5 海洋生物
5 海洋生物
第5章 海洋生物學 林雨莊編譯
科學家發現了至少350萬年前的簡單單細胞生物化石。這意味著地球上至少已有四分之三的生命存在。
生物學家們爭論什麼能準確地區分生物與非生物。但是，大多數人都同意，任何有抱負的生物都應具有幾個特徵。第一個是細胞結構。最簡單的生物只是生物的單一斑點-細胞-具有邊界層，膜，該膜將細胞與外界隔離開來。最複雜的生物(無論是藍鯨，人類還是紅木樹)都包含數十億個細胞。
生命有機體的其他特徵是所有人都能生長和繁殖。所有生物還具有富含碳元素的身體。這是組成生物體的複雜化學物質的主要成分，特別是碳水化合物(糖和澱粉)，脂肪和蛋白質。有些生物是由簡單的物質製造這些物質的，例如大多數植物和某些細菌。許多人通過食用它們而從其他生物中獲取它們(就像動物一樣)。無論哪種方式，整個過程都稱為營養。生物在呼吸過程中分解一些複雜的化學物質，以增強生命過程。在此過程中，它們會產生必須清除(排泄)的廢物。生物對環境變化也很敏感(它們很敏感)，並且它們的身體部位在運動。最後，在大多數生物中，化學脫氧核糖核酸(DNA)為控制細胞的日常功能提供了指導藍圖。它還提供了一組指令，以製造新細胞，實際上是製造新生物(後代)。
尚不知道地球上的第一批生物是來自與微生物(微觀生物)“播種”地球的隕石或彗星，還是這些生物是否從地球上的非生物物質進化而來。但是，一旦在地球上建立了有機體，它們就會進化。
進化是許多代以來人口特徵變化的自然過程。這些變化通過基因傳遞，並從一個世代到下一個世代積累起來，以至於它們可以產生新物種。這樣，今天地球上的所有物種都被認為是從先前存在的物種演化而來的。
一個物種是可以雜交產生自己可以雜交的後代的生物種群。例如，粉紅鮭魚(Oncorhynchus gorbuscha )和大眼鮭(Oncorhynchus nerka )是北太平洋的密切相關魚類。在自然界中，它們不雜交。
1858年，博物學家查爾斯·達爾文(Charles Darwin，1809–82年)和阿爾弗雷德·羅素·華萊士(Alfred Russell Wallace，1823–1913年)在倫敦林奈學會(Linnaean Society)的一次會議上提出了令人信服的論證。次年，達爾文在《論自然選擇的物種起源》一書中發表了關於進化的開創性論點。進化的事實及其可能的機制，即自然選擇，已為當今幾乎所有生物學家所接受。
自然選擇的過程可以這樣解釋。在一個物種的種群中，某些個體在管理環境需求方面比其他個體更好。他們可能更擅長獲取食物，更成功地避免掠食者，或者對潛在伴侶更具吸引力。這些個體比某些特徵較差的個體更有可能生存，交配和離開後代。如果能夠通過遺傳物質(DNA)傳遞給後代，則存活率更高的個體的特徵很可能會世代相傳。這樣，種群就適應了其環境並通過成員的自然選擇而進化。如果有足夠的時間，這一過程可能導致形成相同物種的種群，而這些物種現在已經彼此生殖隔離。如果將這些群體聚集在一起，他們將不再雜交。它們已經進化到現在它們是單獨的物種。
目前，支持進化和自然選擇的證據不勝枚舉。從發現岩石的年代和化石的發展到當今生物的遺傳構成以及物種之間的相似性和差異，許多證據表明，結論是複雜的生物已經從簡單的生物進化而來。
直到最近，關於地球最早生物的棲息地的大多數想法還是集中在古代海洋邊緣的潮汐池上。生物學家們懷疑地球最早的生物起源於海洋，而不是陸地或淡水，有幾個充分的理由。
首先，最早的化石是在海洋沉積物中發現的。這些化石微生物類似於藍細菌(藍綠色藻類)，如今已在稱為疊層石的柱狀岩石結構中發現。如今，疊層石生長在西澳大利亞偏遠地區以及世界上其他一些地方的淺海水中。
第二，生物主要是水。陸地上經常缺乏水，但在湖泊和河流，當然還有海洋中，水是豐富的。活生物體的體液中化學物質的濃度比淡水更接近海水，表明是海水的起源。
第三，在地球的大部分歷史上，陸地條件都不利於生命。早期地球的大氣層中沒有氧氣，後來氧氣屏蔽了地球免受太陽的有害紫外線(UV)的侵害。高劑量的紫外線輻射會引起突變(細胞的遺傳變化)，其中一些會導致癌症。但是，幾碼深的水足以過濾掉大部分紫外線，而生活在該深度以下的生物可能免受其最大的破壞。僅在最近的5億至6億年內，富氧大氣層才阻擋了足夠的紫外線輻射，從而使生物能夠在土地上定居。
總而言之，海洋(或其邊緣)是最早生命的有希望的環境。但是，最近20年的發現提示了其他可能性。簡單的細菌形式稱為古細菌，例如今天在深海熱液噴口附近以及陸地上的硫磺泉中發現的細菌，可能類似於最早的細菌。而且，在陸地表面下方超過一公里的地方發現了“吃石頭的”細菌。這些極端環境是早期生活環境的競爭者。然而，毫無疑問，在地球的大部分歷史中，絕大多數生命形式都是在海洋中進化的。
圖5-1 地球生命的演進，隨著地球表面的物理和化學條件發生了數百萬年的變化，可以進化出新的生物體以利用變化的條件。
地球上最早的生物可能是古細菌(archaebacte -ria)(古希臘語中的“ archae” ，意為“古代”)。這樣的細菌本來可以沒有氧氣地生活，並且可以通過化學轉化簡單的物質(例如甲烷和硫化氫)來獲取能量。這個過程稱為化學合成，釋放出能量，生物體可以利用該能量來構建富含碳的複雜物質，從而構造身體的各個部位。隨著生物消耗甲烷和硫化氫並釋放其他氣體(例如二氧化碳)，它們開始改變環境。例如，大氣中的氣體混合物逐漸變化。
在近30億年的時間裡，地球上所有的生物都是微觀的。然而，在這段漫長的時間裡，重大的變化正在進行中。到大約25億年前，一些細菌通過稱為光合作用的過程捕獲陽光來獲取能量，該過程是化學合成的替代方法。不久，光合作用細菌開始蓬勃發展。光合作用產生氧作為副產物。起初，岩石和水中的化學物質與這種“浪費”的氧氣發生反應並去除了氧氣，但最終大氣中的氧氣含量開始上升。
