵子与周围环境进行物质交换。
* 次级卵膜:又称绒毛膜,是由卵巢内滤泡细胞分泌形成的一种非蛋白物质,如鱼类粘性卵表面的粘性物质即是。除粘性卵外,其余的漂浮性卵和卵胎生鱼类的卵均无次级卵膜。
* 三级卵膜:由输卵管腺分泌产生的保护性和营养性物质,如禽类外面的蛋白膜、壳膜均是。胎生动物和硬骨鱼类的卵多无此层卵膜。
不能运动,细胞质多,核糖体和mRNA十分丰富,并含有卵黄,其主要成分为磷脂、中性脂肪和蛋白质。
1.均黄卵(isolecithal eggs):又称少黄卵,其卵黄少,分布均匀。大多数无脊椎动物、头索动物、尾索动物以及高等哺乳动物的卵是均黄卵。
2.中黄卵(centrolecithal eggs):节肢动物的卵,卵黄集中于卵的中央。
3.端黄卵(telolecithal eggs):鱼类、两栖类、爬行类和鸟类的卵,其卵黄大量集中于卵的一极或一端。如鸟类的卵细胞很大,鸡蛋的蛋黄部分是一个卵细胞,绝大部分是卵黄,只有小部分是细胞核和核周围的细胞质,这一部分称为胚盘(germinal disc)。胚盘所在的一极称为动物极,卵黄所在的一极为植物极。
卵子的发生
* 鱼类卵细胞的发育与成熟
卵原细胞(oogonia)即两性动物中原始雌性生殖细胞。
卵原细胞发育到成熟的卵子,大致需要经过三个时期:
1、卵原细胞分裂期(增殖期)
卵原细胞反复进行有丝分裂,细胞数目不断增加,经过若干次分裂后,卵原细胞停止分裂,开始生长,向初级卵母细胞过渡。此阶段的卵细胞为第Ⅰ时相卵原细胞,以第Ⅰ时相卵原细胞为主的卵巢称第Ⅰ期卵巢。
2、卵母细胞的生长期
这期又可分为卵母细胞的染色体交会期、小生长期及大生长期
小生长期是卵母细胞的生长期,由于核及细胞质的增长,引起了卵母细胞的体积增大。开始时,卵细胞膜很薄,外面散布着许多长形的由结缔组织所形成的核状物,细胞质呈微粒状,细胞核卵形,很大,占卵母细胞的很大部分,其内壁四周排列着许多小核(或称核仁),中央为粒状的染色质,有时,细胞质中可以出现卵黄核。卵母细胞进一步发展,在卵膜之外又长了一层滤泡膜,由单层上皮细胞组成,内有长形的核。小生长期发育到单层滤泡为止,这时的卵母细胞,称为卵母细胞成熟的第Ⅱ时相,以第Ⅱ时相卵母细胞为主的卵巢称为Ⅱ期卵巢。性未成熟的鱼,常有相当长的时期停留在Ⅱ期。
* 大生长期是营养物质生长的阶段。卵母细胞由于卵黄及脂肪的积储而体积大大地增加,其边缘出现空泡,是营养物质开始生长的预兆。卵黄沉积可以分为两个阶段:卵黄开始沉积阶段及卵黄充塞阶段。在卵黄开始沉积阶段,卵膜变厚,出现放射形纹,故称为放射膜。滤泡膜的上皮细胞已经分裂为2层,内层细胞具有卵形大核,外层则为扁平的长形细胞。在卵黄粒(球)之间的细胞质成为网状结构。卵黄开始沉积阶段的卵母细胞称为成熟的第Ⅲ时相,以第Ⅲ时相卵母细胞为主的卵巢称为Ⅲ期卵巢。
3、成熟期
由初级卵母细胞经两次成熟分裂、发育成为卵子的时期。卵母细胞完成营养生长,达到最大程度后,就要进行两次成熟分裂:减数分裂和均等分裂。成熟变化开始时,卵黄粒彼此融合,连成一片。卵粒外表显出半透明状态,核及其周围的细胞质向着卵膜孔附近移动,出现了极化现象。与核移动的同时,小核从边缘向中央集中,并开始溶解于核浆内。此后,核膜溶解,染色体进行第一次减数分裂,放出1个只含有极微量原生质的第一极体,这时的卵母细胞即由原来的初级卵母细胞变为次级卵母细胞。鱼类卵母细胞的第一次成熟分裂和第二次成熟分裂的初期是在体内进行的,紧接着又开始第二次减数分裂,此时的次级卵母细胞就变成成熟的卵细胞。与此同时,产生第二极体,第二次成熟分裂持续时间很短,是在排卵后被精子刺激完成的。到精子进人卵中才排出第二极体完成第二次成熟分裂。
大多数动物在排卵时,卵子尚未完全成熟。
鱼类性腺发育
性腺
动物界中较原始的种类如变形虫等只进行无性生殖,较高等的类群大都进行有性生殖。多细胞动物体中形成精子的器官称为精巢或睾丸(testis),形成卵子的器官称为卵巢(ovary)。
有些动物同一个体上具备精巢和卵巢,即雌雄同体,如扁形动物、环节动物、甲壳动物等。大多数动物雌雄异体,分别产生卵子和精子。
* 成熟系数 成熟系数是指性腺重量和鱼体重量(或去内脏后的体重)的百分比,是衡量性腺发育的主要指标,其计算公式为:
成熟系数=性腺重/体重(去内脏后的体重)*100%
一般来说,成熟系数越高,性腺发育越好。
性腺发育的分期
* 对性腺发育进行分期,主要应依据性腺的组织学及性细胞的细胞学特征。生态学上主要根据性腺的外观特征分期。目前有几种不同的性腺分期标准,我国通常采用六期划分法。
* 虹鳟鱼的卵巢
卵巢的分期
* I期 卵巢紧贴在鳔下两侧的体腔膜上,为透明细线状;肉眼不能分辨雌雄,看不到卵粒,表面无血管或甚细弱。为从卵原细胞向初级卵母细胞小生长期过渡,未达性成熟的低龄个体所具有。
* 鱼类在一生中只出现一次第一期卵巢,产过卵的个体无此期卵巢。
* Ⅱ期 卵巢多呈扁带状,有不少血管分布于卵巢上,已能与精巢相区分,但肉眼尚看不清卵粒。为未达性成熟的性腺发育中个体所具有;生殖细胞处于小生长期,性成熟个体产后恢复阶段也回复到 Ⅱ期 。
* Ⅲ期 卵巢体积因卵粒生长而增大,肉眼已可看清积累卵黄的卵粒,但卵粒不够大也不够圆,且不能从卵巢褶皱上分离剥落。
* 大生长期,卵黄出现并积累阶段。
* Ⅳ期 为成熟期,卵巢体积和重量在本期终了时达到最大。卵粒中充满卵黄,卵黄并逐步融合,卵粒极易从卵巢褶皱上脱落下来,卵巢膜甚薄,表面的血管十分发达。
* 这个时期的卵巢具有多个时相的卵细胞
* V期 为产卵期,卵巢已完全成熟,呈松软状,初级卵母细胞已经历减数分裂,卵粒已从卵巢褶皱上跌落,排至卵巢腔(或腹腔)中,提起亲鱼或轻压腹部即有成熟卵排出。
* 该期卵能够正常接受精子进行正常受精,称生理成熟。
* "亲鱼已经成熟"指性腺达Ⅳ,经催产能正常成熟排卵反应的鱼。
* "卵子成熟"指第Ⅴ时相的卵,在卵襄内呈流动状态。
* 卵细胞排出滤泡膜,成为卵襄内流动的成熟卵,这个过程叫"排卵"。在适合的条件下,已经完成成熟和排卵,处于游离状态的卵子从鱼体内自动产出,这称为产卵。
* 大多数鱼类的成熟卵进人水中后几分钟或几十分钟内就失去受精能力,这也许是和它们所处水中的渗透压有较大的差异等因素有关。
精巢的形态
主要养殖鱼类的精巢成对,位于鳔的腹部两侧,呈囊状,依其显微结构可分为壶腹型及辐射型两种类型。
* 鲟类、鲤科及大多数养殖种类的精巢属壶腹型,精巢由许多圆形或长形排列不规则壶腹组成,壶腹间充满结缔组织。
* 鲈形目鱼类的精巢属辐射型,精巢由许多叶片状呈辐射排列的精小叶,精小叶间充满结缔组织。精细胞着生于精小叶,精巢外膜及其管道结构与壶腹型相似。
* 鲇类与鮰类的精巢呈不规则分支状,精细胞数量较少。
壶腹型和辐射型
* 壶腹型:腺体由圆形或长形的壶腹所组成。精细胞的成熟过程在壶腹中进行。精巢背侧有输精管。
* 辐射型:腺体成辐射排列的叶片状,叶片状腺体是精细胞成熟的地方。精巢有纵裂状凹穴,底部有输出管。
精巢的分期
* I期 特征和I期卵巢相同,也是未达性成熟的低龄个体所具有。
* Ⅱ期 呈线状或细带状腺体,半透明或不透明,表面血管不显著。
* Ⅲ期 呈圆杆状,挤压鱼的腹部或剪开精巢都没有精液流出,作精巢切面时塌陷;不少鱼的Ⅲ期精巢呈肉红色。
* Ⅳ期 呈乳白色,表面血管显著,作精巢切面时,切面塌陷;挤压鱼腹有白色精液流出,精液入水随即溶散的成熟度高,此时已进入成熟期。
* V期 为生殖期,精巢柔软,内充满乳白色精液,提起鱼头或轻压腹部就有大量精液从生殖孔流出。
* Ⅵ期 为生殖后的精巢,体积缩小,外观萎瘪,经恢复后转为Ⅲ期。不少种类精巢比卵巢的恢复期要短。
受精作用
精子和卵子融合而成为受精卵或合子的全过程称为受精。
* 受精过程包括以下几个阶段:
(一)精子与卵子相遇:无论是体内受精或是体外受精,精子与卵子的接近相遇是完成受精过程的第一步。在体外受精过程中,精子在水环境中可向卵子所在处活泼运动;在体内受精过程中,精子在雌性生殖道内受到其分泌物的作用后也可活泼的向卵子所在处运动。这种现象称精子的趋向性,很多学者认为在卵膜和卵质内含有一种特殊的化学物质。这种物质可吸引或驱使精子向卵子游来,这种化学物质称受精素,其化学成分为糖蛋白和粘多糖。由于这些因素的作用,促使精卵接近相遇并进一步完成受精。
(二)精子入卵:是指精子穿过卵膜进入卵质内的过程。
1、精子入卵的时间:受精过程能否完成,在很大程度上与精卵的成熟程度有关,其中精子入卵的时间是发生在整个成熟分裂和变态过程全部完成以后;而卵子的受精时间决定与动物种类,其中脊椎动物是在第二次成熟分裂的中期,受精后释放出第二极体,完成第二次成熟分裂,并完成受精过程。
2、精子入卵的地点:在有卵膜孔的卵子,精子多经卵膜孔进入卵内,而没有卵膜孔的卵子,精子可经动物极或其他部位进入卵内。
