Ⅰ 環境與生物的關系
遺傳物質的變異是進化的內因,環境對遺傳物質的變異起到誘發與篩選的作用,進化後的生物對環境又有反作用。
具體:
1 遺傳物質的變異是進化的內因
自然界存在數億種生物,它們形態各異,種類紛繁,生物的多樣性,主要就是遺傳物質不同造成的。同一物種遺傳物質的相對穩定性保證了該物種的穩定性和連續性。而遺傳物質的變異為生物進化提供了可能性。
1.1 基因突變和染色體畸變
中性學說在對生物大分子的量化分析後認為,基因隨時會產生大量的中性突變。對於編碼蛋白質的結構基因而言,當三聯體密碼中的 1 個核苷酸(尤其是第 3 位)發生置換往往不會使氨基酸類型發生改變。蛋白質的保守性替換又指出,即使改變了個別氨基酸殘基,但該殘基是在可變區域內這種變化也並不影響生命體的生存價值。此外,結構基因只是整體 DNA 序列中的小部分,還有大量不編碼蛋白質的序列,如調節基因、重復序列、內含子、假基因和退化基因等。由此,木村資生( Motto.Kimura )等人結論生物進化在分子水平上起主導因素的是那些對生物生存即不有利,又無害的「中性」基因。但如何界定「絕對」的中性突變,仍然是一個復雜的問題。調節基因、內含子、重復基因、假基因等非編碼蛋白質基因雖然不直接指導蛋白質的合成,但它們與各種環境因素相結合通過調節轉錄,翻譯的過程來發揮作用。有研究表明:由猿到人的變化,主要是調節基因的變化,不是結構基因的變化 [1] 。許多實驗證據也支持了 Gilbert 提出的關於內含子功能的假說,認為結構基因是通過內含子序列之間的重組,將外顯子聚集在一起而產生的,即內含子是原初基因重新組合過程的殘留物。此外,就目前人們的認識來看,內含子還具有影響基因的表達調控;調控 RNA 的剪接;編碼特定的蛋白質;保護基因家族等功能 [2] 。同屬於重復基因的 rRNA 和 tRNA 在蛋白質翻譯中也具有各自的功能。假基因可通過接受鄰近功能基因的片段或者由於功能基因移動而獲得功能。假基因與功能基因之間發生外顯子交換的例證已在小鼠 ψ a3 中有所發現 [3] 。一些單個核苷酸被置換後,也許不能改變氨基酸的類型,但它通過化學鍵對鄰近核苷酸的作用是不容忽視的。它能改變鄰近核苷酸的置換率。因此,我認為將一些基因突變定義為絕對中性是欠妥當的。
染色體畸變包括染色體結構和數目的變化,它與基因突變一樣在進化中佔有重要的位置。染色體畸變牽涉到 DNA 分子上較大范圍內的變化,影響基因間的連鎖和交換,改變基因表達的方式,產生生殖隔離機制,加速物種分化的過程等。
1.2 基因重組
病毒的進化很難用漸進突變累積來解釋,病毒與宿主或其它病毒之間的基因重組引起的飛躍式突變起了很大的作用 [4] 。事實上,在微生物間由於轉化、接合和轉導引起的基因重組發生的頻率比基因突變高達一萬倍 [5] 。由此可見,基因重組是病毒及微生物進化的一種主要方式。對於高等生物來說通過食物攝入,有性生殖,微生物介導也能獲得外源核酸,為基因重組提供必須的物質要素。張光明等人 [6] 提出微生物能有效介導基因重組,從原核生物到真核生物中廣泛存在的轉座作用可能是微生物介導的基因重組的一種重要方式。微生物先感染一種生物,攜帶上該種生物的遺傳物質,再感染另一種生物,將所攜帶的遺傳物質轉移到另一種生物的基因組中。因為另一種生物本身已具有完善穩定的遺傳機制,這種基因重組獲得表達並固定下來的機率並不是很大,但不可否認基因重組在生物進化中起著重要作用。