到12億年前，化石記錄揭示了存在更複雜類型的細胞，即真核細胞; 生物體本身被稱為真核生物。具有簡單結構的細菌細胞稱為原核細胞或原核生物。當某些細菌在其他細菌內部存活時，可能會出現真核細胞，並且兩者相互依賴。這種關係稱為共生關係，是一種共生關係。
真核細胞與細菌細胞的不同之處在於具有膜結合結構(細胞器)和包含細胞DNA的細胞核。這些細胞器中的兩個，即線粒體(使用氧氣進行呼吸)和葉綠體(用於光合作用)，在結構上相似並且具有與細菌相當的DNA。這種相似性表明這些細胞器是從共生細菌進化而來的。
到8.5億年前，一些複雜細胞的生物不再是單細胞的。它們作為細胞的簇聚集在一起-第一個多細胞(多細胞)生物。到6億年前，大氣中的氧氣水平已達到當今水平的1％。大約在這個時候，古老的稱為羅迪尼亞的超大陸開始分裂。淺海圍繞其斷層邊緣形成，為支撐各種海洋生物創造了理想條件。現在已經為生活的進化性爆炸奠定了基礎。那些可以利用氧氣進行呼吸(有氧呼吸)的生物可以快速獲取能量，這使更大，運動速度更快的生物得以進化。到6億年前，出現了類似水母的軟體動物。到5.5億年前，我們今天所知道的所有主要動物群(門)的成員都在進化。它們似乎都起源於海洋。
海洋生物的多樣性和分佈
如今，世界海洋既是有史以來最大的動物180公噸重藍鯨的家園，也是地球上最小的生物的家園。藍藻(藍綠藻)位於地表水域，其數百個較小的成員可以舒適地坐在針尖上。
海洋科學家估計，海洋中至少有200萬種微生物，植物和動物。一些科學家認為這個數字是原來的數倍。截至目前，他們只識別了其中的30萬。
科學家們比較了對海洋的採樣與將一頭蝶網穿過森林的葉冠的過程。他們所捕獲的只是對那裡實際生活的一小部分選擇性樣本，這給人以森林生活的錯誤印象。海洋也是如此。
直到十年左右，海洋生物學家們才確信陸地上的物種比海洋中的物種更多。現在他們不太確定了。在1990年代，當一些海洋科學家採取北大西洋深海海床的沉積物樣本時，他們發現每個樣本中都有一種新的動物。當考慮到沉積物和珊瑚礁中的小生物數量時，海洋物種的數量可能會超過陸地上的物種。
海洋生物並非均勻地分佈在整個海洋中，而是遠離海洋。在大陸架(大陸棚)上方的淺水區和沿海地區，生命通常很豐富。在開闊的海洋中，水體頂部約200公尺內有足夠的生物，足夠的陽光穿透深度來促進光合作用。生命也集中在海床之上和附近以及下面的沉積層中。在地表水和海床之間，垂直範圍達到幾公里，水體人口稀少。
即使在海洋生物最豐富的地方，其分佈也是零散的。在整個地表水域中，“活生生的熱點”包括上升流區域，涼爽，營養豐富的水上升到地表，促使浮游植物和食用浮游生物或吃其他生物的海洋生物生長。在深海海床中，生活的綠洲在數百公里的相對沙漠中的熱液噴口周圍蓬勃發展。
科學家根據海洋生物的居住地將其分為兩大類。浮游生物在水體中游泳或漂浮。底棲生物也生活在海底或沉積物中，也稱為benthos(底棲生物)。
在浮游生物中，那些堅強的游泳者並能在海流中取得進展的生物被稱為nekton(來自希臘語的nektos游泳)。它們包括魷魚，魚類和海洋哺乳動物。隨洋流漂移，幾乎不游動或根本不游動的浮游生物被稱為浮游生物(來自希臘語-遊蕩)。它們的大小不一，從微觀細菌到大型水母和長達數公尺的漂浮海藻。那些作為植物的浮游生物被稱為浮游植物，而作為動物的浮游生物被稱為浮游動物。
儘管浮游生物以多種形狀和大小存在，但大多數都很小，不到6mm。如果生物體需要避免下沉到地表水中，那麼小是有好處的。小尺寸和復雜形狀(通常帶有刺狀的突起物)相對於其體積或質量增加了植物的表面積。這增加了它與周圍水的摩擦力，使其下沉的可能性降低。其中一些浮游動物，海樽(salps)和梳狀水母將重離子(帶電的原子和分子)泵出體內，同時保持較輕的離子。這降低了它們的密度，因此它們漂浮得更好。一些浮游植物和浮游動物包含油滴或氣體空間，它們會增加浮力。通過改變它們的化學平衡並改變其浮力，浮游動物在24小時內的垂直遷移中會在水體中上升和下降。
所有生物都需要食物。大多數植物通過在光合作用過程中捕獲陽光來製造自己的植物。大多數動物通過食用微生物，植物或其他動物來獲得它們的營養。無論如何，動物食用的食物最初都是由植物或化學合成或光合微生物製成的。
在開闊的海洋中，浮游植物就像陸地上的植物一樣，通過捕獲陽光並將水和二氧化碳與其他簡單物質結合在一起來製造食物，從而製造碳水化合物(糖和澱粉)，脂肪和蛋白質(細胞的化學組成部分)。植物還可以在呼吸過程中分解碳水化合物和脂肪，從而釋放能量，以促進生命活動，例如細胞生長和細胞分裂。動物也需要這些複雜的物質。他們無法從頭開始製造它們，因此他們可以通過食用從其他生物中獲取它們。它們消化(分解)食物成分(碳水化合物，脂肪，蛋白質等)，並以新的方式重新組裝這些成分，以製造身體的各個部分，或通過吸收它們的能量來為運動和其他生活過程提供能量。
漂浮在海洋表層水域中的所有微小浮游植物總計重達數十億噸，相當於約10億頭非洲象。當它們進行光合作用時，海洋浮游植物釋放的氧氣量與陸地上所有植物的釋放量相同。
在過去的30年中，海洋科學家改變了對公海表層水域攝食關係的本質的看法。在此之前，他們認為餵養關係相當簡單，浮游植物在做食物，浮游動物和大型海洋生物在一系列階段中消費食物，一隻動物在吃另一隻動物。他們在稱為食物鍊和食物網的簡單圖表中總結了這些關係。隨著生物學家認識到許多海洋生物，尤其是各種形式的細菌，已經從其網中溜走了，這種簡單的觀點被修改了。
大多數細菌很小-小於2微米(1mm的2000分之1)。此微小尺寸很容易小到足以通過常規採樣網。科學家使用具有微小孔徑的精細過濾器從海水中提取細菌。然後，他們可以在特殊的文化中生長細菌，並研究如何處理化學物質，從而確定它們在食物鍊和食物網中所起的作用。
