本站原创海洋生物是在同一个盐水介质中出生、生活、呼吸、取食、排泄、运动、生长、交配、生殖和死亡的.因此,海洋生物间以及海洋生物与海洋的种种理化过程之间,具有从最简单的强制作用到许多微妙的相互作用.
陆生或海生植物用无机物精心制成基础有机物,在随后的许多错综复杂的步骤中,其他生物再把这些物质归还到无机贮存库中.
一些有机物质是由河流带到海中的,另一些是在浅水中由固着植物制造的.然而,构成海洋生物并维持其生活的90％以上的基础有机物质,是由很多种类的浮游植物在海洋表面有光照的水层中合成的.在这些阳光照耀的水中牧场中,有吃植物为生的浮游动物(浮游生活的小动物)和一些小型鱼类.这些动物又依次被各种食肉性动物所捕食.这些食肉性动物有大有小,而且也有它们自己的捕食者.
表面水层所产生的碎屑下沉到光照微弱的或无光的海洋中段的一些水层,即“黄昏状态”的海洋中层带和“状态”的半深海带,供这里的奇异的居住者作为一个食物来源.这一过程使表面水层失去一些食物,特别是一些重要的植物营养盐或肥料.它们陷入到表面水层以下,不再能为植物所利用.食物和营养盐也通过垂直移动的动物从表面带下去.
这些碎屑“雨”的残余一直延续到海底,供养那些居住在底面上的,底部的和钻人底泥内的动物.在这里,滤食性动物和掘穴动物(食底泥的),以及细菌,把这些剩下来的耐溶的颗粒再进行加工.比较活动的动物也可以找到中层水中的动物、偶尔沉下的尸体或其他较大的碎片,饱餐一顿.一般深海中的氧是丰富的,更有利于支持较稠密的动物群.
在较浅水域(如浅滩、环礁、大陆架和浅海)的条件下,能发展丰富的种群.这样的一些区域约占全部海洋面积的7％.几乎全部海洋生物都依赖于微型植物和近于微型的食植动物和食肉动物来维持.在海洋食物链中,我们看到许多适应现象来应付这样的解释：小型食植动物的眼,巧妙设计的滤器,用于发现食物密集区域的机制和行为,复杂的搜索装置.在海底,还有利用流动的水来帮助进行过滤工作的器官.
在几十米到近百米的海洋表面水层中,阳光充足,生活着大量浮游植物种群.它们中有单细胞的藻类和复杂的硅藻、鞭毛藻.它们的生存密度往往受到所获取的营养的限制.营养过剩就会发生“赤潮”一类的生态灾害.
为什么海洋中没有漂浮生活的“树”我们可以很容易地计算出,这样的树,能有什么样的有利之处.它的树冠在有光照的近表面水层,树干和根延伸到混合水层以下的营养物质丰富的水中.对这一基本问题的回答可以有好几种.植物在远洋区域的演化有利于小型,而不倾向于大型.因为这些植物生活所在的混合层是颇为均匀的；因此,植物细胞稍稍扩张,并不能有助于跨人较好的肥源来满足它的一些需要.
海洋中的大规模环流不断地把漂浮生活的植物冲出它们最适应的区域.必须有一些个体被带回来更新这些种群.对于单细胞植物来说,完成这一必要的返回比大植物容易一些,甚至比任何平常的孢子、种子或幼小个体容易.小型植物都能被大洋环流所携带,或被表面涡流和周期性逆流所散布.而且,单细胞植物还能够乘坐水下的逆流,暂时地摄食食物颗粒,或以溶解有机物质为营养.例如,活的海洋植物细胞在暴风产生的飞泡中.在鸟的羽毛上,以及在饱食的鱼和鸟的未消化的食物中被携带.
没有一种大型植物能解决这样的许多扩散和繁殖问题.海洋中没有漂浮生活的树.开阔海面只能维持小型生物组成的原始食物网.而较大的植物只能固着在浅海底生活(浅海底占海洋面积的2％左右).在像马尾藻海那样少数的特殊的深海区,也可以见到较大型的植物.它们使漂移的沿岸植物聚集到一起,已经处于不能繁殖的生命末期了.
全部的浮游植物最后都自表面水层往下沉落.通过有机物质、植物细胞、蜕皮、动物躯体、粪粒等等的损失,营养物质和食物不断地从表面水层中减少,所损失的那些物质通过细菌和其他生物的活动而在各个深度释放出它们所含的化学营养物质.浮游动物周期性的向下移动又把它们吃掉不少.
摄食浮游植物的浮游动物是多种多样的一群小动物,在食物网中承担着几个阶层的任务.它们是食植动物、食肉动物和食碎屑动物.在浮游动物的主要成员中有具外骨骼的节肢动物,也就是昆虫、虾和蟹所共同隶属的一个极为庞大的类群.
