海底生物生活的能量来自哪里

‘壹’ 海底生物需要的碳氢氧从哪里来

空气中。
生活在海底深处的动植物呼吸的氧气就是来源于溶解在水中的氧气，因为深水压力大，气体溶解度加大，因此氧气还是十分充足的，有的动物通过到水面换气来获取氧气如鲸类，而另一些则通过腮过滤水中的氧气来生存阳光照不到的海底深处，因为没有光源，就没有光和作用的动力，所以光合作用也无从谈起。
海洋中的溶解氧，主要是来自空气中的氧气向海水中的溶解过程一般溶解度只有7~10mg/L，但已足够满足水生生物的生命活动的需要。

‘贰’ 深海内没有阳光，那深海的生态系统的能量来源是什么

在陆地上，万物生长依靠太阳，阳光是驱动生态系统运行的原动力。但在深海里，就算是清澈的海水，在200米以下也几乎是漆黑一片。那么，深海的生态系统是靠什么动力运行的呢？在很多方式中，偶尔从海面落下的被称为“鲸落”的鲸的尸体，就像大洋荒漠之中的绿洲，给深海的生物提供了食物和营养。

在这些炽热的“黑烟囱”的周围活跃着一个崭新的生物群落——热水生物，比如长达三米而无消化器官，全靠硫细菌提供营养的蠕虫，加上特殊的瓣鳃类、螃蟹之类，说明地球上不仅有人们所习惯的，在常温和有光的环境下通过光合作用生产有机质“有光食物链”，还存在着依靠地球内源能量即地热支持，

‘叁’ 海底深处的生物没有太阳是靠什么生存的

自20世纪70年代初，美国科学家在东太平洋加拉帕戈斯海隆水深2500m处的热液喷口发现众多的生物群落以来，使人们逐渐认识到，地球上存在着蓝色和黑色两种大洋，并存着两种初级生产力及其食物链。蓝色大洋以浮游生物为初级生产力，靠吸收阳光获取能量;而黑色大洋则以热液细菌为初级生产力，主要依靠微生物通过化学合成作用还原海底热液系统中硫的氧化物获取能量。

意大利科学家研究表明，死生物体的DNA为海底生存的微生物分别提供它们所需碳的4%、氮7%和磷47%。当微生物“吃掉”这些细胞外的DNA后，它们很快地“再生”磷，也就是说它们将DNA中的磷转化成一种能被浮游植物和其他生存在海洋表面的光合作用生物体利用的无机形式。

‘肆’ 海底的生物是怎样生存的

海里虽然有无数大鱼、小鱼和其他生物，但它们从来不会为粮食发愁，因为海里有无数可供小鱼吃的浮游动物，而且，供浮游动物吃的浮游植物，其繁殖率大得惊人，30天内就有1亿后代被繁殖出来。不过，却一定要有阳光来进行光合作用，才能使浮游动物获得粮食。所以，一般来说，海洋里的生命是要依赖阳光的。

浮游动物随昼夜日光的变化在海中沉浮，这种在海中上下移动的幅度，大约为150米，因此海洋生物多数生长在这样深度的海中。

然而在1977年2月间，当科学家和技术人员在太平洋东边，厄瓜多爾尔尔以西，赤道附近的加拉巴哥地壳裂缝一带，第一次调查和研究深海的温水出口处时，却无意中在2500米深的海底发现了5个“沃洲”，每一处各有很多不同种类的生物，如蛤、蟹、管形虫等。

25位科学家，对这项新发现都深感惊奇。在那样深的海里，既然没有食物，就不会有生物存在，但那些动物从何而来，它们何以生存呢？

他们打开由小型研究潜艇“阿尔文”号带上来的深海水样时，那充满臭蛋气味的硫化氢终于使他们的理论获得了有力的支持。

他们认为，海水经地壳裂缝，在高度的压力和热度下，水里所含的硫酸盐便变成硫化氢。而这种含有臭味的化合物，就隐藏着深海里有生物存在的奥秘。某种细菌借硫化氢而产生代谢变化，得以繁殖；而较大的生物，甚至蛤则从细菌获得所需的营养。这么一来，在漆黑的深海底下，一种阳光以外的能量——来自地球内部的能量，维持了一系列的生命。这种程序叫“化学合成”。在深海里发现这种作用，这还是第一次。