2 環境對遺傳物質變異的誘發與篩選作用
從生態學的角度來說,任何生物都生存在總體穩定又時時處於變化之中的生態環境中,與環境存在物質、能量、信息的交流。環境是生物進化的外因,它誘導遺傳物質發生變異,又對其進行篩選,經過時間的積累達到生物的進化。這里指的環境包括生物環境和非生物環境,宏觀環境和微觀環境是指所有對研究主體有影響的外界因素。
2.1 環境誘發遺傳物質變異
就化學環境而言,生物體從環境中攝入各種物質,經分解、吸收作用後,送入細胞中,這些物質中的某些化學成分與元素可能會與遺傳物質的組成物發生反應,或使遺傳物質的結構發生變化。某些化學物質直接作用於生物體的表面,也可能引起表面細胞的破壞,並使遺傳物質發生變異。
物理環境能引起遺傳物質變異的最主要因素是射線。生物生活在地球上,無時無刻不受宇宙射線和地球上的放射性物質發出的射線的照射。科學家作了統計,一個人一年平均受的射線照射在人體中可把大約十億個分子的化學鍵打開。 DNA分子在人體中所佔比例很小,計算結果,每年每人平均損傷約200個DNA分子 [7] 。若生物偶然接觸到能量更大的射線則引起突變的機率更大。
現在,許多科學家利用遺傳工程技術,將 DNA上的某些片段人為的進行改變,培育出有利於生產經濟的新品種。進行了轉基因改造的動植物及微生物若被推廣,則為該種生物的進化提供了一定的物質可能性。新品種與近源野生種的雜交,有可能使人為改造過的基因片段得到傳播,並且固定下來。這在植物中更為常見。也可以說這是人為環境對生物進化的影響。微生物介導的基因重組而使生物進化,則是自然的生物環境使遺傳物質發生變化。
獲得性狀是否能遺傳一直是生物進化研究中爭論的焦點。如果獲得性狀可遺傳,就可以進一步說明環境可引起遺傳物質變異。生物學家已發現了不少獲得性遺傳的實例。例如,當用一種酶把枯草桿菌的細胞壁去除後,在特定的生長條件下,它們可以繼續繁殖,後代也是無壁的,並且這種狀態可以穩定地遺傳下去,只有把它們放在另外的一種生長條件下,細胞壁才會重新生長出來 [8] 。逆轉錄酶的發現,也證實了獲得性是有遺傳可能性的。「生命環境均衡論」的學者們認為 :如果生活的環境條件改變了,生活也就發生改變,那麼,動植物將採取適應其生活的性狀,並且在這種性狀永存的情況下,遺傳因子也與之相應發生變化。但是必須經過地質時代這樣漫長的時間單位。越來越多的證據證明獲得性是可遺傳的,但並不能認為獲得性遺傳是生物進化的主要方式。因為在環境條件未發生劇烈變化的很長時期,生物進化的腳步並沒有完全停止。生物進化是許多因素共同作用的結果,歸根到底都必須是遺傳物質發生了改變,只有這樣變異才能一代一代延續下去,。環境只能是進化的外因。
此外,有些科學家認為多數突變是自發的,完全隨機的,這種看法不全面。 DNA鏈處於細胞中,它必然生活在細胞內環境中。氨基酸殘基的脫落、置換、加入無不伴隨著肽鍵的斷裂,這就需要能量和物質的交流,這一系列變化都與細胞內環境密切相關。
2.2 環境對遺傳物質的篩選
在分子水平上環境對遺傳物質的自然選擇是有建設性作用的 .DNA鏈上的某一位點是處在其它基因位點的包圍之中的,如果這一位點發生了變異要受到此位點周圍其它基因的約束和干預。此外還要受到細胞核內環境中各種化學物質和染色體上組蛋白(只有真核生物具有)與非組蛋白的調控。總之,在一個新基因型進化初期,將選取提高個體適合度的有利突變。日本的太田(Ohta,1979)說,在分子水平上自然選擇的主要作用是保持一個分子的現有機能,使它免受有害突變的影響 [8] 。