3、精子入卵的程度:有的动物如哺乳动物受精过程中整体精子都进入卵内,而有些动物如鱼类受精过程中,精子的头部入卵,而尾部则留在外面。
(三)受精膜的形成与卵质的变化:精子入卵后,卵黄膜因受刺激而与卵质分离形成受精膜,受精膜的形成标志着精子已经入卵。
(四)雌雄原核的形成与结合:精子入卵后,头尾分离,头部膨大,胞核出现核仁,并形成明显的核膜,这种原形核称雄原核。同时受精卵也很快地完成成熟分裂过程形成雌原核,雌雄原核形成之后,二者就开始向对方所在处移动和靠拢,最终融合形成合子核。在其同时两性原核的核膜消失,两原核的核内染色体经一定组合后排列到合子的中部,中心粒也一分为二排列在合子核两端,继续进行下一步发育--卵裂。
鱼类的生殖习性
* 鱼类的生殖方式与受精方式
鱼类的生殖方式有卵生、卵胎生和胎生三种类型
1.卵生 为大多数鱼类的生殖方式。鱼类将卵产至体外,胚胎发育在体外进行,胚胎发育过程中完全依靠卵内的营养物质。
* 2、卵胎生 受精卵在雌体生殖道内发育,发育中主要依靠卵黄营养,与母体没有营养关系,或母体生殖道主要只提供水分和矿物质,最终由母体产出仔稚鱼。如孔雀鱼。
* 鱼类的受精方式有两种,极大部分卵生鱼类行体外受精,亲体分别把精卵排入水中;少数卵生鱼类如一些鲨、鳐类行体内受精,而所有卵胎生和胎生鱼类则行体内受精。
* 鱼类的受精方式有两种,极大部分卵生鱼类行体外受精,亲体分别把精卵排入水中;少数卵生鱼类如一些鲨、鳐类行体内受精,而所有卵胎生和胎生鱼类则行体内受精。
海洋鱼类的性别
鱼类的性比是指雌雄比例。
通常情况下鱼类的性比大体上接近1:1。有些鱼类的性比则有很大的差距,如鲫鱼群雌雄比可达10:1,河鲈和食蚊鱼也有这种现象。在生殖时,产卵鱼的性比有不同的情况。湖北梁子湖的蒙古红鮊产卵鱼群中雌雄比是6-15:1;团头鲂是8-9:1。这种情况说明雄鱼可以多次排精。许多筑巢产卵的鱼类,如乌鳢、斗鱼产卵时,都是一雌一雄。产粘性卵的鲤、鲫、麦穗鱼等在产卵时也是成对地追逐。
* 鱼类一般为雌雄异体,许多鱼类在外形上难以区别性别,但是有很多鱼类能够凭借外部特征来辨别雌雄,这就是所谓的雌雄异形。
雌雄异形通常由第一性征与第二性征所决定,前者主要指与繁殖活动有直接关系的特征,例如雄孔雀鱼臀鳍前端变异的交配器;后者主要指与繁殖活动无直接关系的特征,例如许多鱼在生殖季节出现鲜艳色彩,很多金鱼在生殖季节所出现的珠星(追星)。个体大小,多数鱼同龄者雌性比雄性大
* 珠星:一些雄鱼在生殖季节表皮细胞特别肥厚,角质化成白色坚硬的锥状体,叫珠星。
第一性征:直接与本身繁殖活动有关的特征,如雌鱼具卵巢,雄鱼具精巢,板鳃类雄鱼具鳍脚、鳉类雄鱼具有交配器、鳑鲏类雌鱼有产卵管等。
雌雄异形
* 少数种类雌雄鱼大小差别很大,如一种康吉鳗的雌鱼重可达90 kg,而雄鱼却不超过1.5 kg。
* 有些鱼类的雌、雄尿殖开孔在结构不同。
珠星
* 有一些鱼,到生殖季节,雄鱼身上的个别部位(如鳃盖、鳍条、吻部、头背部等)出现的白色坚硬的锥状突起,又称追星,是表皮细胞特别肥厚和角质化的结果。这在鲤科鱼类中较常见。
* 一般认为珠星可使雌、雄亲鱼在产卵排精时起兴奋和刺激的作用。
* 雌雄同体和性逆转
少数鱼中存在雌雄同体现象,如胡瓜鱼、个别鲤鱼、少斑猫鲨等。
在德国的吕内堡,3月3日到10月7日有一个别具特色的胡瓜鱼节(Stint-Aktion),胡瓜鱼也是吕内堡的特产之一。节日期间,人们可以在城中随处可见的胡瓜鱼造型艺术品。
* 假雌雄同体 外生殖器、第二性征为一种性别,生殖腺为另一种性别,如剑尾鱼雌性个体发育晚期出现雄性交配器。
* 双性现象 鱼体内同时存在两种生殖腺,如狭鳕生殖腺上半部为卵巢,下半部为精巢或一侧为卵巢另一侧为精巢。双性现象在鲱、鲽、黄鲷等鱼类也存在。
* 性逆转 性成熟前为一种性别,性成熟后为另一种性别。黄鳝是最典型的例子。石斑鱼类也有同样现象,幼鱼到性成熟期为雌性,以后就转变为雄性。
鱼卵的生态类型
根据鱼卵的比重可将鱼卵区分为两种类型。
* 浮性卵 卵的比重小于水,能在水面飘浮,大多无色透明。海水鱼类多数产浮性卵,卵通常具油球;少数鱼也产沉粘性卵或缠络性卵。
* 沉性卵
卵的比重大于水,依卵黄周隙的大小和粘性状况,又可分成以下三种:
漂流性卵 这类卵产出后即吸水膨胀,出现较大的卵黄周隙,但比重仍稍大于水。鲤科中草、青、鲢、鳙等不少种类产此类型卵。它们在静水中下沉到底部,在江河水流中则悬浮在水层中不断漂流,所以也可称为半浮性卵。
粘性卵 卵的比重大于水,卵膜外层具有粘性物,产出后能粘附在水草等物体上,而不沉入水底。鲤、鲫、团头鲂和鲶鱼等鱼卵有粘胶性物质,遇水后粘附在水草等物体上。
普通沉性卵 卵的比重大于水,但无粘性,或粘性很小,卵黄周隙较小,产出后沉于水底。鳇、鲟、鲑鳟及鳅科鱼类等产这种卵。
淡水鱼类多数产粘着性卵,卵分别粘着于植物、砾石或沙上;少数鱼则在流水中产半浮性卵。
海洋鱼类的生殖季节
鱼类性腺的发育和成熟产卵与水温有着密切的关系,因而产卵期与季节有关。按生殖季节划分,鱼类有两种类型:
1、春夏季产卵类型 大多数海水鱼在温暖的春夏季产卵,主要产卵期为3~4-7~8月,纬度带偏低的地区产卵较早,北温带则较晚。
2、秋冬季产卵类型
* 冷水性鱼类:属此类型的鱼大多是起源于高纬度带,有的在秋季产卵,如大麻哈鱼、乌苏里白鲑等;有的在冬季产卵,如江鳕和河鲈等。
* 温水性鱼类:也有一些在秋季产卵温水性鱼类,如香鱼、中华鲟等,它们的仔稚鱼进入海中觅食。
鱼类的产卵类型
* 可分为一批产卵和分批产卵两种类型:
1、一批产卵类型 此类型鱼类卵巢中卵母细胞的发育基本同步。例如四大家鱼是典型的一批产卵鱼类。
2、分批产卵类型 此类型鱼类卵巢中卵母细胞的发育不是同步的,卵母细胞分批成熟分批产出,多数海水鱼属于分批产卵鱼类。
鱼类发育阶段的划分及变态
从仔鱼孵出起以至衰老的整个胚后阶段可划分为下列发育时期:
1、仔鱼期 当鱼苗从卵膜孵出,开始在卵膜外发育,进入仔鱼期。此期是由内源营养转变为外源营养的时期,包括两个分期:
* 前仔鱼期 从孵出到卵黄囊吸收完毕。此期鱼体依靠卵黄营养,不能主动摄食。
* 后仔鱼期 自卵黄囊吸收完毕开始,发育至具有一定数量的鳍条为止。此期是主动营养的早期阶段。
2、稚鱼期 为鱼体形态结构迅速发育的时期。自鳍的发育完毕起,至鳞被发育完成为止。通常是指孵出不超过一个月的鱼体。
3、幼鱼期 从前期结束,到具有一定的斑纹色彩,外形和成鱼相似为止。通常是指未达性成熟的当年鱼。
4、未成熟期 从前期结束起,到性成熟为止。在此期中鱼体的形态结构与成熟鱼相同,仅性腺正处在发育中,尚未进行首次繁殖活动。
5、成鱼期 自性成熟起,鱼体己具备生殖能力,在每年的一定季节进行生殖活动。不少种类具有第二性征。
6、衰老期 进入此期的标志是性机能衰退,生殖力显著降低,长度生长极为缓慢。
海水鱼类的变态
* 发育至某一时期时发生急剧的变化,改变成成鱼的形态,这称之为变态。
比较显著的变态鱼类有下列几种:
鳗鲡的变态 鳗鲡目鱼类在仔鱼期要经过一个无色透明的柳叶状态阶段,经过变态后鱼体变成棍棒形。部分鲱形目鱼类也有类似变态。
* 鲽形目的变态
鲽形目鱼类在后仔鱼期之前是普通鱼左右对称的形态,当后仔鱼期终了时发生变态,头颅骨发生扭曲, 一侧的眼移到头顶乃至到达另一侧,鱼体变态成左右不对称的体形,最终口、齿、体色、鳍等左右均不对称。
鱼类的洄游
洄游是鱼类的一种周期性、定向性和群集性的迁徒运动。鱼类依靠洄游来寻找它在生活的某一时期所需要的特定环境。
◆生殖洄游:鱼类生殖腺发育成熟的一定时期内,沿着一定的路线寻找产卵场所。
①由深海游向浅海和近海产卵,如大、小黄鱼。
②由海洋游向江河作溯河洄游,如鲥鱼、大马哈鱼等。
③由江河游向海洋作降海洄游,如鳗鲡。
◆索饵洄游:鱼类以寻找食物为主所作的洄游。其路线、方向和时间受饵料生物波动的影响较大,不象生殖洄游那么稳定。
◆越冬洄游:越冬洄游是指离开摄食区到越冬区的行为。这发生在有越冬区的鱼类。鱼类进行越冬的目的为离开摄食区,到另一环境因子较佳且利于防御掠食者的地方。对洄游鱼类来说,这通常是产卵洄游的开端。例如草鱼在秋季结束摄食后,离开湖泊而聚集在河下游的凹洞中。
* 第一章 绪论
* 第二章 环境与生物适应
* 第三章 繁殖与发育
* 第四章 海洋动物生理
* 第五章 海藻
* 第六章 海洋微生物
* 第七章 浮游生物
* 第八章 底栖生物
* 第九章 游泳生物
* 第十章 捕捞对海洋生物资源的影响
* 第十一章 海水养殖与近岸环境的相互作用
最终成绩组成:
平时成绩 占 30%
考勤
平时考勤3次缺席可取消考试资格,最终成绩为不及格。
迟到一次扣5分,缺席一次扣10分.