藍細菌(藍綠藻Cyanobacteria)和其他一些細菌可以光合作用；他們捕獲陽光來做飯。微小的光合作用細菌原綠藻與藍細菌一起構成了海洋某些部分光合作用的80％。藍細菌比其他光合生物有一個優勢：它們可以捕獲和使用氮氣，氮氣是空氣中的主要氣體。這是他們氮元素的來源(N)。他們需要製造蛋白質，DNA和其他重要的複雜化學物質。其他光合生物需要以營養物質的形式吸收氮，例如硝酸鹽，這可能是稀缺的。地表水中溶解的氮氣幾乎總是豐富的。
一些海洋細菌以從浮游植物中洩漏出來的有機物質為食，否則它們以較大的浮游生物的屍體為食。無論哪種方式，它們都在海洋化學物質的回收中扮演著重要的角色，而科學家在傳統食物鍊和食物網中被遺忘了。
浮游植物的一個極端包括光合細菌和藍細菌，而另一個極端則包括浮游海藻，例如Sargassum 雜草。但是大多數海洋科學家在想到浮游植物時，都會想到可以光合作用的原生生物(具有復雜細胞結構的單細胞生物)。許多人雕刻精美的骨架具有幾何形狀：球形，螺旋形，盒子形和圓柱形。其中最大的是矽藻和鞭毛藻。
矽藻的外部骨架由兩部分組成，因此得名。骨架由二氧化矽製成，二氧化矽也是沙子和玻璃中的主要成分。矽藻的盒狀結構稱為測試(微觀殼)，並在其上打孔，以允許化學藥品進出。該測試的形狀從老式藥盒到有刺的球形或管狀，視種類而定。夏末，矽藻繁殖，成為大多數溫帶和極地水域中最常見的大型浮游植物。
多數鞭毛蟲小於矽藻。他們也有一些類似動物的特徵，比如兩個鞭毛(毛狀STRUC-功能)，他們用它來排水。在熱帶和亞熱帶水域中，狄諾弗拉膠凝鹽代替矽藻，是數量最多的大型浮游植物。
鈣板金藻(Coccolithophore)是覆蓋白堊板微小的浮游植物，因此他們的名字(球菌的“漿果”，LITHOS 為“石”和phorid 為“攜帶”)。在極地水域以外的開闊海洋中，常見的有鱗球菌科。當它們死亡時，它們的碳酸鈣骨架沉積在海底，最終，在數百萬年的時間裡，這種“降雪”可能會壓縮形成數十碼厚的白堊沉積物。
浮游植物在營養和日光充足的地表水中繁盛，大多數海洋食物鏈都依賴浮游植物作為主要生產者。
圖5-2 在高放大倍數下選擇的南大西洋矽藻，浮游植物類型
只有用顯微鏡才能看到最小的浮游動物。這些微型形式包括像動物一樣的原生生物，例如有孔蟲(有碳酸鈣骨架)和放魟魚蟲(有精緻的二氧化矽骨架)。兩種類型的生物都通過將粘性突起延伸穿過裝甲的孔來捕獲細菌和浮游植物的食物供應。
在大型浮游動物中，兩種甲殼類動物(蝦類、橈足類和其較大的磷蝦)最為豐富。它們在一起可能是地球上最豐富的動物，甚至超過陸地上的單個昆蟲。
不同種類的橈足類以不同的食物為目標，採用不同的攝食策略。例如，一些巨莢有特別多毛的四肢，可以將浮游植物和較小的浮游動物掃向嘴巴。另一些人用刺傷的腿和口器捕捉和食用中型浮游動物。大多數橈足類動物都有長長的觸角，它們既能用化學方法“感測”水，也能探測水中的干擾。觸角幫助它們找到食物，並警告前進的捕食者。
許多較大的浮游動物是半透明的，包括箭蟲、海樽salpa、梳狀水母和普通水母。這可能會偽裝成偽裝，使它們難以抵禦流經地表水的陽光從下方發現。
毒箭蠕蟲看起來像羽毛的飛鏢，手持緊握著嘴巴的刺，用來刺傷毫無戒心的獵物。普通水母和梳狀水母使用觸手武裝著刺細胞來捕獲獵物。幾十隻細麻痺的毒箭會刺穿觸手的任何小動物。一旦受害者被固定，捕食者的觸角將其拉到嘴裡。
桶狀的海樽salpa(板狀被囊動物)和蝌蚪狀幼蟲用果凍網過濾海水中的小浮游生物和可食用的碎片來取食。尾海鞘(Lar-vaceans)的命名是因為它們與海中的蝌蚪狀幼體（發育前期）相似。儘管外表原始，幼蟲和鮭魚在生命週期的某個階段有一個叫做脊索的增强杆。這一特徵，除其他外，表明它們屬於一組脊索動物，與脊椎動物（有脊骨的動物）有著非常密切的關係。
到目前為止，浮游動物所描述的一生都在浮游生物社區中度過。生物學家把它們歸類為全息浮游生物。但是，在一年中的某些時候，特別是在沿海水域，地表水域充滿浮游生物，而浮游生物是生活在底部的生物的幼蟲。這些是臨時性的浮游生物或浮游生物(來自希臘語mero 的“一部分”)。來自海岸或海床的熟悉的生物-藤壺、蛤、螃蟹、龍蝦、海星和比目魚-的幼蟲在浮游生物之間漂移，與它們成年的成年人幾乎沒有相似之處。對於生活在水底的動物，生命週期中的浮游生物會分散後代，因此它們可以在距父母一定距離的新棲息地定居。
浮游動物是浮游植物與地表水較大的海洋生物之間至關重要的食物聯繫。中小型浮游動物吃浮游植物，而大型浮游動物則將其消耗掉。一些魚類，烏賊，海鳥和大多數鯨魚(海洋中最大的生物)會消耗浮游動物。
浮游動物還為水下和海底的食物鍊和食物網提供了至關重要的聯繫。當浮游生物產生固體廢物(糞便)時，當它們死亡時，殘留物會像海洋積雪一樣通過水體下沉。水中的動物將其作為食物食用，然後使糞便中的廢物無效。最終，浮游動物碎片進入深海海底，有時途中經過了多個消化系統。然後，他們的遺體為生活最底層的物種社區提供食物。
圖5-3 加州海峽群島國家公園的巨型海藻(Macrocystis pyrifera)水下森林向上看的景色
圖5-4 佛羅里達礁島國家海洋保護區的健康海草床(美國海洋與大氣管理局)
在世界溫帶地區的幾乎所有多岩石的海岸上，海藻都是顯而易見的。它們是光滑的葉子，覆蓋在海岸上，呈棕色，綠色或紅色。您還可以發現海藻在附著於堅硬表面的低鹽水中大量繁殖。
海藻是大型藻類。它們的結構比陸地上的草木簡單得多。海藻缺乏真正的葉子，莖和根，但它們具有執行類似功能的結構。海藻不是葉狀體，而是用來吸引陽光。在某些物種中，葉狀體包含氣囊，使氣囊向著陽光漂浮，它們是光合作用的能源。大多數海藻沒有根部，而具有固定植物的堅牢度。海藻沒有莖，而是莖，像它們的葉一樣彎曲。彎曲吸收波和洋流的力而不是抵抗它們，否則可能會導致斷裂。
海藻根據整體顏色(紅色，綠色或棕色)進行分類，這本身就是其中所含色素的指示。最大的海藻是稱為海帶的褐藻，其中最大的是北太平洋的巨型海帶。從固著到葉尖，巨大的海帶長到100米。他們的葉子一天可以增長60cm。隨著許多空氣胞向上浮，甚至接近水面，厚厚的海帶床形成了水下森林，即海帶森林。