當遺傳物質的變異通過了分子水平的自然選擇後,還要接受更高級別的檢驗。不管 DNA上的突變位點是直接指導蛋白質合成,還是間接調控、影響轉錄和翻譯的過程,絕大多數遺傳物質的變異終究體現在蛋白質的變化上。多肽鏈上一個或多個氨基酸殘基的變化可能影響蛋白質的空間構象及功能。多肽鏈在折疊時追求能量最低原則,完全折疊後的肽鏈要使它的空間構象有利於其功能的更好發揮。如果氨基酸殘基的改變引起了蛋白質功能的變化,那改變後的蛋白質所發揮的功能將使生物體能更好地適應環境,提高其生存能力。以上就包括了細胞水平的自然選擇,及蛋白質在發揮功能時與其功能相關的組織、器官水平的自然選擇。這些選擇將對由遺傳物質變異引起的蛋白質變化進行篩選。
當遺傳物質的變異最終體現在表型的差異上時,環境的作用就類似於達爾文所提出的自然選擇理論了。只是根據現代生物進化理論,自然選擇對象不是個體,而是種群。自然選擇的價值在於種群基因庫中基因頻率的變化狀況。
前面提到過有些突變似乎是中性的,沒有任何意義。但當環境條件改變時,很有可能這些突變就不再是「中性」的了 [9] 。這些儲備突變在環境條件發生改變時才有機會表達。近年來一些實驗表明,存在著以熱休克蛋白 HSP90為代表的一些分子機制,能夠在一定程度上隱藏基因突變造成的表型變化 [10] 。也就是說,環境可以選擇一些突變,讓其表達,而讓另一些暫時隱藏起來。通過這些隱藏的後備突變,個體有更大的機會適應變化的環境。
3 生物進化後對環境的反作用
約在 27億年前,出現了含有葉綠素,能進行光合作用,屬於自養生活的原始藻類,如燧石藻、藍綠藻等。這些藻類進行光合作用所釋放的氧,進入大氣後開始改變大氣的成分 [11] 。大氣中游離氧的出現和濃度不斷增加,對於生物來講有極重要的意義。生物的代謝方式開始發生根本改變,從厭氧生活發展到有氧生活。代謝方式的改變打打出進了生物的進化發展。約在10~15億年前出現了單細胞真核植物,以後逐漸形成多細胞生物,並開始出現了有性生殖方式。由此可見,生物的進化對環境有著極強的反作用,引起環境發生改變。而改變了的環境條件對生物進化的方向又有指導意義。人類有極強的改造自然和利用自然的能力。人類對自然環境的影響比任何一種生物都大。
起源和滅絕也都是生物不適應環境,被環境所淘汰的結果.
其實它們和進化是一回事,只不過是結果不同.
希望對你有幫助.
Ⅱ 環境對生物生活的影響
●生物起源於環境,維持生命又依賴於環境。唯有能適應新環境變動的生物才有生存機會。
●生物必具有對善變的環境作出反應和適應的能力。地球上不存在沒有適應環境能力的生物。
●生物通過與環境的相互作用,從基因內DNA的隨機突變的過程中,通過信息反饋作用,自組織 選擇出有利於生物在新環境中生存的功能和結構,使物種能經常保持著對新環境的適應能力。
●進化是物種與環境相互作用中,通過生物圈內部自組織活動生成對新環境適應能力的生命活動過程。新物種不是被環境選擇出來的,只因為生物是組成大自然的一部份,適者生存;不能適應的都被淘汰是生物圈的整體內部自組織活動過程的效果。自然選擇不相等於單純被環境選擇。
Ⅲ 各種生物的生活環境都是由什麼和什麼組成的這些環境因素直接間接地影響著生物
環境中影響生物生活的各種因素叫環境因素,分為非生物因素和生物因素.非生物因素包括:光、溫度、水、空氣、土壤等;生物因素是指環境中影響某種生物個體生活的其他所有生物,包括同種和不同種的生物個體.