浮游的节肢动物包括数量众多的槐足类,在一定意义上来说,就是海洋中与昆虫相当的成分.足类在海洋中有一万种以上,不仅相当于陆地上食植性的、食肉性的和食碎屑的种类,而且相当于外寄生的或甚至内寄生的昆虫种类！这些种类中有两三千种是生活在外海的.另一些重要的节肢动物是形状像虾的虾类,它们是浮游动物中最强的垂直移动种类.在高纬度,须鲸类主要就吃它们.浮游动物还包括奇异的具纲毛颚的毛颚动物,或箭虫.这种食肉动物的起源和亲缘关系目前都不清楚.毛颚动物分布很广,数量众多,但种类的数目却意外地少,也许不到50种.许多形态的幼虫、蠕虫、水母、栉水母,腹足类、翼足类和异足类(一级其他浮游软体动物)、海樽、五色素的鞭毛虫和许多其他种类也都是浮游动物中的重要组成成分,它们都有各自的复杂而奇妙的行为和形状.
较大型的浮游动物主要是一些食肉动物.大型的动物如鲸类往往取食较大的植物细胞.大部分的食物供应是处于非常小的颗粒形式,如微型浮游生物,而这些食物看来几乎只有微型的动物才能加以利用.在很多微小的动物中发展了视觉使它能有选择地捕食.它们有各种各样的网、纲毛、耙、梳、纤毛和其他机构,而且往往还是有黏性的.粘性使其能捕捉到比过滤结构上的间隙还要细小的食物.
浮游动物有许多的谜.例如,浮游植物高度的密集常常与浮游动物低数量种群相联系着.这些情况可能是由于浮游植物的快速增长,而浮游动物还没有侵入取食.
较大型的浮游动物和小鱼在表面水层密集的程度在夜间比白天高.因为有一群游泳力强的成员们一部分时间在表层,一部分时间在中层度过.这一行为也许主要地是一种策略,可以兼得着两个世界的最大优点：可以获取在表面水层中较丰富的食物,又可以保持处于黑暗中而减少被捕食的死亡率.就像胆小的兔子在晚上从丛林中出来到空地上吃草,尽管这时也有狐狸和雪貂.许多较小型的浮游动物也每天进行一定程度的垂直移动.
海洋生物链条中稍微大一点的是小型鱼类和乌贼.然后是各种较大型食肉动物.在这个毫无隐蔽场所的海洋中,或者有强有力的静态防御,如像水母和僧帽水母的刺细胞,或者增大个体的体格、机敏、快速和力量,这些是在每一个水层中生存的必要条件.流线型的体型在这里得到了高度的发展.在热带水域中甚至小鱼也是这样.因为较温暖水的低黏性使高度流线型的小鱼能逃避流线型不完善的捕食者.在寒冷的、黏性大的北极水域或深层水中,这一个作用只见于两倍于热带鱼大小的鱼类中.
海洋水层区域包含一些最大型的和最完善的动物：结构优美的金鱼；捕食飞鱼的多色蜞鳅；能彼此对话的海豚；浅层和深层摄食的剑鱼和齿鲸,以及所有食肉动物中最大型的种类,须鲸和某些食浮游生物的鲨.它们的食物是整群的&# 8220;鲸食”或小鱼.海豹和海狮远远进人到近表层区域里摄食.与这些强大的捕食者合作,大型食肉性鲨等待着受伤的被捕食者.海洋鸟类消费数量惊人的海洋食物,在追逐食物时可以潜水、破水而人、在水面上撇取和吞食.有一些海鸟已经适应于连续地在大洋上生活.在水层中生活的动物已经发展出先进的声呐、定位和回归性用的器官和高度灵敏的嗅觉.海洋中这些较大的动物,通常都形成各种大小的集群移动.这样的集群,除了是为满足交配的需要以外,在防御和猎食策略上也是有利的,很像是第二次世界大战期间的运输船护航队和德国的潜水艇“狼群”小队.防御性和猎捕性的集合常常是复杂的.不同种类的一些小鱼常一道结群.各种捕食者也形成松散的合作性的集群,而很多种海鸟几乎完全依赖水下的捕食者把被捕食者驱赶到表面上来.
在夜晚,捕食者和被捕食者的集群被浮游生物的发光现象照耀得非常壮观.海洋微生物广泛存在发光现象,其原因至今仍不清楚.渔民早就知道利用这种现象来捕鱼.现代的灯光围网捕捞技术就是其中的一种.
有机物质颗粒降落到光线微弱的中层水中,这里有稀少的鱼类和无脊椎动物种群.在海洋中层和半深海,可以见到地球上最稀奇古怪的动物.这些动物中包括高度发达和强有力的入侵捕食者,居于食物链顶峰的齿鲸和箭鱼,居住于半深海水层的乌贼、章鱼、磷虾、灯笼鱼、囊咽鱼.