相對而言，很少有人真正吃活的海藻。其中包括海膽，一些海蝸牛和海參以及海牛(海洋哺乳動物的類型)。但是，海藻為許多動物和其他植物提供了平台或避風港。微小藻類生長在葉狀體的表面。過濾海水中的浮游生物的動物(例如，水生動物和線蟲)也是如此。這些附著的動植物可作為蝸牛和蝦的食物。蠕蟲，脆性恆星(與海星有關)和螃蟹生活在早餐店及其周圍。他們過濾水以獲取食物，過濾沉積物或狩獵其他生物。魚在海帶森林中壯成長。他們發現葉狀體的森林是躲避海豹和鯊魚等獵人躲藏的相當安全的避難所。
人類收割海藻做為食物，可作為食品添加劑和農業肥料的許多用途。北美洲海帶的年產量重約20,000公噸，相當於10,000頭印度象。
海草生長在淺沙質或泥濘的海底。它們與百合有關，而不與草有關，它們是唯一完全適應海底生物的陸地植物。它們淹沒在水中，花朵產生花粉粒，這些花粉通過水漂流達到其他花並授粉。他們也將種子釋放到水下。
就像海草從中生長的陸地植物一樣，它們具有真實的莖，葉和根。它們的根使它們能夠固定在海藻無法做到的柔軟沉積物中。海草根還使這些植物能夠從沉積物中吸收養分，這使它們具有與浮游植物和海藻相比的優勢，而浮游植物和海藻必須從海水本身獲取養分。海草在營養貧乏的水中生長良好。
海草根有助於束縛其生長的沉積物顆粒，其葉子在水中彎曲，有助於減少波浪和水流造成的水湍流。這些影響加在一起可以減少當地的海岸侵蝕。
就像陸地上的草地一樣，海草草地也為許多動物提供食物和庇護所。吃海草葉或根的動物有海膽，鸚鵡魚，綠海龜，被稱為海牛的海洋哺乳動物(見“其他海洋哺乳動物”，以及一些遷徙的鴨子和鵝。微觀藻類生長在海草的葉子上。該藻類，反過來，各種小型食草動物，其中包括提供食品海蝸牛和小魚。許多微小的動物，包括海鞘和分段的蠕蟲，都附著在海草葉子上並過濾掉海水，以產生微小的浮游生物。當海草腐爛時，它們的殘留物和以它們為食的分解物為生活在底部的蠕蟲，蛤lam和海參提供食物。海草草甸是許多魚類，軟體動物和甲殼類中幼魚的苗圃。在1990年代後期，北澳大利亞對蝦捕撈業的很大一部分，每年價值7,000萬美元，依靠海草床繁殖幼魚。
不幸的是，海草正受到人類活動的干擾。在20世紀下半葉，歐洲和北美洲的許多海草草甸死亡，如今其中一些還只是原始規模的一小部分。涉及多種因素，包括油和重金屬的污染，以及增加的水混濁度(濁度)，阻礙了光合作用所需的陽光，使海草大規模滅絕。這些因素削弱了一些海草草甸，也使這些植物更容易死於疾病。
超過95％的海洋動物物種沒有脊椎。他們是無脊椎動物。它們的大小不一，從生活在海底沉積物中的微型小型動物，到地表水中漂浮的微小浮游動物，到長達18米的巨型魷魚。海洋無脊椎動物屬於大約30個不同的類別，稱為門(single phylum)，每個包含門的物種共有許多共同特徵。
海綿是一種最簡單的多細胞無脊椎動物。在結構上，海綿只不過是一個有毛孔的囊。在內部，位於中央空腔內的是細胞，這些細胞具有被稱為纖毛的敲打狀毛髮結構，可產生微型水流。這些將食物顆粒通過毛孔吸入囊中。傳統的沐浴海綿是某種海綿的骨架，現在由於過度採摘而稀少瀕危。
刺胞動物(Cnidaria)包括珊瑚，海葵和水母。它們具有橡膠狀或類似果凍的身體，具有用於消化食物的中央空腔，並且使用觸鬚來捕捉獵物。葡萄牙水母有9米長的觸鬚並攜帶有足夠的毒液，可導致人們癱瘓和痛苦不堪，這對於在海裡游泳的人來說可能是致命的。在一些熱帶和亞熱帶水域中，箱形水母是海洋中最有毒的生物。多次刺傷可能會在幾分鐘內使人的呼吸和心跳停止。
大多數刺胞動物以兩種形式之一存在。在海葵和珊瑚中發現的息肉本質上是一根管，一端為基部，另一端為一圈觸角。另一種形式是美杜莎(以希臘神話中的蛇發怪獸命名)，是一種水母。
數以萬計的海洋無脊椎動物是蠕蟲。多數生活在海底或海底，但有些則漂浮在浮游生物中，例如箭蟲(毛顎動物門Chaetognatha門)。生活在最底層的蠕蟲包括簡單的扁蟲(桔梗)，帶狀蠕蟲(Nemertea)，光滑的圓蠕蟲(Nematoda)和分段蠕蟲(Annelida)。
節肢動物(節肢動物門)迄今已描述了約40,000種海洋生物，是最成功的海洋無脊椎動物之一。像昆蟲等陸地節肢動物一樣，海洋節肢動物具有四肢相連和堅硬的外部骨骼。超過95％的海洋節肢動物是甲殼類動物。它們通常佔據著幾層海洋食物網，如食草動物、食腐動物(清道夫)和食肉動物(掠食者)。
在海洋甲殼類動物中，大約有10,000種蝦，龍蝦和螃蟹。pe足類和磷蝦類是蝦類甲殼類動物，生活在浮游生物中。等腳類動物(與藥蟲有關)和小的，像蝦一樣的兩棲類動物生活在海底或海灘上。藤壺是無柄的，即固定的和固定的。他們將關節的身體隱藏在厚厚的粉筆板下，這使得它們看起來不太像甲殼類動物。
軟體動物(phylum Arthropoda)，大約有75,000種海洋物種，可以說是最多樣化的海洋無脊椎動物。稱為內臟腫塊的中空區域包含軟體動物的主要內部器官。腳部有肌肉，用於爬行，游泳或挖洞。一些軟體動物，例如蝸牛和蛤，在外部具有保護性的堊白殼。其他人則擁有內部白堊構架支持，例如墨魚的墨魚骨。
雙殼類軟體動物(雙殼類動物的意思是“兩個半殼”)包括牡蠣，貽貝和蛤。大多是濾食動物，鼓動水流並過濾懸浮於水體中的有機物。腹足類軟體動物(海蝸牛，海參和羽扇貝)主要用掠食者或腐食者，大多數用掠食者有利嘴，但有些諸如狗鬍鬚等則是掠食者。頭足類軟體動物(章魚，烏賊和墨魚)具有復雜的神經系統，並且是快速移動的捕食者。
棘皮動物是棘皮動物門(Echinodermata)的成員(源自希臘語，稱為“多刺皮動物”)。它們的名稱是指嵌入其皮膚中並起骨架作用的白堊化棘或板。他們的圓形身體計劃通常基於五個部分(想像有五個臂的海星或海星)。易碎的星星，海膽和海參也是該小組的成員。棘皮動物具有獨特的功能：成排的充滿水的管腳，它們延伸並縮短以行走或挖洞。一些海星用其管腳作為吸盤來撬開蛤殼。許多海膽在藻類上吃草，而海參是海床上重要的沉積物。
