第一章游泳生物
　　第一节海洋空间和三大生态类型
　　一、海洋水体三个梯度
　　全球海洋面积3.62×10skm2，约占地球面积的71%。平均深度为3800m，最大深处超过10000m。水体总体积达1.37×109km3，比陆地和淡水有生命存在的空间大300倍（沈国英等，2010）。
　　海洋的三大环境梯度对海洋生物的生活、生产力和时空分布都有重要影响。这三大环境梯度如下。
　　（1）纬度梯度：从赤道向两极太阳辐射强度逐渐减弱，季节差异逐渐增大，不同纬度每日光照持续时间不同，从而直接影响光合作用的季节差异和不同纬度海区的温跃层模式。温度影响物种的分布及其生长、发育，也决定物种的适温度属性（冷水种和暖水种）。
　　（2）深度梯度：从海面到海底的深度梯度主要是由光照只能透入海水表层，其下方只有微弱的光或是无光造成的。同时，温度也有明显的垂直变化，表层因太阳辐射而温度较高，底层温度很低且较恒定。压力也随深度的增加而不断增大（水深每增加10m，增加一个大气压）。有机食物在深层稀少，靠光合作用的自养生物只分布在海水表层（水深200m是大致的光补偿点）。
　　（3）水平梯度：从沿岸向外延伸到近海、大洋的水平梯度，主要涉及深度、营养盐和海水混合作用的变化，也包括其他环境因素（如温度、盐度）的波动，呈现从沿岸向外洋减小的变化。
　　二、海洋空间的两大部分
　　海洋空间包括水体和海底两大部分。它们各自又可分成不同的环境区域（图1-1）。
　　图1-1海洋空间主要分区示意图（仿Tait，1980；沈国英等，2010）
　　（一）水体
　　水体在水平方向上分为浅海区和大洋区。
　　（1）浅海区：大陆架上的水体，平均水深一般不超过200m，宽度变化极大，平均约为80km。本区由于受大陆影响，水文情况、化学成分、沉积物比较复杂多变。生物物种多、数量大。
　　（2）大洋区：大陆坡以外的水体，是海洋的主体，其水文、化学条件较浅海区恒定。大洋水体按垂直方向可被分为如下4层。
　　上层：从海面至150～200m深的水层。该层阳光照射强，但光照强度随深度增加而呈指数式下降。多数海区温度存在季节差异和温跃层。
　　中层：从上层下限至800～1000m深的水层。该层光线极为微弱或几乎没有光线透入，温度梯度不明显，且没有明显的季节变化。由于不能进行有效的光合作用，加之上方下沉的有机物不断分解，所以该层常出现氧气含量最小值和硝酸盐、磷酸盐含量最大值。
　　深海：1000～4000m深水层。该层除了生物发光以外，几乎是黑暗的环境，水温低而恒定，水压力大。
　　深渊：超过4000m的深海区和海沟。这里既黑暗，又寒冷，压力最大，食物最少。
　　（二）海底
　　从海岸至大洋深渊的海底大致分为如下5个带。
　　潮间带潮水涨落之间的地带，包括高潮时浪花可溅到的岸线。潮间带是陆地和海洋之间狭窄的过渡地带，随涨潮和退潮周期性浸没和露出。
　　潮下带低潮线以下10～20m深的海底。
　　大陆架潮下带往外至水深200m的海域，地形较为平缓，坡度小。
　　大洋底大陆坡以外的洋底，其中深海平原是大洋底的主体。大洋底还有洋中脊和深海沟（沈国英等，2010）。
　　海岸带1980年开始的“全国海岸带和海涂资源综合调查”把海岸带定义为：海岸带系指自海岸线向陆地扩展到10km，向海扩展到15～20m等深线这一狭长地带（全国海岸带和海涂；资源综合调查成果编委会，1991）。
　　1975年生效的《关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约》规定：潮间带在低潮时水深不超过6m的水域为海洋湿地。
　　三、海洋生物三大生态类型
　　海洋生物根据其生活方式和生境，可被分为浮游生物、游泳生物和底栖生物三大生态类型。前两者是水体（水层）生物，后者是海底生物。
　　浮游生物被动地漂浮在水体中的生物。缺乏或没有发达的运动器官，运动能力弱或完全没有运动能力，只能随水流移动，具有多种多样适应浮游生活的结构，多数个体小。
　　游泳生物生活于水层中，能克服水流阻力自由游动的生物。具发达的运动器官和适于游泳的体型，包括鱼类、头足类、哺乳类、爬行类和甲壳类。许多游泳生物有定向的周期性洄游，包括产卵洄游、索饵洄游和越冬洄游。游泳生物个体大，是海洋捕捞的主要对象。
　　底栖生物生活于海底表面和沉积物中的植物、动物和微生物。海底生境比水体复杂多样，因此底栖生物是一个很大的生态类群，其物种组成和数量、生活方式都比前两个类型复杂多样。