平时表现
期末考试 占 70%
第一章 绪 论
海洋中的生命
1. 生命的起源
2. 海洋生物的种类
迄今为止,在海洋中发现的生物约有100多万种,包括海洋微生物,海洋植物和海洋动物。
海洋微生物:
海洋病毒,海洋细菌和海洋真菌。
海洋植物:
海藻和海洋种子植物
海藻分为微藻和大型藻类,大型藻类包括绿藻,轮藻,褐藻和红藻;
海洋种子植物包括海草类和红树林。
海洋动物
动物界所包括的33个门中,海洋动物具有32个门,其中15个门为海洋动物所独有。
按生态类型主要分为浮游动物,底栖动物和游泳动物。
* 浮游动物 一类经常在水中浮游,本身不能制造有机物的异养型无脊椎动物(桡足类)和脊索动物幼体的总称。也包括阶段性浮游动物,如底栖动物的浮游幼虫和游泳动物(如鱼类)的幼仔、稚鱼等。
底栖生物 生活在江河湖海底部的动植物。按生活方式,分为营固着生活的、底埋生活的、水底爬行的、钻蚀生活的,底层游泳的等类型。
圆犁头鳐 鲨鱼的近亲
比目鱼(flatfish)是两只眼睛长在一边的奇鱼,被认为需两鱼并肩而行,故名比目鱼。它是海水鱼中的鲽形目的一大类,包括有鲆科、鲽科、鳎科的鱼类。
游泳动物 海水中能够自由游泳,快速迁徙,主动捕食或躲避敌害的种类
红树林
它生长于陆地与海洋交界带的滩涂浅滩,是陆地向海洋过度的特殊生态系。
* 调查研究表明,红树林是至今世界上少数几个物种最多样化的生态系之一,生物资源量非常丰富,
* 红树林另一重要生态效益是它的防风消浪、促淤保滩、固岸护堤、净化海水和空气的功能。
红树林-湿地-"地球之肾"
* 红树林是我国保护物种,近10多年来,先后建立了国家级(3个)、省级(4个)、县级(8个)红树林保护区15个,并制订了相应的保护法律法规。
海洋生物学的范畴
* 海洋生物学是研究海洋中生命现象、过程及其规律的科学,是海洋科学的一个主要学科,也是生命科学的一个重要分支。
* 海洋生物学主要研究海洋里生命的起源和演化,生物的分类和分布、发育和生长、生理、生化和遗传。其目的是阐明生命的本质,海洋生物的特点和习性,及其与海洋环境间的相互关系,海洋中发生的各种生物学现象及其变化规律,进而利用这些规律为人类生活和生产服务。
* 海洋生物学研究的内容极为丰富,且随着海洋调查手段和开发技术的改进而不断地发展。可以说生物学的各个领域,在海洋生物学中均有相应的发展。
0707 一级学科:海洋科学
070701 物理海洋学 070702 海洋化学
070703 海洋生物学 070704 海洋地质
0710 一级学科:生物学
071001 植物学 071002 动物学
071003 生理学 071004 水生生物学
071005 微生物学 071006 神经生物学
071007 遗传学 071008 发育生物学
071009 细胞生物学 071010 生物化学与分子生物学
071011 生物物理学 071012 生态学
2007年国家学科分类情况
研究内容
海洋生物学的研究对象为海洋生物,这是它区别与普通
生物学的主要特点。其研究内容主要包括:
1. 海洋生物的分类和区系分布:
按进化关系和形态差异划分为微生物,植物和动
物;
按生态特性和生存方式划分为浮游生物,底栖生物
和游泳生物。
海洋生物的区系划分是了解海洋生物的分布,生物
资源量变动等基础生物学研究的主要内容。
2. 海洋生物的生殖,生长,发育和遗传
发育,遗传和进化是当代生物学研究的三大重要课题,从分子水平和基因水平揭示海洋生物的遗传规律已成为海洋
生物学的重要内容。
3. 海洋生物的生理生化
了解生物个体的生长发育过程中各类生物大分子的各种
变化和化学反应以及这些化学反应同生物个体发育之间的关
系。
* 海洋生物的生态环境
生物体同环境组成统一体,生态学就是研究生
物体同周围环境的关系。研究海洋生物的生态环境,海洋生物之间的食物链关系和生物资源变化规律,是
海洋生物学研究不可缺少的部分。
* 对指导合理开发海洋资源的同时如何加强对海洋
生物生态环境的保护有重大意义。
海洋生物学研究的重要意义
* 海洋生物资源安全保障技术
核心内容:
海洋环境保护方面的研究;
生态环境修复方面的研究。
* 海水养殖优良品种选育和种质的遗传改良技术
核心内容:选种,育种,改良
核心技术:传统遗传改良技术+现在基因工程,细胞工程等技术
* 海洋渔业资源可持续开发及增殖技术
核心内容:通过掌握海洋渔业资源变化规律,采用安全,合理的捕捞技术,以保证海洋渔业资源的可持续发展。
* 海洋天然产物的开发利用
海洋生物物种繁多,生态类型和种群结构多样性丰富,为海
洋天然产物的研发提供了良好的条件。
已运用的方面有:
海洋药物,海洋毒素,生物工程材料。
第二章 海洋环境与生物适应
* 海洋环境
海洋环境为海洋生物的生存提供了适宜的生存空间,同时又
制约其生活,生长,繁殖及分布;另一方面,海洋生物通过
多种生存策略适应环境。
* 海洋环境的类型
按区域性分为河口,海湾,沿岸海域,近海,外海等;
按环境要素分为海水,沉淀物,海洋生物及海面上空大气等
按功能和管理角度分为旅游区,渔区,港口等;
* 海洋环境的自然属性
1.海水
96.5%是水,3.5%是可溶性盐,可溶性物质的
含量用千分率表示(‰),称为盐度。
海水的热容量高 海水温度的稳定性
海水是稳定的环境
海水是一种缓冲溶剂 酸碱性的稳定
34.8 ‰盐度海水中的离子比例
2. 深度和光照
海洋的透光层 光照强度随深度的增加而减弱,达到一定深度后,即成为无光带。这以上0-200m为透光带。
海洋的流体静力压,海水每深10米,流利静力压增
加 7013.25 hPa(百帕)。
3. 温度
海水温度是海洋生物地理分布的限制因素,也是引
起生物必要的专门适应性的原因。水温是决定海洋
生物生存区域,物种丰度及其变动的主要环境因素
4. 海水的运动
海水运动会导致生物环境的改变,影响海洋生物的
生活和分布,生物的种群丰度和群落结构。
海洋环境分区
* 海洋是世界上最大的水生系统,根据海洋生物的栖居环境,海洋环境分为水层区(海水区)和底层区(底栖区)。
* 水层区(pelagic)
水层区是海洋中整个开阔水域,水平方向上分为近岸带(neritic zone)和大洋带(oceanic zone).
1. 近岸带
为大陆架水域,为大陆与海洋间的过渡,依次分为潮间带和潮下带。
2. 大洋带
包括近岸带以外的全部水域,垂直方向上分为海洋透光层和海洋无光层。
海洋透光层 指光线能够透入的水层,约为海面到200水深的水层,其中0-50米为真光层,50-200米为弱光层。
海洋无光层 透光层以下的永久黑暗水层。按垂直方向可分为:
海洋中水层(200-1000m),海洋深水层(1000-4000m),海洋深渊层(4000-6000m),海洋超深渊层(6000-10000m)
* 底层区(benthic)
底层区是海洋的整个海底,是底栖动物活动的场所
可分为浅海底和深海底。
1. 浅海底
200米以上的海底区域,可根据海底环境性质和所处
深度分为海岸带和陆架带。
海岸带 包括高潮所及的地区,潮间带和朝下带。
陆架带 海岸带以下的陆架海底区,是洄游底栖鱼
类的越冬索饵场。
2. 深海底
200米以下的全部海底区域,包括深层带,深渊带和
超深渊带。
深层带 大陆坡到4000m左右深度海底区;
深渊带 4000-6000m的广阔深海平原;
超深渊带 6000-10000m之间的海洋海沟海底区。
海洋环境问题及保护
* 海洋环境问题主要是指有人类利用海洋环境不当和人为排污所造成的问题。
过多的获取
人类 海洋
过多的排放
主要生态环境问题:
1. 海洋环境污染问题
* 海洋生物多样性下降和资源衰退问题
* 海洋生境破坏和生态失衡问题
* 有害赤潮问题
* 全球环境变化及效应问题
温室效应 就是太阳短波辐射可以透过大气射入地面,而地面增暖后
放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收,从而产生大气变
暖的效应。大气中的二氧化碳就像一层厚厚的玻璃,使地球变成了一个
大暖房。
厄尔尼诺和拉尼娜现象
海洋生物的适应策略
* 海洋生物的生态类型
根据运动方式,生活习性和生存环境的不同,可将海洋生物
分为底栖生物,浮游生物和游泳生物。
1. 海洋底栖生物 (benthos)
底栖生物是海洋底部生活的一切生物,包括固着生物,爬行生物和穴居生物。
2. 海洋浮游生物 (plankton)
浮游生物缺乏发达的运动器官,游泳能力微弱。按营养方式分为 浮游植物(phytoplanton)和浮游动物(zooplanton)。
按体形可分为大型浮游生物,小型浮游生物,微型浮游生物和超微型浮游生物。
按生活史可分为永久性(终身)浮游生物,阶段性(半)浮游生物和暂时性(偶然)浮游生物。
3. 海洋游泳生物
海洋游泳生物是水层中运动能力就强的一类生物,具有发达
的运动器官,同时一般体形较大。如海洋鱼类,爬行动物。
海洋哺乳动物和头足类软体动物。
海洋生物的适应性策略
海洋生物为了能够适应其生活环境的变化,往往通过其形态,生理,行为,生活方式作出适应性反应。不同生态类型的海洋生物有不同的适应策略。
1. 海洋浮游生物的适应性策略
海洋浮游生物环境适应性的首要问题就是解决其浮游性,如何保持自身漂浮,使其处于水体的真光层。
策略1. 体形微小,增大体表面积,如:体表有棘刺和突起,体形多为薄饼形或带形。
策略2. 群体生活组合成链状或球状。
策略3. 通过内涵物来保持漂浮。如体内含水量大,水母等;体内原生质
含有油滴,鱼卵等。
2. 游泳生物的适应性策略
随着不同深度水层的光线,水温,压力不同,不同水层的海
洋游泳生物的适应机制也有所不同。
浅海区 水深200m以内,真光层,阳光直达海底,水温高,各种生物充足。
中水层 水深200-1000m,阳光微弱,各类海洋鱼类感光器
官发达,或具备发光器,如灯笼鱼,鮟鱇鱼,星光鱼。
深水层 水深1000-4000m,无光,水温终年0℃。概区域大
多数鱼类眼睛退化,靠发光器官捕食,同时由于藻类植物已
绝迹,所以多以食肉鱼类为主。
深渊层 深度5000m以下,食物稀少,静水压可达1000个大气
压,导致该区域生物身体具有特殊结构,表皮具有很好的渗
透性,海水可以直接渗入细胞,以保持内外压力平衡。
共性: 流线型身体,体表具有黏液层减少摩擦和维持渗透压
3. 底栖生物的适应性策略
底栖生物生活方式多种多样,根据不同海区,分为浅海底和
深海底两个主要海底环境类型。根据不同环境类型,生物进
化出不同适应策略。
一. 浅海底栖生物
主要包括潮间带至大陆架边缘内侧海底的所有生物。该区域
的海水温度,盐度和光照条件显示出明显的不稳定性。固着
习性是浅海底栖生物的显著特点。
贝类,大型藻类附着在海底或岩石上,软体动物依靠吸盘或
吸肢吸附。
二. 深海底栖生物的适应策略
深海底层环境稳定,海水静止,海底多为泥沙。底
栖生物多采用附肢或突出物,如根状结构或刺来作
为附着或支持作用。
不需要坚固的构造和流线型身体,大都缺少钙质骨
骼,而且身体渗透性好(高静力压导致)。
人类活动对生物适应性的影响
随着工农业发展,人类活动对海洋环境的影响越来
越严重,同时也导致海洋生物适应性的变化。
