海洋微生物的特性

所有通常生活在海水中的微生物。然而，由于学科传统和研究方法的差异，本文不介绍单细胞藻类，而只讨论狭义的微生物对象，如细菌、真菌和噬菌体。海洋细菌是海洋生态系统中的一个重要环节。

特征

与陆地相比，海洋环境具有高盐、高压、低温和营养稀释的特点。海洋微生物具有独特的特性，因为它们能长期适应复杂的海洋环境并存活下来。

作为分解者，它促进物质循环；它在海洋沉积成岩作用和海底油气形成过程中起着重要作用。少数化学自养细菌是深海生物群落的生产者。海洋细菌会破坏水力结构，其代谢物如氨和硫化氢也会在特定条件下毒害养殖环境，从而给养殖业造成经济损失。然而，海洋微生物的拮抗作用可以消除陆源致病菌，其巨大的分解潜力可以净化几乎所有种类的污染，还可能提供新的抗生素和其他生物资源。因此，随着研究技术的进步，海洋微生物越来越受到重视。

盐分

海洋微生物最常见的特征。真正海洋微生物的生长需要海水。海水富含各种无机盐和微量元素。钠是海洋微生物生长和代谢所必需的。此外，钾、镁、钙、磷、硫或其他微量元素也是一些海洋微生物生长所必需的。

加压

海洋中的静水压力随着水深而变化。每增加10米水深，静水压就会增加1个标准大气压。海洋最深处的静水压力可以超过1000个大气压。深海水域是一个巨大的生态系统。大约56%的海洋环境处于100 ~ 1100个大气压的压力下。亲水性是深海微生物的一个独特特征。来自浅海的微生物通常只能承受低压，而深海压力营养细菌具有在高压下生长的能力，并能在高压下维持其酶系统的稳定性。有必要通过高压培养箱保持特定的压力，以研究嗜压微生物的生理特性。由于研究方法的限制，很难获得严格依赖高压生存的深海压力营养细菌的纯培养菌株。从深海自动接种培养装置现场实验获得的微生物生理活性数据来看，深海海底各种有机物的微生物分解过程相当缓慢。

冷漠偏好

大约90%的海洋环境温度低于5℃，绝大多数海洋微生物的生长需要较低的温度，一般温度超过37℃才能停止生长或死亡。能在0℃生长或最适生长温度低于20℃的微生物称为嗜冷微生物。嗜冷细菌主要分布在极地、深海或高纬度地区。其细胞膜结构具有适应低温的特性。嗜冷细菌严格依赖低温生存，对热反应极其敏感，即使适中的温度也足以阻碍它们的生长和新陈代谢。

低营养

海水中的营养物质相对较少，一些海洋细菌需要在缺乏营养的培养基上生长。在一般的营养丰富的培养基上，一些细菌在第一次形成菌落后很快死亡，而另一些细菌根本不能形成菌落。在菌落形成的过程中，这些海洋细菌由于自身代谢物的过度积累而中毒死亡。这一现象表明，传统的平板法并不是分离海洋微生物的最理想方法。

趋化性和附着生长

虽然海水中的营养物质很少，但海洋环境中各种不同性质的固体表面或界面会吸附和积累丰富的营养物质。大多数海洋细菌都有移动的能力。它们中的一些还具有沿着某些化合物的浓度梯度移动的能力，这被称为趋化性。一些生长在海洋植物表面的细菌被称为附生细菌。海洋微生物附着在海洋中的生物和非生物固体表面，形成薄膜，为其他生物的附着创造条件，从而形成特定的附着生物群。

多态性

当在显微镜下观察细菌形态时，有时在同一细菌菌株的纯培养物中可以同时观察到多种形态，例如球形椭圆形、不同大小和长度的杆状细胞或具有各种不规则形态的细胞。这种多态现象在海洋革兰氏阴性杆菌中尤其常见。这一特征似乎是微生物长期适应复杂海洋环境的产物。