故答案為:其他所有生物; 生物因素; 非生物因素
Ⅳ 環境對生物的影響有哪些
生物與環境是一個統一不可分割的整體。環境能影響生物,生物適應環境,同時也不斷的影響環境,如同「水能載舟,也能覆舟」。例如:在沙漠中生活的仙人掌,因為在此環境中缺水使得仙人掌的葉變成刺,同時也能說明仙人掌能適應環境。生物可影響環境比如陸生植物的蒸騰作用,是對陸地生活的一種適應;但同時,陸生植物在進行蒸騰作用的時候能把大量的水分散失到大氣中,這樣就增加了空氣的濕度,又對氣候起到了調節作用。
生物對環境的影響最好的例證就是黃土高原,曾經是茫茫的林海和無邊的草原,但由於某種原因破壞了植被,引起了嚴重的水土流失和生態平衡的失調,才出現了現在的黃河中泥沙眾多的現象和黃土高原……這樣的例子應該很多很多……
所以我們應該保護生物,尤其應保護植被……
讓我們每個人都從身邊做起吧……來共同保衛我們美麗的地球家園……
Ⅳ 生物和環境有什麼關系
生物和環境是互相影響、互相滲透、互相轉化而又不可分割的統一體。魚兒離不開水,花兒離不開土壤和陽光,人類離不開新鮮的空氣、潔凈的淡水和充足的食物。脫離了環境的生物是不可想像的。
然而,如果沒有生物,環境也就失去了它的意義。土壤的概念總是包括生活在土壤里的大量生物的活動。據統計,一小勺土壤里就含有億萬個細菌;50克森林腐殖土中所包含的黴菌,如果一個挨一個排列起來長度可達11千米。如果排除這些生物的積極活動,土壤也就不復存在了。
Ⅵ 生物的生活特點與它們的生活環境有什麼關系嗎
兩者相互影響。
只有其生活特點能夠幫助生物更好的適應環境時,這種生物才能得以生存,即優勝劣汰、適者生存。同時,生物也能夠影響和改變環境,對環境具有反作用。
Ⅶ 生物與環境的關系
生物需要生存在一定的環境中。一方面,其生存時時刻刻都在受到環境的制約和影響,面對已然改變了的環境,絕大部分生物均能做出適應性的調整,從而在適應中達到物種發展與進化的目的;另一方面,環境也會因為生物的存在而發生或大或小的變化,在環境變化與生物適應進化的交互發展中,生命得以延續。
任何生物的生存都不是孤立的:同種個體之間有互助有競爭;植物、動物、微生物之間也存在復雜的相生相剋關系。人類為滿足自身的需要,不斷改造環境,環境反過來又影響人類。
(7)環境也什麼看生物的生活擴展閱讀
生物對環境的適應:(生物自身發生改變)如駱駝適應炎熱缺水的荒漠環境,海豹適應寒冷的海域環境。生物對環境的影響:(環境發生改變)如植物的蒸騰作用調節空氣濕度、植物的枯葉枯枝腐爛後可調節土壤肥力、動物糞便改良土壤、蚯蚓鬆土。生物在適應環境的同時,也影響和改變著環境。
生物在適應環境的同時,也影響和改變著環境。例如:蚯蚓:身體分節,體表黏滑;吃進的腐爛有機物和大量土粒經過消化形成糞便排出體外,能夠提高土壤肥力,使土壤疏鬆,能夠起到改良土壤的作用;大量放羊;破壞植被。
Ⅷ 生物的生存離不開環境,影響他的環境因素可以分成兩類,分別是什麼
影響生物生活的環境因素可分為兩類:
一類是非生物因素(光,溫度,水,空氣)
另一類是生物因素(種內互助,種內斗爭、寄生、競爭、捕食)
這就是影響生物生活的環境因素兩大原因.
Ⅸ 環境中有哪些因素直接影響生物的生活和分布
主要是非生物因素,如陽光,水,空氣。
當然對於不同的生物也會受到不同的生物因素的影響
(希望對你有幫助)
Ⅹ 生物的生活方式及主要環境因素
用古生物化石判斷沉積環境,首先必須研究地質時期生物和它們生活環境之間的關系。研究這個關系的學科叫做古生態學(Palaeoecology)。
古生態學是從現代生態學著手研究的,因為只有研究現代生物的生活方式、特徵和在各種沉積環境中的分布狀況,才能獲得大量的、直接的、詳細的資料,然後用「將今論古」的方法,去推測古代同類生物的古生態。