圖5-5 軟骨魚和硬骨魚之間的不同處比較
圖5-6 南澳大利亞海王星群島附近的大白鯊(Carcharodon carcharias)
就豐富度和多樣性而言，魚類是最成功的脊椎動物(有脊椎動物)。24,500種左右的魚類約佔所有脊椎動物的48％。
所有魚類均具有由骨頭或軟骨製成的骨架或類似結構。它們都有鰭，幾乎所有的鰭都有從水中提取氧氣的鰓。也有很少數(例如淡水肺魚)，以肺部呼吸空氣。
從潮汐池到超過6,000公尺的海洋深度，大約14,700種海洋魚類已經開發了大多數海洋環境。魚類的大小不等，從長不到1cm的蝦虎魚到鯨鯊，一些專家估計它們的長度達到18公尺左右。從技術上講，描述一種以上魚類的正確複數形式是“魚類”。“魚”是單數形式，也可以是僅涉及一種的複數形式。
當今所有魚類的祖先可能都是一種叫做異甲類的生物，這是一種小型原始魚類，其嘴巴上有一個橢圓形的橢圓形，而防彈板則是骨形。這種生物在大約5億年前的淺海中游動，從海底吸出小顆粒營養物。
如今，早期魚類的最近親戚(如異甲類動物het-erostracan)是鰻魚狀的雜魚和七鰓鰻。像異恆變體一樣，它們缺乏下顎和成對鰭，這是高級魚類所共有的。叉嘴魚和七鰓鰻沒有下顎的咀嚼，而是具有粗糙的或帶齒的舌頭，可以磨碎食物。
儘管盲鰻和七鰓鰻看起來很相似，但是盲鰻可能比七鰓鰻早進化了1億年，而最近的研究表明，七鰓鰻可能與後來的有顎魚類密切相關。
盲鰻可能是海洋中最令人反感的魚。將盲鰻放在一桶海水中，水很快就會變成牆紙糊的稠度。盲鰻會產生大量的粘泥，這對任何想吃它們的人都有威懾作用。
盲鰻還有其他不愉快的習慣。嘴巴周圍有敏感的觸角，會使g魚聞到腐爛的屍體或垂死的魚。一旦找到，,魚就會通過嘴，肛門或傷口進入受害者的體內，並經常從內部吞噬死亡或垂死的獵物。由於沒有牙齒和頜骨將肉塊撕掉，一條盲鰻將其身體結成一個結，滑下身體到頭部。結使盲鰻的錨定頭部遠離身體，並帶走了魚肉。
盲鰻是古代生物倖存者。古老的盲鰻可能在四億年前在海洋中游動。儘管許多魚類已經滅絕，並且進化出了具有復雜下顎和鰭的高級魚類，但盲鰻卻在深海中創造了成功的生活。
與僅生活在海洋中的ha魚不同，大多數物種偏愛深水，在淺海水和淡水中也發現了七鰓鰻。有些七鰓鰻是從淡水中的卵中孵化出來的，但會遷移到海洋中成熟，然後返回河流和小溪中產卵。其他物種(包括美國內陸七鰓鰻的內陸形式)的整個生命週期都在淡水中度過。
大多數七鰓鰻的成蟲是寄生蟲。他們的嘴周圍有一個大的吸盤，固定在魚的受害者身上。然後，七鰓鰻用齒狀的舌頭將肉切碎。這會抽血並破壞作為營養湯食用的組織。七鰓鰻將稱為抗凝劑的化學物質釋放到傷口中，從而阻止了受害者的血液凝結。當七鰓鰻填滿後，他們就釋放採石場。通常造成的損害足以殺死受害者。
當今，海洋主要有兩大類魚類。軟骨魚類是一組成員，它們的骨骼完全由軟骨構成。另一類是骨魚，有骨頭和軟骨的骨架。兩組人都下頜。
頜骨的演變是魚類設計的重大進步。在500到4.1億年前的某個時間，支撐某些原始魚類the的骨骼的一部分向前移動，並形成了支撐嘴巴的結構。骨頭支撐的顎使魚類成為更好的捕食者，能夠處理更大的獵物。下顎魚可以適當地咬或嚼，而不是簡單地吮吸或過濾。到2.5億年前，長9米的鯊魚在海上航行，用強大的下顎咬入其他魚類。
成對的鰭是另一項重大進步。幾乎所有古老和現代的魚類都具有背鰭(尾鰭)和尾鰭(長鰭)。當左右移動時，尾鰭使魚前進。背鰭有助於轉向並防止滾動。但是，大多數現代魚類也至少有兩對鰭，一對在肩上(胸鰭)，另一對在下側(盆鰭)。這些腳蹼在游泳時提供更好的控制。使用成對的鰭，魚可以更容易地捕食獵物並逃脫捕食者。
現今，約有820種軟骨魚類在海裡游泳。它們包括鯊魚和角鯊(約330種)和扁平的鰩科魚和魟魚(約450種)。軟骨魚類的骨骼完全由人們熟悉的軟骨製成，通常是在骨頭末端的關節處發現的堅硬，光澤的刺骨。彎曲的骨骼可能是減輕負荷的一種方式，因為軟骨魚沒有像骨骼魚那樣具有充氣的浮力輔助浮力。鯊魚及其親戚將油儲存在肝臟中，使其更加浮力，而鰭則像飛機機翼一樣呈翼型。鯊魚向前游泳時，其鰭會產生升力。
鰩科魚和魟魚本質上是鯊魚的扁平版本。鰩科魚產卵，然後孵化，而魟魚則生出微型幼蟲。扁平的鰩科魚和魟魚適合於生活在海底或海底附近，儘管並非今天所有物種都如此。它們的胸鰭增大，幾乎像翅膀一樣，這些魚拍打著它們游泳。
大多數軟骨魚類的皮膚被鋒利的齒狀乳突鱗片覆蓋，摸起來粗糙。堅韌的魚類通過使用富含血的羽毛從水中提取氧氣來獲取氧氣。它們通過嘴或鼻孔(類似於鼻孔的開口)在水中呼吸。水穿過並通過牙齒縫流出。鰩科魚和魟魚的底側有g裂，並通過頭頂上的氣孔吸收水。這樣，當它們在海底呼吸時，它們不會被沉積物cho住。
大多數鰩科魚和魟魚的牙齒都是扁平的，適合壓碎以它們為食的底部生活的甲殼類，軟體動物和棘皮動物。大多數鯊魚主要是食魚者和清道夫。但是，最大的鯊魚(鯨鯊和姥鯊)和最大的魟魚(the公尺anta)濾食浮游生物，有些鰩科魚和魟魚具有異常強大的防禦能力。黃貂魚的尾巴上藏著一兩個毒刺，它們向前猛衝以刺傷任何威脅。某些電魟魚的背部有成排的肌肉，就像電池一樣工作。它們會產生足夠強的洋流，以致使小魚昏迷並阻止攻擊食肉動物。
鯊魚有非凡的感官。有些物種可以聞到的血液中的氣味的濃度僅為十億分之一，相當於一滴水在大約100,000公升的水中的含量。
它們還沿著側面有發達的側向線系統，該系統對水中的振動(例如猛烈的獵物的漣漪)敏感。鯊魚通過氣味和振動在遠處跟踪，然後在接近時使用視力和電感應。鯊魚頭上充滿果凍的毛孔吸收了獵物肌肉產生的弱電場。通過這種電學原理，鯊魚和魟魚甚至可以找到埋在沙質海底中的扁平魚和螃蟹。
鯊魚，鰩科魚和魟魚生長緩慢，並且繁殖的幼少。這意味著，如果一個人口捕魚嚴重，種群可能需要很多年才能恢復或根本無法恢復。