2400米深的海底，水的压力大约达到每平方厘米0．3吨。在那里，水温本应接近冰点，但温水出口处附近的水温则约为12℃~17℃。在加拉巴哥裂缝约几英里的范围内，在生物生存的区域，由西边起，第1区有很多比餐碟还大的蛤（35厘米左右）。第2区有很多已死的牡须，可能因那一区内的温水已停止流出，没有支持生命的硫化氢，于是海底便有一堆像古代野火会后遗下的残物。第3区有些外表像蒲公英的生物，可能是一种最新发现的原生动物，它们有放射状的细丝附在岩石上。第四区虽然定名为蚝场，实际上却布满了我们俗称淡菜的贻贝。第五区定名伊甸乐园，巨型管形虫是那里最主要存在的生物。而每一个这种海底的“沃州”都有蟹的踪迹。大体而言，差不多每一区都有不同的生物聚集，有些生物学家认为，当海底温水开始涌出时，刚巧有动物幼体漂流到那附近，它们便留下来，就好像其他生物一旦发现了适合的环境，便定居下来一样。

“沃州”以外的深海，真像沙漠一般荒芜，只是偶尔有几只红色的八角珊瑚、脆弱的海星或海葵点缀在海底玄武岩石上。

全世界海洋中共有长达6．4万公里的地壳裂缝，到底有多少海底温水出口处呢？其中又有多少有生物存在呢？它们会使我们对深海里的生命有新的认识吗？这些都是一些未知的谜，只有靠科学家以后的研究来揭开这个谜底。

‘伍’ 深海生物群落中有哪些主要生物它们是如何获得能量的并适应环境的

深海生物按其生活方式可分为浮游、游泳和底栖三大类。
浮游生物 由细菌、原生动物、腔肠动物、甲壳动物、毛颚动物等的一些种类组成，种类和生物数量均较少。生物数量通常随水深增加而明显降低。太平洋千岛-堪察加水域的中型浮游生物量，在200～400米水深处每立方米平均超过100毫克，但3000米以下却不到1毫克。同一种浮游动物，个体小时多生活在浅处，个体较大时生活在深处。如桡足类的海羽水蚤属和光水蚤属的一些种类，生活在2000米水深处个体最大可达17毫米，而随着水深变浅，个体大小也随之变小。深海浮游动物多为杂食或肉食性。浮游动物的垂直移动对营养物质的垂直转送起着积极的作用。浮游动物主要种类有：①甲壳动物，最主要的是桡足纲如哲水蚤、真哲水蚤、海羽水蚤、光水蚤等属的一些种类（最大个体可达17毫米）。其次还有糠虾、磷虾、端足和十足等目，以及介形纲的动物。②腔肠动物，有钵水母和管水母等。它们生活史中没有水螅型阶段，个体一般较大，直径可达25厘米，大多呈栗色和紫色，且能发光。③橄榄绿细胞，长度为10～15微米的细胞。有的学者认为属于鞭毛虫。在3000～4000米水深处，此类细胞的密度仍可达 25000～50000个/升。在有些浮游甲壳动物的肠道中也常可捡出，它们的来源尚不清楚。
游泳生物 主要是鱼类，其次为乌贼、章鱼和虾等（图1）。在1000多种大洋鱼类中,生活在深水的约有150种。其中隶属于角��亚目的种类最多,约有80种。深海��鱼头的背侧有一柄状的突起，顶部可发光，作诱饵和照明用。嘴大。雌鱼体重可达6～8千克，雄鱼仅重几克（图2）。雄鱼头部钻入雌鱼的表皮吸取营养，并形成一个小裂，雌鱼产卵期，雄鱼产精子于袋中，以备授精。��鱼不成群，个体之间大约保持30米的距离。

在深海也有不少鳗鱼，如哈氏囊咽鱼和宽咽鱼等。鱼体细长,嘴特别大（图3）。有些鳗鱼幼体上游到较浅的水层，成体时才回到深水。

在深海鱼类中，圆罩鱼属的个体数量最多，鱼的个体小，长仅5～6厘米，头大，暗褐色，其鳃可滤食浮游动物。不成群，个体之间约保持3米的距离。
在深海近底层鱼的种数比较多，个体也较大，如睡鲨体长可达7米,以掠食为生。有些深海鱼常能吞食比自身大的食物(图4)。深海头足类种类较少，有的章鱼适应于深海生活，没有眼睛。