发冷光

只有少数种类的海洋细菌表现出发光特性。发光细菌通常从海水或鱼产品中分离出来。发光细菌对物理和化学因素很敏感，所以有些人试图用发光细菌作为指示细菌来检测水污染。

分布

海洋细菌分布广泛、数量丰富，在海洋生态系统中发挥着特殊的作用。细菌在海洋中的分布如下:近岸海域细菌密度高于海洋，尤其是内湾和河口；表层水与底泥界面的细菌密度高于深层水，底泥中的细菌密度高于海水。不同类型沉积物的细菌密度差异很大，一般土壤中的细菌密度比沙子高。海洋海水中的细菌密度相对较小，有时每毫升海水中无法分离出一个菌落。因此，必须采用膜过滤法:用孔径为0.2微米的滤膜过滤一定体积的海水样品，使样品中的细菌聚集在滤膜上，然后采用直接显微计数法或培养法进行计数。海水中的细菌密度通常是每40毫升几十个。在海洋调查中，经常发现某一水层中的细菌数量急剧增加。这种微区分布现象主要决定了海水中有机物的分布。一般来说，赤潮之后通常是细菌生长的高峰期。有些人试图利用微生物的分布来指示不同水团或温跃层界面上有机物积累的特征，然后分析水团的来源或转移规律。

海水中酵母的密度为每升5 ~ 10个。每升近岸海水高达数百到数千。海洋酵母主要分布在新鲜或腐烂的海洋动物和植物上。海洋中的大多数酵母来自陆地，只有少数种类被认为是海洋物种。酵母在海洋中的分布仅次于海洋细菌。

革兰阴性杆菌是海水中的主要细菌，常见的有假单胞菌等10余属。相反，革兰氏阳性细菌大多在海底沉积物中发现。芽孢杆菌是大陆架沉积土壤中最常见的一个属。

海洋真菌主要分布在沿海水域的各种基质上，可分为寄生动物和植物、附着藻类以及生活在木材或其他海洋基质上的种类。有些真菌是热带红树林的特殊植物群。一些藻类和真菌之间存在着密切的营养供需关系，这种关系称为藻菌半共生关系。

影响

在海洋环境中。海洋可以被称为世界上最大的恒化器。它可以承受巨大的冲击(如污染)，同时仍然保持活力和生产力。微生物是不可缺少的活性因子。自从人类开发和利用海洋以来，竞争性的捕鱼和航海活动、大型工业兴起造成的污染以及海洋农场的无限制扩张严重破坏了海洋生态系统的动态平衡。海洋微生物以其灵敏的适应性和快速的繁殖速度，在变化了的新环境中迅速形成异常的环境微生物区系，积极参与氧化还原活动，调节和促进新的动态平衡的形成和发展。就暂时或部分影响而言，其活动的结果可能有利也有弊，但就长期或整体影响而言，微生物活动始终是海洋生态系统发展中最活跃的环节。

海洋中的大多数微生物是分解者，但其中一些是生产者，因此它们具有双重重要性。事实上，微生物参与了海洋物质分解和转化的整个过程。海洋中分解有机物的代表性菌群有:分解有机氮化合物的微生物，包括明胶、鱼蛋白、蛋白胨、多肽、氨基酸、含硫蛋白、尿素等。碳水化合物主要由微生物使用，如各种糖、淀粉、纤维素、琼脂、藻酸、几丁质、木质素等。此外，还有降解碳氢化合物和使用芳香族化合物如苯酚的微生物。海洋微生物分解有机物的最终产物，如氨、硝酸盐、磷酸盐和二氧化碳，直接或间接为海洋植物提供主要营养。微生物在海洋无机营养物质的再生中起着决定性的作用。一些海洋自养细菌可以通过氨、亚硝酸盐、甲烷、分子氢和硫化氢的氧化过程获得能量来繁殖。在深海温泉的特殊生态系统中，一些硫细菌是利用硫化氢作为能量增殖的生产者。其他海洋细菌有光合作用的能力。无论是异养微生物还是自养微生物，它们自身的增殖为海洋原生动物、浮游动物和底栖生物提供了直接的营养来源。这有利于食物链的初级或高级生物生产。在深海底部，硫细菌实际上承担了整个初级生产。

海洋动物和植物的表面或动物的消化道中经常形成特定的微生物群落。弧菌和其他细菌在海洋动物的消化道中很常见。甲壳质分解微生物通常是食肉海洋动物消化道中微生物群落的成员。使用各种多糖的一些真菌、酵母和细菌通常是一些海藻体上的优势菌群。微生物代谢的中间产物，如抗生素、维生素、氨基酸或毒素，是促进或限制某些海洋生物生存和生长的因素。一些浮游生物和微生物之间有着相互依存的营养关系。例如，细菌为浮游植物提供维生素和其他营养，浮游植物分泌乙醇酸和其他物质作为一些细菌的能量和碳源。

由于海洋微生物的多变性，它们可以参与各种海洋污染物或毒物的降解，有利于海水的自净和海洋生态系统的稳定。