現將水生生物的生活方式、生物種類與沉積條件的關系、主要門類生物的分布簡述如下(圖3.3)。
3.2.1生物的生活方式
水生生物根據其居住地段和運動方式的不同分為下列幾種:
圖3.3 海洋環境中一些生物的生活方式(據D.M.Raup等,1978)
(1)底棲生活
底棲生活的生物生活在水底,體形較大、較重,外殼堅固,形狀變化多樣,根據其生活方式可再細分為:
1)固著底棲生活:生物在水底固著生長。海洋中,如底棲有孔蟲、海綿、古杯、水螅、珊瑚、層孔蟲,棘皮動物中的海冠、海林檎、海蕾、海百合,大部分腕足動物,苔蘚蟲,節肢動物的蔓足目等都營固著底棲生活。陸地上湖泊、沼澤、河流中也有其特有的固著底棲生物,如某些硅藻、腹足類、雙殼類等。
2)掘泥生活:在松軟的砂泥質水底,底棲生物為了尋找食物和保護自己,在砂泥內掘成洞穴居住,如雙殼動物的貽貝類,腕足動物的舌形貝。
3)鑽孔生活:一些底棲生物在堅硬的基底上鑽孔居住,如雙殼類的海筍。
4)躺卧海底生活:如雙殼類的海扇,腕足類的五房貝。
5)沿海底爬行生活:如有些有孔蟲、腕足類、軟體動物。
底棲生物分布廣泛,淡水、海水中均有。在海洋中從近岸淺海到深海海底均有,但以淺海區最為豐富。
(2)游泳生活
生物具游泳器官,可在水中自由游泳,如鞭毛蟲、頭足類。
(3)漂浮生活
生物無游泳器官,隨波逐流被動地漂浮在水中,外形多呈球形、扁盤形、針狀、帶狀等,體小且輕,如有孔蟲的抱球蟲。
游泳和漂浮生活合稱為浮游生活(圖3.4)。浮游生物分布范圍很廣泛,在海洋中從近岸到深海遠洋地區均有,所佔比例向深海方向增加,而底棲生物增長方向相反。
圖3.4 一些現代和化石浮游生物(據B.Ziegler,1983,轉引自楊式溥等,1993)
3.2.2影響生物生存的主要環境因素
3.2.2.1鹽度水體含鹽度對生物的影響極大,水體含鹽度有變化,生物種類就會有明顯的變化。所以,生物化石是劃分海相、陸相、海陸過渡相的主要標志。不同種類生物具有不同的耐鹽度范圍,只能適應正常鹽度海水生活的生物為狹鹽性生物,能夠適應鹽度變化范圍較寬的生物稱為廣鹽性生物。狹鹽性生物是判斷古沉積盆地水體含鹽度、劃分海陸相沉積最有用的標志,故稱作指相生物。
圖3.5列出了現代水盆地按含鹽度的區域劃分及不同種類生物的分布,有助於古今對比,以推斷古水盆地的含鹽度。
圖3.5 重要的無脊椎動物門類的現代分布與含鹽度關系寬狹大致反映了生物類別的多樣性程度(據Heckel,1972)
正常海相生物有鈣質紅藻、綠藻、放射蟲、硅質鞭毛蟲、球石藻、大多數鈣質有孔蟲、鈣質或硅質海綿、珊瑚、苔蘚、腕足類、棘皮類、藤壺、鱟、軟體動物的單殼類、有板類、掘足類和頭足類等。已絕滅的類、古杯類、層孔蟲、軟舌螺、三葉蟲、竹節石、光殼節石、牙形石和筆石等曾是古代正常海相生物。
少數苔蘚蟲、鈣質有孔蟲、藻、舌形貝、移動的棘皮類和頭足類能從正常海移動到過渡海生活。這類生物化石大多表明其形成於一種與廣海相毗鄰的並稍受限制的海水環境,大部分陸表海繁殖著這種受限制、但屬海相的生物群。
海相生物中還有藍綠藻、硅藻、膠結殼有孔蟲、普通海綿、鈣質蠕蟲管、雙殼類、腹足類、介形蟲和其他甲殼類等。這是些耐鹽度較高的生物,其中也包括有非海相的種類,分布范圍很廣,從淡水、淡化海、正常海相到咸化海都有,只是不同含鹽度環境,種類和形態殼飾有所變化。新生代腹足類和雙殼類在不同鹽度的水體環境中有不同的綱目分布(圖3.6)。
圖3.6 新生代主要軟體動物分布(轉引自吳崇筠,1980)
典型的微鹹水生物是上述的耐鹽度高的幾個生物門類中的少數幾個類別,如雙殼類、腹足類、介形蟲、鰓足亞綱、軟甲亞綱、硅藻、蠕蟲管及藍綠藻等的一些種屬。