到2005年6月，國際鯊魚攻擊檔案(ISAF)記錄了2004年有61起無端的鯊魚襲擊事件，結果有7人喪生。同年，人們殺死了數百萬條鯊魚。在許多情況下，切掉生活中的鯊魚的鰭，以提供鯊魚鰭湯貿易用的鰭，然後將仍然活著的去鰭鯊魚扔回水中。2000年，美國眾議院通過了禁止在美國水域進行鯊魚定義的立法。其他一些國家也正在引入類似的法律。
硬骨魚大約有23,500種。多數是高級魚類，稱為硬骨魚(來自希臘的Teleios 代表“完美”，而骨質則代表“骨頭”)。這些魚的鰭被薄骨魟魚所支撐，並且身體被輕巧的鱗片覆蓋。大多數熟悉的食用魚(例如鱈魚，鮭魚，鱸魚和金槍魚)是硬骨魚。
硬骨魚類的柔性鰭是其成功的主要線索。它們的成對鰭可以旋轉，使魚幾乎可以轉角，在水中盤旋，甚至向後游泳。大多數骨魚類擁有的另一個特徵是游泳囊，這是充氣性，這是充氣囊。通過改變囊中的空氣量，大多數骨性魚類可以控制其浮力，因此它們不會在水中上升或下沉。它們可以停止游泳並且仍然漂浮，從而節省了能量。他們的g在從海水中提取氧氣來為肌肉提供動力方面，也比軟骨類魚類的運動更有效。馬林魚，也許是所有魚類中最快的，可以以大約時速80公里的速度游泳。
不同種類的硬骨魚類使用各種口齒或喉齒和g裝置來捕獲和加工食物。這種適應性是他們成功的另一個關鍵。梭子魚的牙齒像匕首，刺針排列成針狀。兩者都適合抓住並保留其魚類獵物。鸚嘴魚有一個角質的喙，可用來咬住珊瑚片或海藻類的皮。在喉嚨的後部，它們的磨齒將珊瑚或藻類還原為易消化的果肉。相比之下，鯡魚，沙丁魚和鳳尾魚則是浮游生物的覓食者，並利用其特有的的骨狀延伸物(耙)將小浮游生物從低矮的海水中過濾出來。
有些種類的硬骨魚在密密麻麻的淺灘中游動，稱為巡游群魚。它們的運動是如此緊密地同步，以至於數百條魚的行為看起來像是一個巨大的生物。魚如何能保持緊密的形態而又高速地改變方向？魚的側線是檢測水中振動的傳感系統，在其中起著關鍵作用。魚在游泳時會在水下形成V形的尾流，就像波浪從移動的船首散開一樣。附近的物體(包括巡游群魚中的其他魚類)反射回波。這種振動為魚類提供了周圍環境和附近物體運動的高度詳細的“圖片”。
巡游群魚的最大優勢可能是減少了早教。捕食者要找到一處巡游群魚，而不是找到數百個分散的個體，就更加困難。當捕食者襲擊一組巡游群魚時，魚會飛散，使捕食者很難挑出單一個體。生活在巡游群魚裡，每條魚的生存機會都略有提高。
軟骨魚有多種繁殖方式。與軟骨魚類很少產卵或活著年輕的軟骨魚類不同，許多骨性魚類在一次產卵時會釋放成千上萬個卵。雄性然後在水中給卵施肥。雌性北大西洋鱈魚通常每年生產約一千萬個卵。鱈魚和其他海洋生物的卵漂浮到地表水域，形成浮游生物群落的一部分。浮游生物和魚類吃掉了卵和魚類的幼蟲，因此從最初的數百萬隻到存活的很少。
那些生活在沿海水域，海床上或浮游的海藻中的物種往往產生較少的卵，並花費更多的時間和精力進行照料。幾種珊瑚礁紅衣主教魚是令人垂涎的。雄性將受精卵保留在嘴里以保護它們直到孵化。在海馬中，懷孕的雌性將卵放在伴侶腹部的育雛袋中。雄性孵化卵，孵化時，微小的海馬從小袋的開口中蠕動。他生了孩子。
在大約8,000種爬行動物的活體物種中，只有大約80種生活在海水或微鹹水(稀海水)中。海洋爬行動物包括海蛇，海龜，兩種鱷魚和蜥蜴。
大約4億年前，複雜的生活方式開始入侵這片土地。在8000萬年的時間裡，水生藻類產生了生活在陸地上的苔蘚和蕨類植物，一些海洋節肢動物(節肢無脊椎動物)逐漸演變成為昆蟲，不僅在景觀中穿行，而且學會了飛行。在這種生活的噴發中，與當今的肺魚有關的某些魚類開始在沼澤地上突襲。他們走在肉肉的鰭上，用肺呼吸空氣。有些進化成兩棲動物，如青蛙和蟾蜍。大多數兩棲動物過著雙重生活，生活在潮濕的土地上，但將卵產在水中。
到大約3.4億年前，爬行動物(第一個真正的陸地脊椎動物)進化了。爬行動物會產下皮革狀或堊狀的卵，無需在水中沐浴。最初的爬行動物看起來與當今的sal相似，但是到了1.45億年前，在恐龍時代中期，一些爬行動物進化成為有史以來行走地球的最大動物。此時，一些爬行動物已經返回海中，產生了猛烈的食肉動物，例如長頸的蛇頸龍，類似海豚的魚龍龍，以及到8500萬年前，恐怖的巨型巨蜥龍15公尺長，能吃掉鯊魚、許多硬骨魚類、海洋爬行動物和小體型恐龍的怪物。
很少的爬行動物棲息在當今的海洋中。在大多數情況下，它們的身體設計和生命週期(以前適應於陸地上的生活)對水生生物施加了嚴格的限制。例如，所有海洋爬行動物都必須定期返回地面以呼吸空氣。除了大多數海蛇以外，其他海洋爬行動物也會上岸產卵。
在七種海龜中，所有物種都受到多種因素的威脅或威脅，包括污染和棲息地破壞(見第九章)；人類尋找龜殼，肉或蛋；並意外地將烏龜捕獲在魚網中。所有海龜都受到國際法的保護，但這在公海很難執行。
雄海龜仍在海上，但雌海龜會上岸產卵。交配後，一隻雌性在精心挑選的沙灘上登陸-多年以前，她就是在那兒孵化的。舉例來說，一隻綠海龜將自己拖到岸上，挖了一個洞，在那裡她產下了100個左右的卵。她在將雞蛋拖回海中之前在雞蛋上刮沙並弄平表面以隱藏它們的位置。作為最多產的海龜，她在一個季節中多次重複該過程。
在綠海龜巢內，溫度控制著幼魚的性別。通常，溫度較低的卵(82°F或28°C以下)會發展成雄性，而溫度較高的卵(87°F或30.5°C以上)會孵化為雌性。幼體在沙灘上進行危險的旅程，到達大海。在途中，鳥類和螃蟹將它們摘下。鯊魚或鱷魚在水中吞食它們。每1000頭中只有不到一隻孵化器能夠存活到成熟。
像海龜一樣，海蛇將全部或大部分時間都用在海水中，並且特別適合這樣做。它們與陸地眼鏡蛇有關，主要發現於印度洋和太平洋的較暖部分。黃腹海蛇可能是地球上最豐富的爬行動物。它的尾巴像其他非常適合游泳的海蛇一樣，被壓扁成槳狀。當潛入獵物時，這條蛇可以在一個充滿空氣的單肺中浸沒一個多小時。
許多海蛇使用強效毒液迅速使魚類捕食者癱瘓，因此受害者沒有機會遊走並躲藏起來。這種毒液可能對人類致命。幸運的是，大多數海蛇嘴小，很少咬人。東南亞漁民試圖從網中提取海蛇時，有時會被致命地咬傷。