底栖生物 深海底栖生物的生物量随水深而降低(见表)。在水深 2000～3000米处底栖生物种类多。随水深的增加,其组成也发生变化,浅水种逐渐被深水种取代,通常200、3000和6000米处是转折点。在万米以上的深渊，仍有底栖生物，已发现的种类有：有孔虫、海葵、多毛类、等足类、端足类、瓣鳃类和海参类等。①微型底栖生物,个体大小在2～40微米之间，主要生活在海底沉积物的表层。包括真菌、易变菌、类酵母细胞、肉足纲、吸管纲、纤毛虫纲、有孔虫等。据对北太平洋中部水深5498米处调查，在沉积物表层的个体数量约为每平方厘米24000个，而在0.5厘米沉积样中仅为每平方厘米1150个。②小型底栖生物，个体大小在42～1000微米之间，生活在同一水域，个体数约比微型底栖生物少 3个数量级。小型底栖生物主要包括有孔虫、海螅、涡虫纲、线虫动物门、腹毛动物门、动吻动物门、缓步动物门、寡毛纲、原环虫、海螨、介形类和猛水蚤目的一些种类。其中，线虫是主要的种类，其个体数量多，约占动物总数的二分之一。③大型底栖生物，个体大小在1000微米以上，包括无脊椎动物的大多数门类，如海绵、腔肠动物、星虫、曳鳃虫、肠鳃动物、螠虫、环节动物、软体动物、节肢动物、棘皮动物和须腕动物，以及少量脊索动物（如海鞘）和底栖鱼类。

深海海绵体大（可达1米）,且多具一插入底泥中的长柄。海葵能生活在水深达万米的深渊，有的附生在其他动物身上，或筑管栖息。
多毛类既是浅水，也是深水的重要底栖生物。在中太平洋西部深海采得的大型底栖生物共有8种,其中多毛类4种，即吻沙蚕、海蛹,以及小头虫科和缩头虫科各一种;其余4种为美丽冠叶珊瑚、骨缘胡桃蛤、扇贝和一种钩虾亚目的动物。
棘皮动物门的各纲均有深海种类，多数是底栖取食者，有的海星是肉食者，捕食有孔虫、多毛类和软体动物。在有机物较丰富的地方，海参往往是优势种，且个体也大（有的可达0.5米）。生活在深海的海参,有的具叶状的“足”，或具一排侧乳头，适于在软泥上爬行。
深海的海鞘也营固着生活，有很长的柄，滤食，不形成群体。有的底栖鱼，腹鳍和尾鳍长成棒状，能在软泥上支撑着身体或缓慢地移动，如一种深海狗母鱼。

‘陆’ 深海里的生态系统是什么样的谁是生产者，氧气从哪来

深海由于压力大、食物少、没有光线和温度低，因此在生物的种类组成、分布格式、个体结构和代谢等方面均有其特点。深海生物能忍高压。虽然有些浅海生物也能忍受较高的压力，比如附着在潜水器表面的生物，如绿管浒苔、石、总合草苔虫、紫贻贝、布纹藤壶等，在潜水器下降到2000～3000米水深后仍然能存活。但根据生理学试验，600个大气压对大多数浅海生物有致死作用，因此，从垂直分布来看，6000米深度似乎是个重要的分界线。曾有报告，中太平洋的深海沟中的125种动物，有77种是在6000米以上水层所没有见到的。与浅海生物比较，深海生物一般个体数量少，但种类数相对较多、多样性高。对此有不同的解释。H.L.桑德斯(1968、1973)认为，多样性高是由于食物等竞争造成的。但有的学者却认为捕食是关键。较多的调查结果表明，深海生物的多样性仅仅发现在2000～3000米水深处，而5000～6000米以下的海底，生物的多样性并不高。 为适应食物少和黑暗的环境，许多深海鱼类，口部相对扩大，骨骼肌肉减少，且有发达的发光器官和结构。

深海生物一般代谢作用和生长都很慢。据估计，深海的贝类，长到8毫米大约需100年的时间。曾有一只潜水器掉进深海中，经10个月后从1540米处打捞出来，发现放在桌上的三明治仍然完整无损，这表明细菌的作用非常缓慢，但也有例外。1977年，美国伍兹霍尔海洋研究所曾用深海潜水器"阿尔文"号在加拉帕戈斯群岛以东300公里，水深2500米处进行调查，调查区域是海洋板块形成区，发现从地下喷出泉水，泉水口附近水温高达20℃(没有热泉处的海水是2℃)。在喷出孔附近有丰富的生物群落。其中有个体30～40厘米的贝类，这种贝一年可长4厘米(约比其它深海底的贝类生长速度高500倍)，将壳打开，可见到内有血红蛋白(一般软件动物是血蓝蛋白)。还有一种具长栖管的须腕动物，管的直径10厘米长可达30米。此外，还有许多腔肠动物、环节动物、甲壳动物。