典型的超鹹水生物群在大的生物類別上與微鹹水生物群可能無大的差別,但當超鹹水的含鹽度變得很高時,只有鰓足亞綱的無甲目,也許還有藍綠藻、介形蟲、細菌和微生物,能夠生活。
在受限制的環境中,生物化石還有一個普遍特點是生物類別減少,但個體數量有所增加,並且生物形態發生畸變。
典型的淡水生物有輪藻、帶殼變形蟲、少數特殊的雙殼類、腹足類、介形蟲、鰓足亞綱的貝甲目、普通海綿、硅藻、藍綠藻以及蠕蟲管等。它們是狹鹽性生物,能適應穩定的淡水環境。
盆地邊緣地區,由於季節氣候變化及暴風雨的干擾,水體的含鹽度容易發生迅速的變化,因而造成不同耐鹽度的生物混合。另外,淡水生物易被河流帶入海盆邊緣,海相生物也可能沿河流上溯相當距離或被特大潮流帶入潮上帶及其上地區。所以海盆的邊緣地區或近海的淡水環境中,有海陸生物混合現象,這也是判斷盆地邊緣環境的重要標志。離海盆地較遠的真正淡水環境,應無海相生物化石。
3.2.2.2水深
生物在海水中分布的深度與海水的透光程度、溫度、氧氣和養料的供給及底層性質等影響生物生活的因素有一定關系,所以海盆地中,不同深度的海域,生物種類有所差別。這也是進行海相沉積微相劃分的重要依據。
例如藻類只生活在淺海中,因為藻類生活必須進行光合作用,只生活在有陽光透入的地帶。陽光的入透深度與海水的混濁度有關,一般在清澈的海水中,強陽光的入射能量中只有10%能透入37m深,到100m深處則不到入射能量的1%。因此大多數藻類只限於在深度小於70m的深處生活,最宜繁殖的深度小於40m。隨著海水混濁度的增加,光線穿透海水的能力降低;地理緯度的增高,導致光線入射角降低,也降低了透光度。在清澈的熱帶海水中,光線能穿透的最大深度約為170m。
圖3.7中列舉了現代海洋中生活的無脊椎動物門類的分布與海水深度的關系。從圖中看出,無脊椎動物對深度的忍耐程度比對鹽度的忍耐程度要大得多,即生物生活的深度范圍較大,而且在地史發展過程中逐漸變化。例如古硅質海綿,現在僅生活在深海中,但是在古生代被認為是曾生活在淺海。只有依靠陽光才能生活的底棲藻類(包括鑽孔生物)才能為古沉積環境的深度提供較確切的證據。
某些原生生物,如球石藻,只能生活在表層水中,因為它特別需要陽光進行光合作用。球石藻最大量地生活在廣海的表層水中,死後屍體沉落海底。當地層中大量出現上述藻類和放射蟲、翼足類、浮游有孔蟲化石時,被認為是深海沉積。雖然從理論上說,浮游生物能生活在海洋中的任何地方,但還是在遠離海岸的深海區數量最多。因為深海區水體厚,與其爭奪養料的底棲生物較少。另外,在大陸架邊緣的大陸斜坡附近,由於周期性洋流上升而帶來更多的養料時,浮游生物也會大量繁殖。但是,局部地區常常有大量浮游有孔蟲被帶入淺海。不過,現代陸緣海沉積物中浮游有孔蟲的數量和比例還是向深海方向增加的。
在古地理研究中,常採用今古對比法來研究古水深,即根據現代那些分布受水深控制的生物種屬與地層中相同的生物種屬對比,以推測化石所在處水體的古深度。應用較有效的有雙殼類、腹足類、有孔蟲、介形蟲等類生物,比較有把握的是用於中、新生代地層。
但是,生物分布的深度受溫度的影響,海水溫度一般隨海水深度而降低,並且受緯度控制,例如高緯度地區淺海中出現的冷水生物在熱帶僅生活在相同溫度的深海中。因此,在垂直赤道方向,因受緯度影響,同種生物生活的深度變化很大,所以在不同的地理位置,尤其是緯度相差較大的地區,不能簡單地用化石屬種來類比海水深度。
另外,用化石種類來推測古水深時,還需注意一些問題:例如濁流能把淺海生物帶到深海底沉積;有些生物能附著在浮動的植物上被帶到別處,當植物腐爛時,附著生物便下沉到不同深度的海底;現代海平面上升,有些地方出現殘留生物,即是現代某些海底有比現在生活的海水深度大或小的古生物化石出現,如我國東部大陸架邊緣有濱海生活的有孔蟲化石,它實際上是更新世冰期海平面降低此處成為濱海環境時生活的生物,它與此處現代沉積物種屬的時代和沉積環境都不一樣。