在鱷魚中，只有太平洋鹹水鱷魚生活在全強度海水中。一小群美洲鱷生活在佛羅里達大沼澤地南部邊緣以及墨西哥灣和加勒比海部分地區的鹹淡水(海水與淡水混合在一起)中。兩種鱷魚都是猛獸。他們主要吃魚和無脊椎動物，但可以捕食相當大的哺乳動物，甚至有人，將它們淹死，然後在水下食用。
加拉帕戈斯群島的海鬣蜥是唯一真正適應海洋生物的蜥蜴。它以海藻為食，並通過使身體起伏和尾巴變平而游泳，但是它花費大量時間在多岩石的海岸上曬太陽，游泳後會變暖。
圖5-7 海鬣蜥(Amblyrhynchus cristatus)，在加拉帕戈斯群島聖克魯斯島附近的海藻上水下放牧
(由Tui de Roy inden Pictures提供)
圖5-8 大西洋海雀(Fratercula ARCTICA) ，與剛捕獲的毛鱗魚(粗糠villosus)在它的喙(青協禮貌Momatiuk和約翰Eastcott /明登圖片)
像爬行動物和哺乳動物一樣，鳥類在陸地上進化，但有些(海鳥)已經回來利用其古老的脊椎動物祖先的水環境。在大約9000種鳥類中，海鳥不到350種(或4％)。
海鳥具有適應海洋生物的功能，例如用於游泳或划水的蹼足和撒入鼻孔以排出過多鹽分的鹽腺。海鳥花了一部分時間在海上，海上或上方覓食，但所有物種都筑巢在陸地上。
從火烈鳥，鴨，鵝到小水鳥(如小鳥和磯pi)，遷徙的shore鳥都會參觀成千上萬的潟湖和灘塗，以海草，藻類和小型動物為食。儘管這些鳥類對當地海岸有重大影響，但由於缺乏特定的海洋適應性，因此不能將它們視為真正的海鳥。
海鳥對水下生物的影響要比一見鍾情大。所有海鳥或多或少都是浮游動物，魚類或魷魚的捕食者。在沿海水域海鳥眾多的地方，它們是主要的消費者。在秘魯的沿海地區，cor，bo鳥和其他海鳥在某些年份捕獲了大約275萬噸(250萬噸)的魚，幾乎是人類漁民捕獲的本地魚的三分之一。
海鳥分為四個不同的類別：企鵝(蝶形目)塊莖(Procellariiformes)；鵜鶘及其親屬(鵜鶘形)；以及一個混合群(Charadriiformes)，其中包含海鷗，燕鷗，海雀和金槍魚。海鳥的飛行，潛水和游泳能力差異很大。他們開發了廣泛的狩獵策略來開發地表水群落，同時減少彼此之間對食物的競爭。
在海鳥中，企鵝的17種最適合潛水和游泳。他們不再在空中飛行，而是用翅膀作為鰭狀肢在水下“飛行”。企鵝帝是所有鳥類中最深的潛水鳥，它可以潛入超過500公尺的深度長達20分鐘，以尋找魚類和烏賊的食物。
所有企鵝都生活在南半球，包括赤道加拉帕戈斯企鵝在內的所有物種都在冷水中潛水。為了抵禦寒冷，它們在皮膚下面有一層絕緣的脂肪，而密實，防水，油尖的羽毛則在皮膚附近捕獲了一層溫暖的空氣。
海燕、剪水海鷗和信天翁被稱為鸌形目，因為它們的鼻孔結合在一起形成排鹽的鹽管，沿著鹽的頂部延伸。結節是精湛的傳單。漫步的信天翁，翼展約3.5公尺，在氣流上升時滑行，幾乎不需要拍打翅膀。這隻鳥因在南半球進行了為期兩年多的飛行而得名，只偶爾在海面上定居下來捕撈小魚或魷魚。
較小的海鳥，包括海燕和剪水海鷗，顯示出在海面上方飛行或懸停的驚人能力。例如，風暴海燕在從下面拔浮游動物和小魚的同時，將腳踩在水面上。
包含海鷗，燕鷗和海雀的群體比其他任何物種都有更多的海鳥物種。燕鷗跳入海中搶奪小魚。相比之下，大多數海鷗都是通俗的掠食者和清道夫。無論是撿拾被丟棄的魚或被商業漁民扔入水中的廢料，還是通過日光浴者留下的垃圾分類，它們都從與人的緊密聯繫中受益。像海鷗一樣的美洲虎和斯kuas是海鳥中的海盜。他們追趕其他海鳥搶劫他們的魚，並在其他海鳥的殖民地附近築巢，搶劫卵和幼鳥。與海雀家族的其他大多數成員一樣，海雀也有很長的喙，它們潛入水中尋找魚。他們帶著幾隻魚從喙上晃來晃去回到岸上，創紀錄地有62條魚。像企鵝一樣，野獸也像鰭狀肢一樣使用翅膀將自己引向獵物。
包含鵜鶘及其親戚的多樣化群體擁有許多成功的熱帶海鳥。儘管外觀差異很大，但典型地，所有物種在所有四個腳趾之間都具有織帶。
鵜鶘(例如美國熟悉的褐鵜鶘)使用懸掛在鈔票下方的小袋掉入海面並撈起魚。黑色和長頸坐在水面上，潛水並追逐單個魚。軍艦鳥(在繁殖季節，它們的胸部呈猩紅色的雄性像氣球一樣膨脹，以吸引雌性)，從其他海鳥的喙中抓取物品或騷擾它們以便吐出食物。護衛艦的鳥類羽毛並不防水，在潛水中從海面取食時，鳥類避免其羽毛被弄濕。
像陸地上的哺乳動物一樣，海洋哺乳動物也是溫血動物，它們呼吸空氣，母親則用乳腺中的牛奶吮吸它們的幼崽。那些適應海上生活的哺乳動物是鯨類(鯨，海豚和海豚)，海牛(海牛和儒艮)、,(海豹，海獅和海象)和海獺。
大約5000萬年前，今天的鯨魚的祖先有腿，看上去像多毛的鱷魚。經過數千代人的自然選擇，他們的後代最終失去了腿和頭髮，以適應精簡。在過去的4000萬年中，其他哺乳動物群體在不同的時期經歷了從陸地到海洋的艱難過渡。一般而言，最近搬遷的那些哺乳動物對海洋生活方式的適應性較差。
鯨魚，海豚和海豚是鯨類(來自拉丁文cetus ，意為“大型海洋生物”)。從巨鯨的巨大規模和溫柔到海豚的明顯智能和社交性質，它們激發了許多人的敬畏和感情。
所有的鯨類都是鯨魚，但是人們通常只將鯨魚用於較大的鯨類。正確使用的術語“ 海豚” 是指幾個圓錐形牙齒的小型鯨類動物。海豚是指小鯨類，具有鍬形的牙齒和鈍的鼻子(家族Pho-coenidae)。
如今，鯨類動物已經非常適應海上生活，以至於許多鯨類看起來都像魚。身體呈流線型，前腿充當槳狀的腳蹼，用於操縱，後肢不存在。鯨類尾巴逐漸變細，尾巴水平變平成兩個葉片或。尾巴的上下運動將鯨魚向前推動。
鯨類鼻孔位於頭部頂部，形成一個氣孔(在齒鯨中)或兩個氣孔(在鬚鯨中)進行呼吸。除了海牛以外，鯨類是唯一在水下繁殖的海洋哺乳動物。
在大約80種鯨魚中，大約70種帶有齒。它們包括海豚，海豚，大多數中小型鯨魚和抹香鯨，它們長到20米長，重達50公噸。