* 海洋污染带来的生物学效应
* 物种多样性变化
* 外来物种入侵
* 赤潮发生过程中赤潮生物的演替现象
* 海洋污染带来的生物学效应
海洋污染 "人类直接或间接把物质或能量引入海洋环境,其
中包括河口港湾,以致造成或可能造成损害生物资源和海洋
生物,危害人类健康,妨碍包括捕鱼和海洋其他正当用途在
内的各种海洋活动,损坏海水使用质量和伤及环境美观等的
有害影响。"----《联合国海洋法公约》
吸收 沿食物链或代谢途径
污染物质 海洋生物 进一步转移和扩散
物种多样性变化
物种的种类组成的变化
整个生物群落中的某一环发生变化--整个生态环境发生变
化--生态系统的崩溃
过度的商业捕捞和人为污染为破坏物种多样性的最大杀手
奥克兰岛秋沙鸭 瓜德罗普海燕
小笠原夜鹭 太平洋北鸬鹚
无齿海牛 太平洋拉布拉多鸭
大海雀 海貂
加勒比隐士海貂 大西洋灰鲸
外来物种入侵
是指由人类活动有意或无意引入在某海域历史上从未出现过
的物种。外来物种具有竞争性、捕食性、寄生性和防卫性。
海洋生物外来物种通过船底携带、压舱水和人为引进等途
径由原来栖息地扩散到其它地区。
1869年苏伊世运河开通以来,就有250余种生物从红海进入
地中海;
截至2007年,已有288种外来物种入侵我国,其中植物类
188种,微生物类19种,无脊椎动物58种,两栖爬行类3种,鱼类10种,哺乳动物类10种;
赤潮发生过程中赤潮生物的演替现象
赤潮是在特定的环境条件下,海水中某些浮游植物、原
生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种
有害生态现象。
大量营养物质N,P 赤潮生物大量增殖
人类工农业 海洋富营养化 赤潮
第三章 海洋生物的繁殖与发育
* 海洋植物的繁殖与发育
* 海藻
* 海洋动物的繁殖与发育
* 海洋贝类
* 海洋鱼类
海藻
藻类主要特征:
* 藻类是低等植物,分布广,绝大多数生活于水中 。
* 个体大小相差悬殊,小球藻 3-4μm ,巨藻长 60m。
* 具叶绿素,能进行光合作用的自养型生物 (autotrophic- plant)。
* 没有真正的根、茎、叶的分化,又称叶状体植物。
* 繁殖器官简单,以单细胞的孢子或合子进行繁殖,无
胚,又叫孢子植物 (spore plant)。
总之,藻类是无胚而具叶绿素的自养叶状体孢子植物。
藻类在人类生活中的意义
* 食用价值
我国利用藻类作为食品,不但有悠久的历史,食用的种类和方法之多,也是世界闻名的。据初步统计,我国所产的大型食用藻类至少有50-60种,经常作为商品出售的食用藻类主要是海产藻类,如礁膜(Monostroma nilidum)、石莼(Ulva lactula)、海带(Laminaria japonica)、裙带菜(Undaria pinnatifida)、紫菜(Porphyra sp.)、石花菜(Gelidium amansii)等。
* 医学和农业价值
例如褐藻中的海带、裙带菜、羊栖菜(Sargassum fusiforme)等,都有防治甲状腺肿大的功效。红藻中的鹧鸪菜(Caloglos-sa leprieurii)和海人草(Digenea simplex)可作为驱除蛔虫的特效药。从褐藻中提取的藻胶酸、甘露醇和红藻中提取的琼胶也在医学中广泛应用,例如藻胶酸盐可作为制造牙模和止血药物的原料;甘露醇有消除脑水肿和利尿的效能,琼胶除作为轻泻药治疗便秘症外,还可用来作为制造药膏的药基,包药粉的药衣和细菌培养基的凝固剂。
藻类是鱼类食物链的基础,鱼类的天然饵料,一般都直接或间接的来自浮游藻类,所以在淡水鱼类养殖中,多通过施肥,繁殖藻类,为鱼类提供饵料。但是,当浮游藻类大量繁殖发生水华的时候,由于水中缺氧或产生有毒物质,也往往引起鱼类大量死亡。
赤潮藻
? 工业价值
以藻类为原料所制成的产品,特别是藻胶酸盐,已广泛应用于工业生产中。例如琼胶在食品工业中可作为凝固剂和糖一起制成软糖,和淀粉一起制成包糖用的糯米纸,制面包时加入琼胶可以使面包保持长期的松软,加入果子露中,可制成冷冻果汁;制鱼、肉罐头时加入琼胶,可以保持鱼、肉的原形,不致在运输中散开;在日本和欧美各国,还用琼胶作为酿造酒、醋、酱油的澄清剂。在建筑业中,藻胶酸除用以粉刷墙壁、水泥加固、涂敷木材、金属品和工作母机外,还可以制成格子板和油毡的代用品。在纺织工业中,
藻类的繁殖方式可分为3种:
* 营养繁殖(vegetative reproduction)
* 无性繁殖(asexual propagation)
* 有性繁殖(sexual propagation)
营养繁殖:
不经过任何生殖细胞(配子或者孢子)而进行
的繁殖方式。养料充足、温度适合环境中进行。
常见的方式:
* 细胞分裂:单细胞藻类
* 群体破碎:群体
* 藻丝体断裂:丝状体
无性(孢子)繁殖
* 通过产生不同类型的孢子来进行繁殖。产生孢子的母细胞叫孢子囊,孢子不需要结合,一个孢子可长成为一个新的植物体。
* 孢子是在细胞内形成的,这与细胞分裂不同,先是核的分裂,随后为细胞质的分裂。核分裂的次数,各门藻类大体上是一定的,细胞质的分裂,有的是在细胞核都分裂完毕后才发生,有的是随着核的每次分裂而分割。这样分裂的结果,在一个母细胞内形成2的倍数的小细胞,即是孢子。孢子离开母细胞后即成新个体。
* 孢子类型:
动(游泳)孢子 zoospore; 不动(静)孢子aplanospore;
似亲孢子 autospore; 休眠孢子 hypnospore;
厚壁(垣)孢子 akinete; 内生孢子 endospore;
外生孢子 exospore等
* 1. 动孢子(Zoospore) 又称游泳孢子。动孢子细胞裸露,有鞭毛,能运动。
* 2. 不动孢子(aplanospores) 又称静孢子。孢子有细胞壁,无鞭毛,不能运动。不动孢子在形态构造上和母细胞相似的称为似亲孢子(autospore)。
* 3. 厚壁孢子(akinetes) 又称原膜孢子或厚垣孢子。有些藻类在生活环境不良时,营养细胞的细胞壁直接增厚,成为厚壁孢子;有些种类则在细胞内另生被膜,形成休眠孢子(hypnospore)。它们都要经过一段时间的休眠,到了生活条件适宜时,再行繁殖。
有性繁殖
* 通过生殖细胞(配子)的结合形成合子,合子萌发(经减数分裂)形成新的植物体,或由合子产生孢子,再由孢子萌发成新个体。
配子形成合子,有四种类型:
* 同配生殖;配子的形态和机能相同,没有性分化不明显。
* 异配生殖;一种是生理的异配生殖,参加结合的配子形态上并无区别,但交配型不同,只有不同交配型的配子才能结合。
另一种是形态的异配生殖,参加结合的配子形状相同,但大小和性表现不同。
* 卵配生殖;卵配生殖。相结合的雌雄配子高度特化,其大小、形态和性表现都明显不同,成为卵和精子。
海藻的发育(生活史)
* 生活史(生活周期) 指某种生物在整个发育阶段中所经历的全部过程,或一个个体从出生到死亡所经历的各个时期。
藻类生活史分4种类型(根据生殖类型):
* 营养生殖型;
* 无性生殖型(孢子生殖型) ;
* 有性生殖型:单相型,双相型;
* 无性和有性生殖混合型:无世代交替,有世代交替。
1.营养生殖型:
生活史仅有营养生殖,只能以细胞分裂的方式来进行生殖。蓝藻和裸藻等一些单细胞藻类属此。
2.无性生殖型(孢子生殖)
是生殖细胞(孢子)不经结合,直接产生子代的生殖方式。无性生殖型是指生活史中没有有性生殖,没有减数分裂。如小球藻、栅藻等。
3.有性生殖型
有双相型和单相型两种类型。前者生活史中仅有一个双倍体(diploid)的藻类,只行有性生殖,减数分裂(R·D)发生在产生配子之前。如绿藻门管藻目的一些种类,硅藻和褐藻门鹿角藻目就属于这种类型;后者生活史中是单倍体藻类,仅合子是双倍体核相(2n),减数分裂(R·D)发生在合子产生之后。即静配同配,如水绵和轮藻。
4. 无性和有性生殖混合型(1)
是指生活史中既行无性生殖,又行有性生殖的藻类。这两个时期可随生活环境的改变而出现,也可以是生活史中相互交替的两个阶段(世代交替)。
世代交替指的是在生物的生活史中,产生孢子的孢子体世代(无性世代)与产生配子的配子体世代(有性世代)有规律地交替出现的现象。
* (1)生活史中无世代交替。如衣藻Chlamydomonas、团藻Volvox、丝藻Ulotrix等, 它们常是在生长季节末期才行有性生殖,是对不良环境的适应。生活史中无世代交替,其植物体为单相型。在有性生殖过程中,减数分裂发生在合子形成之后,新植物体产生之前。
4.无性和有性生殖混合型(2)(孢子减数分裂型)
* (2) 生活史是由孢子生殖和有性生殖共同完成的,其特点是其中有两种核相的植物体(某些红藻有3种植物体),一种是单倍体核相,另一种是双倍体核相,既有核相交替,又有世代交替,减数分裂(R·D)发生在孢子囊产生孢子时。世代交替中,双倍体的植物体,又叫孢子体,行无性生殖,经减数分裂产生孢子,这一阶段又叫无性世代。单倍体的植物体又叫配子体,行有性生殖,产生雌、雄配子,这一阶段又称有性世代,许多藻类和高等植物均属这种类型生活史。
* 在有世代交替的生活史中,如果配子体和孢子体的形态结构上基本相同的,称为同形世代交替,如石莼Ulva、刚毛藻Cladophola;
* 如果配子体和孢子体的形态和结构不相同的,称为异形世代交替。如萱藻Scytosiphon、海带Laminaria和裙带菜Undaria等,* 前者配子体占优势,后者孢子体占优势。
* 植物生殖方式的演化是沿着营养生殖、孢子生殖、有性生殖的方向发展。
* 因此植物生活史的演化顺序则对应是营养生殖型、孢子生殖型、有性生殖型、孢子减数分裂型。
藻类的组成
藻类 Algae,拉丁文 Algea。隐花植物纲Cryptogamia,藻类目Algea。又称裂殖植物、孢子植物等名称。
* 藻类共分11个门,其顺序如下:
1.蓝藻门 Cyanophyta 2.金藻门 Chrysophyta
3.黄藻门 Xanthophyta 4.硅藻门 Bacillariophyta
5.甲藻门 Pyrrophyta 6. 隐藻门 Cryptophyta
7.裸藻门 Euglenophyta 8.绿藻门 Chlorophyta
9.轮藻门 Charophyta 10.褐藻门 Fhaeophyta
11.红藻门 Rhodophyta
* 轮藻、褐藻门和红藻门主要是大型藻类。
海带
* 海带 L. japonica ,大型藻类褐藻门 Phaeophyta,褐藻纲 Phaeophyceae,海带目 Laminariales,海带科 Laminariaceae。是重要的经济藻类,是一种深入民间的食品,又是医药和工业的重要原料,也是褐藻工业提取藻胶和制碘的重要原料。我国海带产量占世界第一位,约为世界产量的一半。
* 形态特征:
通常所说的海带是指海带的孢子体。植物体明显地分为固着器、柄部和叶片三部分,固着器为假根状或盘状。叶片单条或深裂为掌状。
* 繁殖:
无性繁殖(孢子体) 有性繁殖(配子体)
* 海带的生活史有明显的世代交替.孢子体成熟时,在带片的两面产生单室的游动孢子囊,游动孢子囊丛生呈棒状, 孢子母细胞经过减数分裂及多次普通分裂,产生很多单倍侧生双鞭毛的同型游动孢子.