深海底栖生物的食源可能包括由上层水中下沉的碎屑和溶解的有机物质，以及化能合成细菌通过氧化硫化氢取得能量而制造的有机物。目前认为，后者是最主要的来源，因为从地下喷出的热水含有大量的硫化氢(30～40ppm)，硫磺细菌利用氧化硫化氢所获得的能量将水中C合成碳水化合物，海底硫磺细菌实际上起着与浅海水域光合植物相同的作用。即硫磺细菌是深海海底的生产者。这说明，生产者的能源不仅可来自太阳，而且还可来自地球的内部。这是一个重大的发现。根据这一论点，须腕动物的营养问题可得到解释：这种动物没有口，也没有消化道，但在体内有大型的腔，称为营养体，细菌在腔内大量繁殖，动物的触手可吸收无机物供细菌之需，而细菌则合成有机物供动物之用。动物和细菌营互利共生关系。

在一次深海科学考察中，在离南加利福尼亚150海里的海底火山口，深度同是2600米的地方，科学家除了再次发现上述各种生物外，还发现了一种长得很像白鳗的鱼，这便是人类发现的第一种完全不依靠阳光生存的脊椎动物。这两次惊人的发现，引起了科学家们的极大兴趣：在没有阳光的深海世界里，这些生物为什么能生存下来，而且长得越来越旺盛呢？

海底火山口生物存在的奥秘 几经科学家研究，揭开了这个奥秘。原来，在海底的地壳移动时，产生了海底裂缝，当海水渗入这些裂缝，并在里面循环流动时，水温便升高到350摄氏度左右。热水把附近岩石中的矿物质（主要是硫磺）溶解出来，在高热和压力的作用下，和水反应合成硫化氢，培育恶臭和有毒的东西，这就是火山口附近一些生物的能量来源。

之所以如此，是因为无论是蠕虫、巨蛤或是贻贝，其消化系统大部分已退化，取而代之的是体内寄生着大量的硫细菌。这些深海生物和硫细菌两者互相依赖，共同生存。一方面，深海生物为硫细菌提供一个稳定的生活环境，以及合成营养的原料（硫化氢、二氧化碳和氧气）；另方面，硫细菌则通过一连串的化学作用合成营养（碳水化合物）来回报深海生物。这个情况，就好像陆地上植物的叶绿素，进行光合作用合成碳水化合物一样。不同之处，只是高能量的硫化氢取代了阳光。

‘柒’ 海底热液生物为什么能生存

因为其能量摄取的方式不同。海底热液生物主要是以化学能生存，即以氧化还原过程中释放的能量生存，例如氧化S的S细菌

‘捌’ 海洋能蕴涵哪些能量

海洋能（有时也称为海洋和流体动能）指海浪、潮汐、盐分和海洋温差携带的能量。水在世界各大洋中的运动创造了大量的动能。其中一部分能量可以用来发电，为家庭、交通和工业提供动力。
海洋能量一词既包括波浪能，即来自表面波的能量，也包括潮汐能，即大量水体移动所带来的能量。即使风力涡轮机放置在水上，海上风力发电也不是海洋能源的一种形式，因为风力来自风，而不是海洋。
海洋拥有巨大的能量，并且要么接近人口最集中的地方，要么接近人口很多的地方。海洋能源有潜力在世界各地提供大量新的可再生能源