圖3.7 與水深有關並能成為化石的主要無脊椎動物門類的現代分布(據Heckel,1972)
3.2.2.3水體運動強度、水體濁度、沉積速度對生物種類分布的影響
有些生物的生長方式反映了水體運動的強度,紅藻、珊瑚、苔蘚等群體生物尤其如此。例如呈塊狀或板狀的生物主要生活在波濤洶涌的海水中,因為這種形狀較能經受波浪沖擊;分枝狀的脆弱生物一般生活在靜水中。
生物攝食類型可幫助確定海水的混濁度和沉積速度,如圖3.8所示。例如某些食懸浮物的生物如海綿、珊瑚、苔蘚蟲和有柄類生物喜歡生活在清潔沙層沉積區,因為這裏海水運動強烈,可以帶來更多的懸浮養料;反之,水體中泥質(包括黏土和粉砂)含量過多,海水混濁度過大時,泥質將會堵塞生物的呼吸器官和攝食器官,而使生物死亡,因此此類生物出現的數量與海水濁度成反比關系。另一些食懸浮物的生物如蠕蟲、腕足類、某些雙殼類,卻有去掉或防止吞食不需要物質的本能,能忍受中等程度的濁度。因而所有的食懸浮物的生物都分布在有提供養料的潮流經過的海底地區。食沉積物的生物如蛇尾類、某些蛤和腹足類,能從沉積物中攝食有機碎屑,所以能忍受更大濁度的海水。這類生物出現的數量與泥質含量成正比關系,因為細粒的泥質沉積物中有機養料較多。食肉或食腐肉的動物如星魚、海膽、腹足類、介形蟲和其他節肢動物能忍受濁度較大的海水,少數能在很濁的海水中生活,如腕足類的舌形貝、掘穴蛤、某些蝸牛、介形蟲、有孔蟲及星魚等捕食型的移動動物,能在快速沉積的環境中生活。紅藻和綠藻雖然不按無脊椎動物的方式捕食,但是它們需要強烈的光線進行光合作用,所以它們為了得到最多的光線而喜歡生活在清水中。
圖3.8 與水的濁度和沉積速度有關並能成為化石的主要無脊椎底棲生物群的現代分布(轉引自吳崇筠,1980)
3.2.2.4海底底質
海底底層的岩性、軟硬、穩定性等性質影響著底棲生物的分布和生活方式。所以從生物化石種類可以推測當時當地的海底性質及與此有關的海水運動狀況等(圖3.9)。例如群體珊瑚、蠕蟲管、藤壺、大多數牡蠣、苔蘚蟲、紅藻及腕足類的無鉸綱,需要堅硬的海底底質以便固著,而另一些生物則固著在較大的貝殼上。有板類及腹足類是移動生物,但也喜歡附著在堅硬的層面上。
圖3.9 與海底底層堅硬程度有關並可成為化石的主要無脊椎動物的現代分布(轉引自吳崇筠,1980)
通過膠結作用或用其他方法牢固地固著在堅硬的層面上的生物能經受得住強烈動盪的海水環境,因此,群體珊瑚和紅藻的存在可說明生物岩礁所處的動盪環境;藤壺、有板類、腹足類及蠕蟲管存在則表示濱岸潮汐帶有受海浪拍擊的堅硬層面。小型帶殼有孔蟲需要附著物,它的出現表明曾經有過但未保存下來的堅硬物質。
有些底棲生物用根或其他方式固定在底層上,既不用膠結,也不用殼包著,但需要堅硬的底層。如大多數綠藻、海綿、單體珊瑚、有柄類、貽貝及許多腕足類等喜堅硬底層的生物。此類生物指示一種後來少受或未受沉積的沉積物表層,由於壓實失水而固結的底層環境。
掘足類、掘穴蛤、腕足類的舌形貝、某些有孔蟲及由一些移動生物組成的生物群,反映底層是松軟的,特別是當需要堅硬底質的生物缺失時更是如此。
許多移動生物如星魚、蛇尾類、海膽、腹足類、介形蟲及其他節肢動物,能在各種底層上爬行,所以它們不能反映底層的軟硬性質,但是可以指示迅速沉積區或流砂層等底層不斷移動的環境。
浮游生物不能指示海底底層性質和底層水的運動狀況,但是當只有遠洋生物(漂浮生物、游泳生物、附著浮游生物)而缺乏底棲生物時,則可說明海底是缺氧環境或是迅速沉積的產物。