* 孢子落地后立即萌发为雌,雄配子体.雄配子体是十几个至几十个细胞组成分枝的丝状体,其上的精子囊由1个细胞形成,产生1枚侧生双鞭毛的精子,构造和游动孢子相似.雌配子体是由少数较大的细胞组成,分枝也很少,在2-4个细胞时,枝端即产生单细胞的卵囊, 内有1枚卵.成熟时卵排出,附着于卵囊顶端,卵在母体外受精,形成二倍的合子.合子不离母体,几日后即萌发为新的海带.
* 海带的孢子体和配子体之间差别很大,孢子体大而有组织的分化,配子体只有十几个细胞组成.这样的生活史称为异形世代交替
海带的发育
* 幼龄期
合子分裂产生的小孢子--10cm的幼孢子体
* 凸凹期
由叶片基部开始至整个叶片形成纵向排列的两行凹凸
* 脆嫩期
叶片基部生长部细胞分裂旺盛,叶片生长迅速,积累大量水分,叶片脆
嫩。
* 厚成期
海带的快速生长期,叶片变得肥大,有韧性,颜色呈深褐色
* 成熟期
成熟,孢子体停止生长,无性繁殖-游孢子-配子体-有性繁殖
* 衰老期
各种新陈代谢机能衰退,细胞衰亡,直至藻体死亡。
紫菜
紫菜属于大型藻类,红藻门 (Rhodophyta)红毛菜纲 (Protoflorideophyceae) 红毛菜目(Bangiales)红毛菜科(Bangiaceae)紫菜属(Porphyra)的统称。
紫菜含有高达29~35%的蛋白质以及碘、多种维生素和无机盐类,味鲜美,除食用外还可用以治 疗甲状腺肿大和降低胆固醇,是一种重要的经济 海藻。坛紫菜(Porphyra haitanensis)、条斑紫菜(P.yezoensis) 和甘紫菜(P.tenera)是主要的养殖种类。
* 紫菜外形简单,由盘状固着器、柄和叶片3部分组成。叶片是由1层细胞(少数种类由2层或3层)构成的单一或具分叉的膜状体,其体长因种类不同而异,自数厘米至数米不等。
* 紫菜的一生由较大的叶状体(单倍体配子体世代)和微小的丝状体(双倍体孢子体世代)两个形态截然不同的阶段组成。与海带相反
* 叶状体行有性生殖,由营养细胞分别转化成雌、雄性细胞,雌性细胞受精后经多次分裂形成果孢子,成熟后脱离藻体释放于海水中,随海水的流动而附着于具有石灰质的贝壳等基质上,萌发并钻入壳内生长。成长为丝状体。丝状体生长到一定程度产生壳孢子囊枝,进而分裂形成壳孢子。壳孢子放出后即附着于岩石或人工设置的木桩、网帘上直接萌发成叶状体。
* 此外,某些种类的叶状体还可进行无性繁殖,由营养细胞转化为单孢子,放散附着后直接长成叶状体。单孢子在养殖生产上亦是重要苗源之一。
江蓠Gracilaria birdiae
* 大型藻类红藻门,真红藻纲。北方称龙须菜,福建称海面线、棕仔须,广东称粉菜、海菜。
海洋贝类
主要是指海洋无脊椎动物
中具有贝壳结构的一大类营
底栖生活的动物。
主要分布在软体动物门,包
括腹足纲,瓣鳃纲和头足纲,掘足纲等 。
腹足纲
* 贝壳1个,螺旋形,称单壳类、螺类。
* 身体分头、足和内脏囊。
* 头部发达,具1-2对触角,口腔内有齿舌。
* 足部发达,位于身体的腹面,又称腹足类。
* 内脏囊由于在发生期间经过旋转,故左右不对称。
* 发生经过担轮幼虫和面盘幼虫。
马 蹄 螺
红 螺
* 新蛸亚纲(Neocoleoidea)
十腕总目(Decapodiformes)
乌贼目(Sepiida): 乌贼
枪形目(Teuthida):又称管鱿目,包括鱿鱼(枪乌贼)
八腕总目(Octopodiformes)
章鱼目(Octopoda):章鱼、船蛸(Argonauta)、水母蛸(Amphitretus)等。
鹦 鹉 螺
瓣鳃纲(Lamellibranchia)
各种贝类、蚌类等
●具两片瓣状贝壳,故又称双壳类(Bivalvia)
●头部退化
●足斧状,适于挖掘泥沙
●具瓣状鳃
性别与性变
* 贝类的性别很复杂,有雌雄同体,雌雄异体,也有性变(性反转)现象。一般地说,多数贝类是雌雄异体(如珍珠贝、鲍等),但是在腹足纲和瓣鳃纲中某些种属中均是雌雄同体。在瓣鳃纲雌雄异体的种类,雌体与雄体的外形没有显著的区别,但在腹足类和头足类中,雌雄异形,雄性往往具有交换器官,雌体较大。
* 也有一些种类,如牡蛎、贻贝等的性别很不稳定。有雌雄同体现象,也有雌雄异体现象。同时,同一个体还经常发生性变,在某一时期能从雌性变雄性,而在另一时期又从雄性变雌性。一般通常幼小个体中雄性个体所占比例较大,大龄的个体中,雌性占的比例较大。
* 每年生殖细胞开始也大都是雄性先熟。
关于性变现象的原因
第一,雄性先熟,持有这种论点者认为幼小贝类性腺最初是两性的,处于可变状态,,因为精子形成的快,所以第一次成熟时,雄性占优势。当繁殖季节过后,又恢复到两性状态,第二年出现雄性或雌性,由营养条件决定。
第二,营养条件与性变。有人发现在营养条件优良的情况下,雌体所占的百分数较高。反之,在营养条件不良的情况下,雄体所占的百分数较高。这些人认为性变是由营养条件来决定的。
第三,水温与性变。水温升高,雌性占优势;若水温降低,雄性占优势。
第四,代谢物质与性变。有的认为性别与代谢有关,如果蛋白质代谢旺盛,雌体占优势,若是醣元或其它碳水化合物代谢旺盛,雄性占优势。
第五,寄居豆蟹与性变。有瓣瓣鳃纲中外套腔中常有豆蟹寄居着,被寄居蟹寄居者雄体多,雌体少,这说明寄居豆蟹影响性变。
* 贝类大多数为雌雄异体, 无第二性特征,但在繁殖期间性腺颜色不同,雄的颜色浅,雌的颜色深;少数雌雄同体,生殖腺颜色不同。
繁殖类型
* 卵生型:极大多数瓣鳃纲贝类及少数原始腹足纲贝类,在繁殖季节雌雄个体将精卵排放到海水中,精子和卵子在海水中发育变态形成一个个体。
* 幼生型:某些瓣鳃类卵细胞在母体的鳃腔内受精孵化形成一个个面盘幼虫,然后在海水中继续发育形成一个个体。如:蚌、密麟牡蛎
* 卵胎生型:极大多数腹足纲,往往有交尾活动,母体排出卵块、卵袋,其中有的几个、几十个受精卵,受精卵在卵袋、卵块内孵化发育,变态形成个体后在离开。
与胎生的区别,幼体自己吸收营养(卵黄)
雌雄原核的形成和融合
* 精子进入卵细胞后,核膜破裂,染色质变得松散,破碎的核膜与松散的染色泡重新聚集,形成雄原核(male pronucleus); 卵细胞核在完成第二次减数分裂之后,形成的细胞核即雌原核;在中心粒的微丝作用下,雄原核向雌原核方向迁移,* 雌雄原核相遇之后:
* 核膜互融,形成共同的核膜,融合后的受精卵称为合子,融合成的核即为合子的细胞核。受精过程到此结束,紧接着第一次卵裂开始。
卵裂
* 卵裂的概念、特点
精卵融合后,受精卵仍然是单个细胞,受精卵经过多次分裂,形成很多分裂球的过程,称为卵裂。
卵裂形成的细胞,称为分裂球或卵裂球(blast onere)。
卵裂与一般细胞分裂不同:
是一系列迅速的细胞分裂;
卵裂时细胞不会生长,只是被分割成很多小细胞;
每次分裂之后,卵裂球未及长大,又开始新的分裂。
分裂的结果:
细胞数目越来越多,分裂球越来越小。
* 各种动物卵裂速度相差很大,海胆卵于受精后数小时即形成数千个细胞,蛙1天内形成数千个细胞,而哺乳类1天时尚未完成第1次卵裂,随后的每次卵裂也需10~12小时,在脊椎动物中是最慢的。
* 动物卵裂模式的不同和卵内所含卵黄的数量和分布有密切关系,卵黄可阻滞卵裂进行的速度,甚至阻止卵裂面将细胞完全分开。
卵裂类型
* 1.完全卵裂:卵裂面将受精卵完全分开,卵裂球大小相差不多,一般少黄卵(均黄卵)都为全裂。中量端黄卵也进行全裂,但动、植物极卵裂球大小相差较多,如多数两栖类、肺鱼。卵裂是有规律地按一定形式进行,在32细胞前细胞多成倍增加,其后渐不规则。全裂类型较多.