可再生
海洋以表面波、流体流动、盐度梯度和热能的形式展现出了一个巨大的、大部分未开发的能源。
美国和国际水域的海洋和流体或海洋能源开发包括使用以下设备的项目：
有波浪较大的开放沿海地区的波浪能转换器；
放置在沿海和河口地区的潮汐涡轮机；
快速流动的河流中的径流式涡轮机；
强洋流区域的洋流涡轮机；
热带深水域的海洋热能转换器。
洋流能
强大的洋流是由温度、风、盐度、水深和地球自转共同产生的。太阳是主要的驱动力，产生了风和温差。因为洋流的流速和位置只有很小的波动，方向没有变化，所以洋流可能是部署能量提取装置（如涡轮机）的合适位置。
洋流在决定世界许多地区的气候方面起着重要作用。虽然人们对移除洋流能量的影响知之甚少，但是移除洋流能量对大范围的环境的冲击可能是一个重大的环境问题。典型的涡轮叶片冲击、海洋生物纠缠和声学效应仍然存在；然而，由于利用洋流进行迁徙的海洋生物群体更加多样化，这些效应可能会被放大。离海岸更远的位置需要更长的电缆，这些电缆可能会通过电磁输出影响海洋环境。[5]
海水盐差能
在淡水与盐水混合的河口，与盐度梯度相关的能量可以利用减压反渗透工艺和相关的转换技术被加以利用。另一个系统是基于淡水上涌通过一个浸泡在海水中的涡轮机，一个涉及电化学反应的系统也在开发中。
从1975年到1985年，大量的研究就PRO和RED植物的经济效益给出了不同的结论。值得注意的是，在日本、以色列和美国等其他国家，对盐度发电进行了小规模研究。在欧洲，研究集中在挪威和荷兰，这两个地方都有小型试点接受测试。盐度梯度能量是淡水和盐水的盐浓度差异所产生的能量。这种能源不容易被理解，因为它不是直接以热、瀑布、风、波浪或辐射的形式出现在自然界。[6]
海洋热能
从被阳光直射的温暖的水面到阳光无法穿透的更深处，水的温度通常会发生变化。这种差异在热带水域最大，使得这项技术最适用于热带水域。涡轮机通常被水蒸气所驱动，涡轮机可以发电或产生脱盐水。海洋热能转换系统可以是开式循环系统、闭式循环系统或混合循环系统。[5]
潮汐能
潮汐能指的是大量的水在移动时所产生的的能量，这是一种新型的水力发电形式。潮汐发电包括三种主要形式，即潮流发电、拦潮发电和动态潮流发电。
波浪能
来自太阳的太阳能产生温差，从而产生风。风和水面之间的相互作用产生波浪，当波浪距离越大时，波浪越大。受到全球风向的影响，西海岸两个半球的波浪势能在纬度30度至60度之间最大。当我们把波浪能作为一种技术类型进行评估时，区分四种最常见的方法非常重要：点吸收浮标、表面衰减器、振荡水柱和越浪装置。[5]
波浪能行业正在达到行业发展的一个重要里程碑，正在朝着商业可行性迈出积极的步伐。更先进的设备的开发人员正在超越单一单元的演示装置，并继续进行阵列开发和多兆瓦项目。[7]目前，大型公用事业公司的支持正通过发展进程中的伙伴关系、进一步投资以及在某些情况下的国际合作得到体现。简单来说，波浪能技术可以位于海上。波浪能转换器也可以设计用于深水、中水或浅水等特定水深条件下的操作。基本设备设计将取决于设备的位置和预期的资源特性。

‘玖’ 生物体内的能源来源于哪里

对于地球生物而言，能量的最终来源有两个：

一是太阳能。植物（准确讲，还包括一些光合微生物，如蓝细菌等）依靠光合作用将太阳能固定在有机物中，其它生物通过摄取植物，分解植物的有机物获得能量。

二是地热能。一般在海底，太阳是肯定照不着了，一些化能自养微生物利用地球的热能，将一些无机化合物合成有机物。其它生物则通过摄食化能微生物获得能量。

‘拾’ 海洋的能量资源

海底蕴藏着1350亿吨石油，占世界可采储量的45％。海底表面还广泛分布着形状像薯仔一样的深海矿物资源锰结核。它含有锰、铜、钴、镍等55种金属和非金属元素。整个海底大约覆盖着3万亿吨锰结核，仅太平洋就有1.7万亿吨。如果按目前的工业消耗计算，仅太平洋锰结核中含有的金属钴就可以供全世界使用900多年。20世纪80年代以来，还在大洋底部张裂的地带发现了30多处由海底溢出物质而形成的矿藏――海底热液矿藏，其总体积约3900万立方米，是金、银等贵重金属的又一来源。因而，海底热液矿藏又被称为“海底金银库”。海底表面还蕴藏着能制造磷肥的磷钙石，按目前的消耗计算，可供全世界使用几百年。大洋海底表面还有可供开发的各种软泥，例如抱球虫软泥，它含有95％的磷酸钙，是一种制造水泥的好原料，海底表面约50％的地方覆盖着这种软泥。海底岩层中还蕴藏着丰富的铁矿、煤矿、硫矿、岩盐等。此外，在海边还有丰富的海滨砂矿资源。