在海洋中层水中尚有少许日光透入,鱼类往往有像表层鱼那样的对比色调.它们身体上面颜色较深,下面较浅.这一弱光区域中的很多动物每天垂直移动,傍晚游到较上层水中,就像蝙蝠在傍晚从洞穴中飞出来一样.在较深水层,一般栖息者往往是深色的.它们往往适应于一些特殊的摄食方法.常见到利用发光的诱饵或模拟的饵料吸引被捕食者,或具有可扩张的颌和可膨胀的腹部.不过,这里主要地还是一个“小人国”的各种怪物的领域,它们长度不超过15厘米.较大的鱼类,肌肉大大减退,结构虚弱.
有许多近表层的生物是能发光的.但是在半深海水中,生物发光达到惊人的极致.半深海水中至少有2／3的种群能发光.如果我们人类原来是生活于海洋中的,我们也许会对陆上环境中几平完全没有生物光的现象感到惊奇,在陆地上只有萤火虫、萤光虫和发光细菌等少数稀有的例子.生物发光对于较高等的动物是有价值的,半深海水中的那些动物就曾高度发展出一些发光器官和结构.在许多情况下,这些器官有明显的作用.某些鱼类、乌贼和虾有探照灯,具有几乎像眼睛一样复杂的发射器、透镜和光圈.另一些动物有按复杂图案分布的小光点,借以识别同类、控制结群乃至模拟小群的发光浮游生物.强烈的闪光可以迷惑捕食者.某些乌贼和虾则更直接些,它们分泌发光云来掩护它们逃逸.在某些鱼类身上,发光器官的排列正好能消除它们来自上面的弱光中所显示的影像.发光诱饵也很发达.发光还被用于寻找配偶.
有意思的是：半深海动物最密集的种群,恰恰是位于最密集的表层种群的下方.一般讲,半深海种群是稀疏的.但世界上半深海域水体庞大,因此它们的总量也很可观.有一种脆弱的、很小的毛颚鱼类,也许是世界上数量最大的鱼类,达到巨大的总生物量.已知有2000种左右的鱼类和大致一般多的较大型无脊椎动物居住在半深海水层中．但是其中只有很少几种分布广泛.
关于深海底部的动物我们知之甚少.但水下摄影证明它们是存在的.有机物碎屑,死去的鲸、鲨、大型鱼类深入海底,吸引来一些底栖鱼类.
深海水中的压力似乎对那里的动物生活影响不大.与压力相联系着的低温、黑暗、食物稀少等条件才是生存的限制.因此,高纬度的某些鱼类(当然,它们是适应于又冷又暗的水域的)可以远远扩张到较南纬度的深冷水团中去.在美国加利福尼亚外海400～2000米水深处,设饵的照相机曾发现几种仅在很北方近表层水中能见到的鱼,数量庞大.这些鱼类中包括有巨大的北极鲨鱼、银鳕和其他鱼类.看来许多曾经被称作为北极种的鱼类实际上是海洋黑暗的冷水团的鱼类,它们只在北极“露头”,那里的表面是冷水.
在水环境中,大多数动物必须借自己的能量来运动寻找食物,消费它们自己的食物贮备进行游移.然而在底部,各个深度都有颇大的水流,动物可以等待它们的食物通过.对于那些滤食动物来说,水流有极重大的意义了.只有在这里的海底界面上,大型生物也生长.居住在这里的蛤、蚶、贝、管栖蠕虫、藤壶以及大批其他种动物发展出一系列极其有效的过滤机制.它们完成了海洋中极不平凡的成就,它们仅靠滤食微型食物就发育了很大的体积.
海洋满足于大量的小型生物种群.从人类的观点来看,浅海底部是人类食用的较大型动物的非常有效的生产基地.人类毫不客气地利用了这一生物资源.
人类希望为自己创造一个理想的环境.海洋环境却是海洋动物为自己所创造的：珊瑚岛和珊瑚礁.在这些巧妙的、生态的结构中,互相间的适应达到了顶点.
在古代火山缓慢下沉的基础上,珊瑚礁上的动物坚立起有史以来最大的有机物结构.甚至最小的一个环礁也远远胜过人类最伟大的建筑功绩,而一个大型的环礁结构,在实际重量上接近于全部现存的人类建筑物的总和.
珊瑚礁是活的纪念碑,标志一个极其错综复杂又互相平衡的群落,包括鱼类,无脊椎动物和植物.每一个珊瑚礁结构的作用就像单独一个巨大的、孤立的、复杂的生态系统.从表层流中搜取随流传播的食物使整个群落富足起来.大型的无脊椎动物和鱼类直接摄食这些植物.许多重要的造礁动物,珊瑚、巨大的砗磲和一些其他动物,不仅摄食一些单细胞绿色植物,而且把它们的密集种群隐匿在它们自己的组织中.这些植物光合作用产生的食物在动物体内可以直接被利用：植物则依赖动物体液内的废物,它们浸于体液中并从中得到基本营养物质.
广泛的海洋生物学知识带来的利益是无穷的.人类的美学、冒险、娱乐和各种实际需要都可以得到丰富的回报.学会突破和了解一个复杂的、有庞大的生物学、物理学和化学性质的海洋体系,能更好地了解复杂的人类以及人与地球的相互关系,并且明智地开发巨大的海洋.