　　三大生态类型中的一些物种，同时属于游泳和底栖2个生态类型。有些物种的生活史中幼虫和幼体阶段营浮游生活，成体营游泳或底栖生活。还有些物种营寄生生活。浮游幼虫在《中国海洋浮游生物》一书中论述。本书游泳生物所指的是成体，寄生种计入底栖种。
　　第二节游泳生物对游泳生活的适应
　　游泳生物的体型、运动器官及内脏和生理方面都体现出与游泳生活相适应的特点，分述如下。
　　一、鱼
　　鱼的体型与其运动状态和速度紧密相关，游泳鱼类的体型大致有纺锤型、侧扁型和圆筒型，底栖鱼类的体型为平扁型。除这些基本体型外，还有一些特殊体型，如马头状的海马（.Hippocampus），球状的多纪鲀（Takifugu）、剌鲀（Diodon），箱型的箱鲀（Ostracion）及翻车鲀（Mo/a mola）等。
　　纺锤型（鱼雷型）：这种体型可大大降低水的阻力，这类鱼是游泳速度最快的大洋性鱼类。这类鱼不停地游动，包括进食、繁衍和“休息”都在运动中进行，其身体的形态、功能都有益于加强游泳能力。这类鱼身体表面无鳞、光滑，皮肤能分泌黏液，鳔无或退化，具红色和白色两种肌肉。例如，鲭科（Scombndae）都是大洋中上层鱼类，其背鳍和臀鳍后方尾柄上、下都有数个小鳍，有助于克服水的阻力。金枪鱼（Thunnus spp.）、马鲛（Scomberomorus spp.）、鲭（Scomber spp.）、鱼坚（Katsuwonus spp.）、蛇鱼坚（Auxis spp.）和鲔（Euthynnus spp.）在中国海域都很常见。软骨鱼纲的真鲨科（CarcharWmdae）分布在中国海域的26个种也都是长纺锤型、大洋性、游泳迅速的物种，如镰状真鲨（Carcharhinus falciformis）、沙拉真鲨（C. sorrah）都是常见种（图1-2）。
　　图1-2中国海洋纺锤型鱼类
　　侧扁型：内湾和近海中、上层许多鱼身体都呈侧扁型，多数有鳞片，并且体表有黏液、侧线、臀鳍。具有用于运动和平衡的背鳍、尾鳍、臀鳍和成对的胸鳍及腹鳍。与纺锤型的大洋性鱼相比，侧扁型鱼类有上、下垂直移动的习性。有些栖息于中、下水层，甚至接近海底，游泳速度不那么快。侧扁型鱼类体型变化比较大，生境也比较多样，物种多样性大，如有鲱形目的鳓（Ilisaq spp.），以及鳀科（Engraulidae）、鲱科（Clupeidae）、天竺鯛科（Apogonidae）、鯛科（Sparidae）和石首鱼科（Sciaenidae）等的全部或大部分种（图1-3）。侧扁型鱼类占海洋鱼类的大部分。
　　图1-3中国海洋侧扁型鱼类
　　圆筒型：身体长圆形，无鳞，体表有黏液，游泳时扭曲前进，如海鳗cinereus）、原鹤海鳗（Congresox talabon）等海鳗科的7个种。圆筒型鱼类有许多种是底栖、穴居和礁区鱼类，主要是鳗鲡目的鳗、鳝等。
　　二、软饨动物头足纲（Cepha丨opoda）
　　本纲的枪形目（Teuthoida）、乌贼目（Sepiida）和耳乌贼目（Sepiolida）都营游泳生活，能进行长距离游泳。外套膜演化成肌肉很厚的胴部，两侧有肉鳍，枪形目和乌贼目胴部是纺锤形或锥形，耳乌贼目胴部呈短圆筒形；前者游泳很快，后者游泳较慢。头部腹面有一漏斗口，水从此喷出使身体前进。漏斗口、肉鳍都是头足类动物的游泳器官。在游泳生物类群中，头足类的种类和数量仅次于鱼类，但游泳器官和游泳方式与鱼不同。头足类靠头部腹面的漏斗口和肉鳍运动，由漏斗口往后喷水推进头足类向前运动，漏斗口向前喷水推动头足类向后运动，漏斗口能灵活向各个方向伸弯，头足类就能自如朝各个方向游动。乌贼具内壳（海螵蛸），内壳比水轻，与肉鳍一样对运动具平衡作用（图1-4）。
　　三、爬行纲（Reptilia）
　　龟鳖目（Testudiformes）的海龟科（Cheloniidae）中国海域记录4种。海龟具桨状四肢，头不能缩入坚硬的龟壳内。研究表明其可耗时两个多月，穿越大洋2200km，从大洋到沙滩产卵。对世界各地繁殖群体DNA的标记表明，不同海域交配的海龟其DNA有差别，显示海龟总是执着地一代一代返回相同的地点。棱皮龟（Dermochelys coriacea）是棱皮龟科（Dermochelyidae）的单一种，桨状四肢更宽大，没有坚硬的龟壳，是大洋游泳种，能深潜640m（图1-5）。
　　蛇目（Serpentiformes）:中国海域记录有眼镜蛇科（Elapidae）海蛇亚科16种海蛇，都营近岸游泳生活。海蛇尾呈桨状，身体侧扁，腹鳞，有关肌肉高度退化。多数海蛇仅吃鱼而不吃无脊椎动物。海蛇是由陆生动物次生地返回海中生活，所以仍需经常浮出水面用肺呼吸（图1-5）（赵尔宓，2006）。