* 根据卵裂时分裂成的卵裂球大小可以分为:
1.1 均等卵裂(equal cleavage)
卵黄少,分布均匀, 卵裂时形成的卵裂球大小相等,如文昌鱼。
1.2 不等分裂(unequal cleavage)
卵黄分布不均匀,形成的分裂球大小不等,如软体动物、蛙类等。
2. 不完全卵裂(partial cleavage)
分裂只限于卵的表面者。多黄卵进行这种卵裂,由于卵含大量卵黄,卵裂面不能通过整个卵,卵裂仅在卵的细胞质部分进行。
2.1 盘裂(discal cleavage)
卵裂仅在动物极的胚盘(blastoderm)上进行,胚盘下的大量卵黄部分不分裂,如软体动物中的头足类(乌贼)、软骨鱼、硬骨鱼、爬行类和鸟类。
2.2 表面卵裂(peripheral cleavage)
分裂只限于卵的表面者,如昆虫卵。
卵黄集中于卵的中央,最初几次卵裂只是细胞核在卵黄里的原
生质岛中进行,细胞核达到一定数目、进入卵黄四周的卵质中,在表面继续进行分裂,
根据卵裂球排列形式,全裂又可以分为主要有:
辐射型卵裂,如棘皮动物、文昌鱼;
螺旋卵裂,如大部分软体动物、多毛类环形动物;
两侧对称型卵裂,如海鞘;
不规则型卵裂,有些卵最初是螺旋型,以后又改为两侧对称型,如某些环节动物;有的卵裂程序不规则,初期的卵裂球的分裂即不同步,出现了3细胞期,如大多数哺乳动物。哺乳动物卵裂至16~64细胞期,形成多细胞实心球体,为典型的桑椹胚。
贻贝的胚胎发育
* 大多数腹足类行体内受精,而大多数瓣鳃纲生殖细胞排放在海水中受精。
* 受精 受精卵 受精卵分裂(卵裂)
胚胎发育-- 从受精卵分裂至原肠胚期
卵裂形式为完全不均等卵裂,属螺旋型。软体动物中除头足纲外均为螺旋型卵裂。
1.精子 2.卵子 3.受精卵 4.第一极体 5.第二极体 6.二细胞 7.四细胞 8.八细胞 9.十六细胞 10.三十二细胞 11.桑葚期 12.囊胚期 13.担轮幼虫 14.D形幼虫 15.壳顶幼虫初期 16.壳顶幼虫后期 17.稚贝
幼虫发育期
* 面盘幼虫:软体动物海产间接发育种类的第二幼虫期,由担轮幼虫发育而来。通常为担轮幼虫胚体顶端细胞加厚,呈椭圆盘状,形成面盘。其四周细胞被有纤毛,并形成贝壳。
* 壳顶初期幼体
特点:足成棒状,壳顶隆起,但没有超过直线铰合部,胃的四周出现消化盲囊。
* 壳顶中期幼体
特点:壳顶突出铰合部,面盘发达,足皱褶。
* 壳顶后期幼体(眼点幼体)
特点:1、足成靴状,足的基部出现一对平衡囊
2、消化盲囊几乎包被整个胃
3、在消化盲囊腹面外套膜中间,足的基部出现一对眼点,眼点有视觉的作用,幼体幼背光性。
4、外套膜边缘加厚,外套膜内表皮下陷形成鳃原基
* 匍匐幼体(后期面盘幼虫)
特点:面盘退化利用足在附着基上匍匐生活
稚贝
变态标志:
1、形成含有钙质的贝壳,壳行改变
2、面盘萎缩退化,开始用鳃呼吸与取食
3、生态习性的改变
牡蛎 ostrea
栉孔扇贝
Chlamys farreri
毛蚶 Scapharca subcrenata
鱼类性成熟
* 鱼类经生长发育达到初次生殖,即标志其进入性成熟期。达
到性成熟的年龄因种类而不同,即使是同种鱼类,也会因各种
原因而有变动。在性别上,通常雄鱼比雌鱼的性成熟年龄要早。
* 鱼类的性成熟年龄是种的特性之一,和种生长特性以及对于
生活环境条件的适应特点有着密切的关系,大体上可分为三种类
型:
低龄性成熟类型 性成熟年龄为l龄或1龄以下。例如洄游性的
香鱼为1龄性成熟;热带与亚热带性的罗非鱼仅2-3月龄即达性成
熟。
高龄性成熟类型 性成熟年龄在10龄左右或更高。这类鱼性成熟的体长比较大。它们往往生活在较高纬度,或年生长量较低。鲟形目鱼类大多属此类型,例如黑龙江鳇在15-20龄时才性成熟;有些大型鲨鱼性成熟也很晚。
中等年龄性成熟类型 大多数鱼类属这类型,性成熟年龄为2-3龄或4-5龄。影响鱼类性成熟的外界因子很多,主要有水温、光照、盐度和水流等。
* 1.水温 生活在不同纬度带或是在不同温度条件下的同种鱼,达到性成熟所需时间不同。例如鲢以华南地区为最短,最小为2-3龄,黑龙江地区则需5-6龄。
* 2.光照 大部分鱼类性腺的发育需要光照,如长期在黑暗环境中生活,垂体的分泌机能受到抑制,性腺发育受阻,性成熟延后。至于光照时间长短对性成熟的影响,与鱼类对光照的适应特性有关,可分为长日照与短日照两种类型。
* 3.盐度 盐度对于洄游性鱼类和咸淡水鱼类的性成熟有重大影响。例如鳗鲡在淡水生活阶段,性腺发育停滞,在盐度为18%。以上的环境中才能达到性成熟;鲻鱼的性成熟也必需经过海水过渡的阶段;已经查明松江鲈进入河口区及海水中才能达到性成熟的原因,除了盐度外,还和碘的摄取有关。
鱼类的性周期
鱼类达到性成熟后,性腺周期发育,此发育周期就是性周期。其实质是指每批卵母细胞从形成到发育成熟所经历的周期。按鱼类性周期的长短可分为三种类型:
* 1、性周期为一年的类型 大多数鱼类的性周期为一年,性腺由排出性产物后至下一批性产物的成熟,大体要经历一年时间。例如草、青、鲢、鳙在自然条件下,性周期大多为一年。
* 2、短性周期类型 此类型的性周期远不足一年,大多出现在热带和亚热带性鱼类。例如罗非鱼的性周期为45-60天左右;食蚊鱼两次生殖相隔数月。
* 3. 性周期为二年的类型 大部分鲟形目鱼类的性周期长达二年,甚至更长,即性腺隔年成熟一次。
性周期的长短是鱼类在繁殖上对环境的适应,当环境条件变化时,鱼类的性周期也会发生变动。例如在广东的精养池塘中,鲢的性周期缩短,一年中可以有2-3个性周期。很多种类的雄鱼,性周期的长短变动很大。
配子的结构与配子的发生
* 精子的形态
除了线虫,各种动物的精子都是同一类型,均可分为头、颈、尾三部分。
1.头部:精子的头部是激发卵子和传递遗传物质的部分,其头部形态各种鱼类各不相同,其中硬骨鱼类精子的头部为圆球形。精子头部主要由顶体和细胞核(精核)组成。其中顶体位于头部的最前端,实际上是一个大溶酶体,其中含有大量的溶酶体酶,在受精过程中可将其溶酶释放到精卵接触处,可促进精子入卵,所以精子的顶体在精子入卵过程中起着重要作用。硬骨鱼类精子的头部无顶体,这与硬骨鱼类卵膜有卵膜孔有关。
3.尾部:分为中段、主段和末段。中段较短,中央是轴丝,轴纤丝横切面的微管排列是9+2式,即中心有一对由中央鞘包裹着的微管,外围环绕以两两连接在一起的9组微管二联体。轴丝外有螺旋线粒体鞘,为精子运动提供能量;主段较长,轴丝外无线粒体鞘;末段仅有轴丝,外围有质膜。
精子的发生
精子是在精巢内形成的,其形成过程要经过以下三个时期:
1、增殖期:是指原始生殖细胞(精原细胞)经过有丝分裂不断增加其数量,并进一步分裂成初级精母细胞的过程。
精子的发生是在精小叶的精小囊内进行的,精小囊内的精原细胞经有丝分裂形成两个新的精原细胞,其中一个与原来的精原细胞相同,暂不分裂,而贮存下来,但仍具有分化能力,留做种用;另一个则连续经过四次有丝分裂形成16个初级精母细胞。
* 初级精母细胞
2、生长期:初级精母细胞形成后,需要经过一个很长的生长期才能发育成熟,这个时期相当于鱼苗形成后至性成熟这个阶段。在生长期内,初级精母细胞将不断吸收大量的营养物质,增加细胞内的营养贮存,并将其同化为细胞本身的原生质,因此细胞体积不断增大。细胞核内DNA不断进行复制,染色质逐渐转变成粗大的染色体,使初级精母细胞不断发育成熟进入成熟期。
3、成熟期:此期的主要特征是初级精母细胞连续进行两次成熟分裂。初级精母细胞经过上述生长期进入成熟期后,就开始了成熟分裂过程。这一时期初级精母细胞要连续进行两次成熟分裂过程,第一次成熟分裂为减数分裂第一次分裂,这一次分裂过程中染色体不纵裂,而平均分配到新形成的两个次级精母细胞中,所以次级精母细胞的染色体为单倍体,数量减半。然后次级精母细胞再进行第二次成熟分裂,形成两个更小的精子细胞。这次分裂为减数分裂第二次分裂,其单倍体经过纵裂而分离,并平均分配到两个精子细胞中,所以,精子细胞的染色体数目与次级精母细胞一样,仍为单倍体。
* 精子细胞变形形成精子的过程
在这一时期,精子细胞不再分裂,但其形态却发生一系列复杂的变化。首先是核浓缩,高尔基体移向核的前部形成顶体。两个中心粒移向核的后部并发出轴丝形成尾部的中轴,线粒体移向尾部中段形成螺旋膜包绕尾部中轴,即由一个圆小的精子细胞变成一个具有鞭毛的精子。
卵子的形态
* 卵子的形态构造:卵子由卵质、卵核和卵膜几部分组成。
1、卵质:即卵子的细胞质,卵子细胞质极为丰富,其中含有丰富的卵黄物质,卵黄物质是胚胎发育的重要营养物质。尤其卵生动物,如鱼类、禽鸟类等都具有十分丰富的卵黄物质。
2、卵核:即卵子的细胞核,也由核膜、核质、核仁和核染色质四部分组成。成熟卵子的卵核移向卵子的一侧形成动物极。
3、卵膜:即被覆在卵子外面的膜状结构,分为三层:
* 初级卵膜:又称卵黄膜,实际上是卵子的细胞膜。光镜下可见这一层卵膜的表面形成有辐射状纹构成的辐射带,电镜下可见这种辐射状纹由许多微绒毛组成。这种特殊结构的形成有利于卵子与周围环境进行物质交换。
* 次级卵膜:又称绒毛膜,是由卵巢内滤泡细胞分泌形成的一种非蛋白物质,如鱼类粘性卵表面的粘性物质即是。除粘性卵外,其余的漂浮性卵和卵胎生鱼类的卵均无次级卵膜。
* 三级卵膜:由输卵管腺分泌产生的保护性和营养性物质,如禽类外面的蛋白膜、壳膜均是。胎生动物和硬骨鱼类的卵多无此层卵膜。
不能运动,细胞质多,核糖体和mRNA十分丰富,并含有卵黄,其主要成分为磷脂、中性脂肪和蛋白质。
1.均黄卵(isolecithal eggs):又称少黄卵,其卵黄少,分布均匀。大多数无脊椎动物、头索动物、尾索动物以及高等哺乳动物的卵是均黄卵。
2.中黄卵(centrolecithal eggs):节肢动物的卵,卵黄集中于卵的中央。
3.端黄卵(telolecithal eggs):鱼类、两栖类、爬行类和鸟类的卵,其卵黄大量集中于卵的一极或一端。如鸟类的卵细胞很大,鸡蛋的蛋黄部分是一个卵细胞,绝大部分是卵黄,只有小部分是细胞核和核周围的细胞质,这一部分称为胚盘(germinal disc)。胚盘所在的一极称为动物极,卵黄所在的一极为植物极。
卵子的发生
* 鱼类卵细胞的发育与成熟
卵原细胞(oogonia)即两性动物中原始雌性生殖细胞。
卵原细胞发育到成熟的卵子,大致需要经过三个时期:
1、卵原细胞分裂期(增殖期)
卵原细胞反复进行有丝分裂,细胞数目不断增加,经过若干次分裂后,卵原细胞停止分裂,开始生长,向初级卵母细胞过渡。此阶段的卵细胞为第Ⅰ时相卵原细胞,以第Ⅰ时相卵原细胞为主的卵巢称第Ⅰ期卵巢。
2、卵母细胞的生长期
这期又可分为卵母细胞的染色体交会期、小生长期及大生长期
小生长期是卵母细胞的生长期,由于核及细胞质的增长,引起了卵母细胞的体积增大。开始时,卵细胞膜很薄,外面散布着许多长形的由结缔组织所形成的核状物,细胞质呈微粒状,细胞核卵形,很大,占卵母细胞的很大部分,其内壁四周排列着许多小核(或称核仁),中央为粒状的染色质,有时,细胞质中可以出现卵黄核。卵母细胞进一步发展,在卵膜之外又长了一层滤泡膜,由单层上皮细胞组成,内有长形的核。小生长期发育到单层滤泡为止,这时的卵母细胞,称为卵母细胞成熟的第Ⅱ时相,以第Ⅱ时相卵母细胞为主的卵巢称为Ⅱ期卵巢。性未成熟的鱼,常有相当长的时期停留在Ⅱ期。
* 大生长期是营养物质生长的阶段。卵母细胞由于卵黄及脂肪的积储而体积大大地增加,其边缘出现空泡,是营养物质开始生长的预兆。卵黄沉积可以分为两个阶段:卵黄开始沉积阶段及卵黄充塞阶段。在卵黄开始沉积阶段,卵膜变厚,出现放射形纹,故称为放射膜。滤泡膜的上皮细胞已经分裂为2层,内层细胞具有卵形大核,外层则为扁平的长形细胞。在卵黄粒(球)之间的细胞质成为网状结构。卵黄开始沉积阶段的卵母细胞称为成熟的第Ⅲ时相,以第Ⅲ时相卵母细胞为主的卵巢称为Ⅲ期卵巢。
3、成熟期
由初级卵母细胞经两次成熟分裂、发育成为卵子的时期。卵母细胞完成营养生长,达到最大程度后,就要进行两次成熟分裂:减数分裂和均等分裂。成熟变化开始时,卵黄粒彼此融合,连成一片。卵粒外表显出半透明状态,核及其周围的细胞质向着卵膜孔附近移动,出现了极化现象。与核移动的同时,小核从边缘向中央集中,并开始溶解于核浆内。此后,核膜溶解,染色体进行第一次减数分裂,放出1个只含有极微量原生质的第一极体,这时的卵母细胞即由原来的初级卵母细胞变为次级卵母细胞。鱼类卵母细胞的第一次成熟分裂和第二次成熟分裂的初期是在体内进行的,紧接着又开始第二次减数分裂,此时的次级卵母细胞就变成成熟的卵细胞。与此同时,产生第二极体,第二次成熟分裂持续时间很短,是在排卵后被精子刺激完成的。到精子进人卵中才排出第二极体完成第二次成熟分裂。
大多数动物在排卵时,卵子尚未完全成熟。
鱼类性腺发育
性腺
动物界中较原始的种类如变形虫等只进行无性生殖,较高等的类群大都进行有性生殖。多细胞动物体中形成精子的器官称为精巢或睾丸(testis),形成卵子的器官称为卵巢(ovary)。
有些动物同一个体上具备精巢和卵巢,即雌雄同体,如扁形动物、环节动物、甲壳动物等。大多数动物雌雄异体,分别产生卵子和精子。
* 成熟系数 成熟系数是指性腺重量和鱼体重量(或去内脏后的体重)的百分比,是衡量性腺发育的主要指标,其计算公式为:
成熟系数=性腺重/体重(去内脏后的体重)*100%
一般来说,成熟系数越高,性腺发育越好。
性腺发育的分期
* 对性腺发育进行分期,主要应依据性腺的组织学及性细胞的细胞学特征。生态学上主要根据性腺的外观特征分期。目前有几种不同的性腺分期标准,我国通常采用六期划分法。
* 虹鳟鱼的卵巢
卵巢的分期
* I期 卵巢紧贴在鳔下两侧的体腔膜上,为透明细线状;肉眼不能分辨雌雄,看不到卵粒,表面无血管或甚细弱。为从卵原细胞向初级卵母细胞小生长期过渡,未达性成熟的低龄个体所具有。
* 鱼类在一生中只出现一次第一期卵巢,产过卵的个体无此期卵巢。
* Ⅱ期 卵巢多呈扁带状,有不少血管分布于卵巢上,已能与精巢相区分,但肉眼尚看不清卵粒。为未达性成熟的性腺发育中个体所具有;生殖细胞处于小生长期,性成熟个体产后恢复阶段也回复到 Ⅱ期 。
* Ⅲ期 卵巢体积因卵粒生长而增大,肉眼已可看清积累卵黄的卵粒,但卵粒不够大也不够圆,且不能从卵巢褶皱上分离剥落。
* 大生长期,卵黄出现并积累阶段。
* Ⅳ期 为成熟期,卵巢体积和重量在本期终了时达到最大。卵粒中充满卵黄,卵黄并逐步融合,卵粒极易从卵巢褶皱上脱落下来,卵巢膜甚薄,表面的血管十分发达。
* 这个时期的卵巢具有多个时相的卵细胞
* V期 为产卵期,卵巢已完全成熟,呈松软状,初级卵母细胞已经历减数分裂,卵粒已从卵巢褶皱上跌落,排至卵巢腔(或腹腔)中,提起亲鱼或轻压腹部即有成熟卵排出。
* 该期卵能够正常接受精子进行正常受精,称生理成熟。
* "亲鱼已经成熟"指性腺达Ⅳ,经催产能正常成熟排卵反应的鱼。
* "卵子成熟"指第Ⅴ时相的卵,在卵襄内呈流动状态。
* 卵细胞排出滤泡膜,成为卵襄内流动的成熟卵,这个过程叫"排卵"。在适合的条件下,已经完成成熟和排卵,处于游离状态的卵子从鱼体内自动产出,这称为产卵。
* 大多数鱼类的成熟卵进人水中后几分钟或几十分钟内就失去受精能力,这也许是和它们所处水中的渗透压有较大的差异等因素有关。
精巢的形态
主要养殖鱼类的精巢成对,位于鳔的腹部两侧,呈囊状,依其显微结构可分为壶腹型及辐射型两种类型。
* 鲟类、鲤科及大多数养殖种类的精巢属壶腹型,精巢由许多圆形或长形排列不规则壶腹组成,壶腹间充满结缔组织。
* 鲈形目鱼类的精巢属辐射型,精巢由许多叶片状呈辐射排列的精小叶,精小叶间充满结缔组织。精细胞着生于精小叶,精巢外膜及其管道结构与壶腹型相似。
* 鲇类与鮰类的精巢呈不规则分支状,精细胞数量较少。
壶腹型和辐射型
* 壶腹型:腺体由圆形或长形的壶腹所组成。精细胞的成熟过程在壶腹中进行。精巢背侧有输精管。
* 辐射型:腺体成辐射排列的叶片状,叶片状腺体是精细胞成熟的地方。精巢有纵裂状凹穴,底部有输出管。
精巢的分期
* I期 特征和I期卵巢相同,也是未达性成熟的低龄个体所具有。
* Ⅱ期 呈线状或细带状腺体,半透明或不透明,表面血管不显著。
* Ⅲ期 呈圆杆状,挤压鱼的腹部或剪开精巢都没有精液流出,作精巢切面时塌陷;不少鱼的Ⅲ期精巢呈肉红色。
* Ⅳ期 呈乳白色,表面血管显著,作精巢切面时,切面塌陷;挤压鱼腹有白色精液流出,精液入水随即溶散的成熟度高,此时已进入成熟期。
* V期 为生殖期,精巢柔软,内充满乳白色精液,提起鱼头或轻压腹部就有大量精液从生殖孔流出。
* Ⅵ期 为生殖后的精巢,体积缩小,外观萎瘪,经恢复后转为Ⅲ期。不少种类精巢比卵巢的恢复期要短。
受精作用
精子和卵子融合而成为受精卵或合子的全过程称为受精。
* 受精过程包括以下几个阶段:
(一)精子与卵子相遇:无论是体内受精或是体外受精,精子与卵子的接近相遇是完成受精过程的第一步。在体外受精过程中,精子在水环境中可向卵子所在处活泼运动;在体内受精过程中,精子在雌性生殖道内受到其分泌物的作用后也可活泼的向卵子所在处运动。这种现象称精子的趋向性,很多学者认为在卵膜和卵质内含有一种特殊的化学物质。这种物质可吸引或驱使精子向卵子游来,这种化学物质称受精素,其化学成分为糖蛋白和粘多糖。由于这些因素的作用,促使精卵接近相遇并进一步完成受精。
(二)精子入卵:是指精子穿过卵膜进入卵质内的过程。
1、精子入卵的时间:受精过程能否完成,在很大程度上与精卵的成熟程度有关,其中精子入卵的时间是发生在整个成熟分裂和变态过程全部完成以后;而卵子的受精时间决定与动物种类,其中脊椎动物是在第二次成熟分裂的中期,受精后释放出第二极体,完成第二次成熟分裂,并完成受精过程。
2、精子入卵的地点:在有卵膜孔的卵子,精子多经卵膜孔进入卵内,而没有卵膜孔的卵子,精子可经动物极或其他部位进入卵内。
3、精子入卵的程度:有的动物如哺乳动物受精过程中整体精子都进入卵内,而有些动物如鱼类受精过程中,精子的头部入卵,而尾部则留在外面。
(三)受精膜的形成与卵质的变化:精子入卵后,卵黄膜因受刺激而与卵质分离形成受精膜,受精膜的形成标志着精子已经入卵。
(四)雌雄原核的形成与结合:精子入卵后,头尾分离,头部膨大,胞核出现核仁,并形成明显的核膜,这种原形核称雄原核。同时受精卵也很快地完成成熟分裂过程形成雌原核,雌雄原核形成之后,二者就开始向对方所在处移动和靠拢,最终融合形成合子核。在其同时两性原核的核膜消失,两原核的核内染色体经一定组合后排列到合子的中部,中心粒也一分为二排列在合子核两端,继续进行下一步发育--卵裂。
鱼类的生殖习性
* 鱼类的生殖方式与受精方式
鱼类的生殖方式有卵生、卵胎生和胎生三种类型
1.卵生 为大多数鱼类的生殖方式。鱼类将卵产至体外,胚胎发育在体外进行,胚胎发育过程中完全依靠卵内的营养物质。
* 2、卵胎生 受精卵在雌体生殖道内发育,发育中主要依靠卵黄营养,与母体没有营养关系,或母体生殖道主要只提供水分和矿物质,最终由母体产出仔稚鱼。如孔雀鱼。
* 鱼类的受精方式有两种,极大部分卵生鱼类行体外受精,亲体分别把精卵排入水中;少数卵生鱼类如一些鲨、鳐类行体内受精,而所有卵胎生和胎生鱼类则行体内受精。
* 鱼类的受精方式有两种,极大部分卵生鱼类行体外受精,亲体分别把精卵排入水中;少数卵生鱼类如一些鲨、鳐类行体内受精,而所有卵胎生和胎生鱼类则行体内受精。
海洋鱼类的性别
鱼类的性比是指雌雄比例。
通常情况下鱼类的性比大体上接近1:1。有些鱼类的性比则有很大的差距,如鲫鱼群雌雄比可达10:1,河鲈和食蚊鱼也有这种现象。在生殖时,产卵鱼的性比有不同的情况。湖北梁子湖的蒙古红鮊产卵鱼群中雌雄比是6-15:1;团头鲂是8-9:1。这种情况说明雄鱼可以多次排精。许多筑巢产卵的鱼类,如乌鳢、斗鱼产卵时,都是一雌一雄。产粘性卵的鲤、鲫、麦穗鱼等在产卵时也是成对地追逐。
* 鱼类一般为雌雄异体,许多鱼类在外形上难以区别性别,但是有很多鱼类能够凭借外部特征来辨别雌雄,这就是所谓的雌雄异形。
雌雄异形通常由第一性征与第二性征所决定,前者主要指与繁殖活动有直接关系的特征,例如雄孔雀鱼臀鳍前端变异的交配器;后者主要指与繁殖活动无直接关系的特征,例如许多鱼在生殖季节出现鲜艳色彩,很多金鱼在生殖季节所出现的珠星(追星)。个体大小,多数鱼同龄者雌性比雄性大
* 珠星:一些雄鱼在生殖季节表皮细胞特别肥厚,角质化成白色坚硬的锥状体,叫珠星。
第一性征:直接与本身繁殖活动有关的特征,如雌鱼具卵巢,雄鱼具精巢,板鳃类雄鱼具鳍脚、鳉类雄鱼具有交配器、鳑鲏类雌鱼有产卵管等。
雌雄异形
* 少数种类雌雄鱼大小差别很大,如一种康吉鳗的雌鱼重可达90 kg,而雄鱼却不超过1.5 kg。
* 有些鱼类的雌、雄尿殖开孔在结构不同。
珠星
* 有一些鱼,到生殖季节,雄鱼身上的个别部位(如鳃盖、鳍条、吻部、头背部等)出现的白色坚硬的锥状突起,又称追星,是表皮细胞特别肥厚和角质化的结果。这在鲤科鱼类中较常见。
* 一般认为珠星可使雌、雄亲鱼在产卵排精时起兴奋和刺激的作用。
* 雌雄同体和性逆转
少数鱼中存在雌雄同体现象,如胡瓜鱼、个别鲤鱼、少斑猫鲨等。
在德国的吕内堡,3月3日到10月7日有一个别具特色的胡瓜鱼节(Stint-Aktion),胡瓜鱼也是吕内堡的特产之一。节日期间,人们可以在城中随处可见的胡瓜鱼造型艺术品。
* 假雌雄同体 外生殖器、第二性征为一种性别,生殖腺为另一种性别,如剑尾鱼雌性个体发育晚期出现雄性交配器。
* 双性现象 鱼体内同时存在两种生殖腺,如狭鳕生殖腺上半部为卵巢,下半部为精巢或一侧为卵巢另一侧为精巢。双性现象在鲱、鲽、黄鲷等鱼类也存在。
* 性逆转 性成熟前为一种性别,性成熟后为另一种性别。黄鳝是最典型的例子。石斑鱼类也有同样现象,幼鱼到性成熟期为雌性,以后就转变为雄性。
鱼卵的生态类型
根据鱼卵的比重可将鱼卵区分为两种类型。
* 浮性卵 卵的比重小于水,能在水面飘浮,大多无色透明。海水鱼类多数产浮性卵,卵通常具油球;少数鱼也产沉粘性卵或缠络性卵。
* 沉性卵
卵的比重大于水,依卵黄周隙的大小和粘性状况,又可分成以下三种:
漂流性卵 这类卵产出后即吸水膨胀,出现较大的卵黄周隙,但比重仍稍大于水。鲤科中草、青、鲢、鳙等不少种类产此类型卵。它们在静水中下沉到底部,在江河水流中则悬浮在水层中不断漂流,所以也可称为半浮性卵。
粘性卵 卵的比重大于水,卵膜外层具有粘性物,产出后能粘附在水草等物体上,而不沉入水底。鲤、鲫、团头鲂和鲶鱼等鱼卵有粘胶性物质,遇水后粘附在水草等物体上。
普通沉性卵 卵的比重大于水,但无粘性,或粘性很小,卵黄周隙较小,产出后沉于水底。鳇、鲟、鲑鳟及鳅科鱼类等产这种卵。
淡水鱼类多数产粘着性卵,卵分别粘着于植物、砾石或沙上;少数鱼则在流水中产半浮性卵。
海洋鱼类的生殖季节
鱼类性腺的发育和成熟产卵与水温有着密切的关系,因而产卵期与季节有关。按生殖季节划分,鱼类有两种类型:
1、春夏季产卵类型 大多数海水鱼在温暖的春夏季产卵,主要产卵期为3~4-7~8月,纬度带偏低的地区产卵较早,北温带则较晚。
2、秋冬季产卵类型
* 冷水性鱼类:属此类型的鱼大多是起源于高纬度带,有的在秋季产卵,如大麻哈鱼、乌苏里白鲑等;有的在冬季产卵,如江鳕和河鲈等。
* 温水性鱼类:也有一些在秋季产卵温水性鱼类,如香鱼、中华鲟等,它们的仔稚鱼进入海中觅食。
鱼类的产卵类型
* 可分为一批产卵和分批产卵两种类型:
1、一批产卵类型 此类型鱼类卵巢中卵母细胞的发育基本同步。例如四大家鱼是典型的一批产卵鱼类。
2、分批产卵类型 此类型鱼类卵巢中卵母细胞的发育不是同步的,卵母细胞分批成熟分批产出,多数海水鱼属于分批产卵鱼类。
鱼类发育阶段的划分及变态
从仔鱼孵出起以至衰老的整个胚后阶段可划分为下列发育时期:
1、仔鱼期 当鱼苗从卵膜孵出,开始在卵膜外发育,进入仔鱼期。此期是由内源营养转变为外源营养的时期,包括两个分期:
* 前仔鱼期 从孵出到卵黄囊吸收完毕。此期鱼体依靠卵黄营养,不能主动摄食。
* 后仔鱼期 自卵黄囊吸收完毕开始,发育至具有一定数量的鳍条为止。此期是主动营养的早期阶段。
2、稚鱼期 为鱼体形态结构迅速发育的时期。自鳍的发育完毕起,至鳞被发育完成为止。通常是指孵出不超过一个月的鱼体。
3、幼鱼期 从前期结束,到具有一定的斑纹色彩,外形和成鱼相似为止。通常是指未达性成熟的当年鱼。
4、未成熟期 从前期结束起,到性成熟为止。在此期中鱼体的形态结构与成熟鱼相同,仅性腺正处在发育中,尚未进行首次繁殖活动。
5、成鱼期 自性成熟起,鱼体己具备生殖能力,在每年的一定季节进行生殖活动。不少种类具有第二性征。
6、衰老期 进入此期的标志是性机能衰退,生殖力显著降低,长度生长极为缓慢。
海水鱼类的变态
* 发育至某一时期时发生急剧的变化,改变成成鱼的形态,这称之为变态。
比较显著的变态鱼类有下列几种:
鳗鲡的变态 鳗鲡目鱼类在仔鱼期要经过一个无色透明的柳叶状态阶段,经过变态后鱼体变成棍棒形。部分鲱形目鱼类也有类似变态。
* 鲽形目的变态
鲽形目鱼类在后仔鱼期之前是普通鱼左右对称的形态,当后仔鱼期终了时发生变态,头颅骨发生扭曲, 一侧的眼移到头顶乃至到达另一侧,鱼体变态成左右不对称的体形,最终口、齿、体色、鳍等左右均不对称。
鱼类的洄游
洄游是鱼类的一种周期性、定向性和群集性的迁徒运动。鱼类依靠洄游来寻找它在生活的某一时期所需要的特定环境。
◆生殖洄游:鱼类生殖腺发育成熟的一定时期内,沿着一定的路线寻找产卵场所。
①由深海游向浅海和近海产卵,如大、小黄鱼。
②由海洋游向江河作溯河洄游,如鲥鱼、大马哈鱼等。
③由江河游向海洋作降海洄游,如鳗鲡。
◆索饵洄游:鱼类以寻找食物为主所作的洄游。其路线、方向和时间受饵料生物波动的影响较大,不象生殖洄游那么稳定。
◆越冬洄游:越冬洄游是指离开摄食区到越冬区的行为。这发生在有越冬区的鱼类。鱼类进行越冬的目的为离开摄食区,到另一环境因子较佳且利于防御掠食者的地方。对洄游鱼类来说,这通常是产卵洄游的开端。例如草鱼在秋季结束摄食后,离开湖泊而聚集在河下游的凹洞中。