儘管所有帶齒鯨都有牙齒，但獨角鯨只有兩個(在雄性中，其中一個被修飾成像牙)，而某些類型的海豚則有100多個。大多數帶齒鯨捕獵魚類或烏賊，儘管有些人搜尋螃蟹，海膽。以及其他生活在底層的無脊椎動物。逆戟鯨(虎鯨)將捕撈海鳥，烏龜和其他海洋哺乳動物，包括海豹，甚至是相當大的鯨魚。
齒鯨在鼻腔產生巨大的咔嗒聲，以相互交流並迴聲定位。迴聲包括引導聲束並聽取迴聲，這些迴聲使動物獲得了環境的“聲像”。這是非常複雜的聲納形式，比任何人工設計的版本都靈敏。在水族館中工作的研究人員發現，海豚可以僅通過使用迴聲定位就能分辨出一小粒玉米粒和相同大小的鉛丸之間的區別。
科學家觀察到野生迴聲中的海豚將魚類和無脊椎動物掩埋在沙子下長達30cm的地方。
一些科學家推測，露齒鯨會使用巨大的聲音脈衝來眩暈或迷惑獵物。很難收集到證實這一點的證據，因為鯨魚不會在囚禁中發出很大的聲音。在一個很小的外殼中，迴聲迴盪得令人痛苦。
許多種類的齒鯨生活在緊密聯繫的家庭或稱為豆莢的友誼團體中。逆戟鯨莢果成員經常在一起生活，並密切合作以捕食獵物。阿拉斯加的一些豆莢一起工作，將小群魚困在小海灣中。在挪威水域，逆戟鯨環繞著鯡魚群，並用尾巴拍打魚。在北美太平洋沿岸，一個吊艙的成員拍攝影片強迫自己在雌性灰鯨和她的小牛之間，以便它們攻擊並吃掉嬰兒。
一些鯨類專家認為某些物種的智力跡象與猿類相當。海豚和其他一些鯨魚的大腦相對於它們的體型來說很大。大腦的大部分處理能力與解碼聲音有關，而不與視覺圖像有關。當科學家在1960年代和1970年代用圈養海豚進行實驗時，他們通常發現這些動物並不比海獅更聰明。但是，海豚在野外的靈活行為，包括它們相互合作和學習的方式，表明它們可能比我們想像的更聰明。圈養寬吻海豚的最新實驗表明，它們具有相當大的推理能力。他們可以輕推代表單詞的水下傳感器來構造具有意義的句子。
齒鯨有牙齒。鬚鯨有鬚鯨。鬚鯨是一種由長發狀結構製成的過濾裝置，稱為鯨骨。鯨骨鬃毛融合成一個巨大的多層梳，從上顎的兩側垂下。
鬚鯨有14種包括大部分較大的鯨魚。藍鯨長30米，重達180公噸，可能是有史以來最大的生物。
大多數鯨魚的攝食方式是先喝水，然後部分合上嘴巴，抬起舌頭，然後將水從鯨魚中擠出。鯨魚會吞下浮游生物和浮游生物，並捕撈小魚或魷魚。只有灰鯨的飲食與其他Baleen鯨截然不同。它從淺海床上剷除沉積物，並用其鬚刷除去受干擾的兩棲類甲殼類，軟體動物和蠕蟲。
鬚鯨也包括藍鯨和座頭鯨，都是不規則鯨。這些鯨魚在喉嚨和腹部有凹槽或褶皺，使喉嚨膨脹，可容納大量的水。例如，一條藍鯨一次可以吞噬9公噸的水，其中包含數以千計的磷蝦。
圖5-9 抹香鯨的頭(Physeter catodon)，是齒鯨的最大種類。注意其剝落的皮膚和附著在其下側的兩個re 魚(Echeneis 種)。
圖5-10 虎鯨或逆戟鯨(Orcinus orca)，一種帶齒的鯨魚，通常捕獵海豹等海洋哺乳動物。這個人是“間諜”，從水里站起來觀察周圍的環境，也許是在尋找海豹。
海牛(海妖)看起來像是小鯨魚和海象之間的十字架。如今只有四種生存：海牛和儒艮三種。它們生活在淺水，溫水中，無論是淡水，微鹹水還是全強度海水。在海中，海妖遊獵者在海草和海藻上瀏覽，它們是唯一以植物為食的海洋哺乳動物。
像鯨魚一樣，海妖一般幾乎沒有頭髮。與鯨魚相比，它們不那麼精簡，也不太適合潛水，幾乎沒有海牛能夠在水下屏息超過10分鐘。
海牛可能是美人魚神話的源頭。水手們可能誤以為它們的雌性海牛躺在它們的背上，哺乳它們的幼崽，而把它們當作一半女人，一半魚的外來生物。
海豹，海獅和海像都是pin 魚(來自拉丁語，意為“腳足”)。他們最接近的陸地生活親戚是食肉動物(食肉動物)，是包括狗，貓和熊在內的哺乳動物群體。Pinnipeds屬於三個科：真或無耳海豹(19種)，海獅和有耳海豹(14種)和海象(一種)。
大多數海豹捕獵魚類，但海像以各種生活在底層的生物為食，包括蠕蟲和蛤。為了絕緣，針扎的皮膚下面有一層密實的短毛，和/或厚一層的油脂。一些海豹是最高的潛水者。南部的像海豹可以潛水到超過1,675m的深度，並沉浸了令人難以置信的兩個小時。
某些特徵表明，有耳海豹比無耳海豹更早地從陸地轉移到海洋。例如，有耳海豹，例如加利福尼亞海獅和西北海豹，可以在陸地上很好地移動。他們向前旋轉後腳蹼，然後在所有四個肢體上行走或奔跑。他們的年輕人只有幾週或幾個月大時才會冒險進入水中。
相比之下，豎琴海豹和港灣海豹等無耳海豹在陸地上比較麻煩。在大多數物種中，幼魚可以在數小時或數天之內進入水中。進一步證明了它們在海水中的悠久歷史：無耳海豹失去了外耳，這使它們在水下更加流線型。
海獺屬於鼬科，該家族包括陸棲動物和鼬鼠以及淡水獺。海獺棲息在北太平洋的沿海水域，大部分時間都在海上度過，只有到岸上才能生出孩子或避免暴風雨。儘管如此，水獺對海洋生物的適應性相對較低。例如，它只能在水下保持呼吸幾分鐘，並且在皮膚下面沒有絕緣的潤滑脂層。儘管其茂密的皮毛非常緻密(這是它在人類獵人中流行的原因之一)，但是水獺必須定期修飾其皮毛，以保持其防水和充氣。
海獺是極少數使用工具的動物之一。為了打破硬殼的無脊椎動物，例如海膽，蛤lam和螃蟹，它浮在背上，在其腹部平衡一塊石頭，然後將食物砸碎在石頭上。
在某些北美海帶床上，海獺似乎是“基石”物種，這意味著其存在或不存在會極大地改變生物群落。在歷史上，皮毛獵手消滅了海獺，水獺不再控制海膽的數量。海膽可能繁殖，吞噬了大部分海帶，然後由於人滿為患，食物不足和疾病等其他因素而死亡。然后海帶有機會長回來，海膽數量逐漸增加，“繁榮與蕭條”循環不斷重複。在有水獺的情況下，控制海膽的數量，這種繁榮與蕭條的周期不太可能發生。在這種情況下，海獺可以幫助維護海帶床。
全新的無脊椎動物群體出現在不太可能的地方。1995年，科學家們描述了一個新的動物門，Cycliophora，基於單一的物種，生活在周圍龍蝦刷毛“ 的嘴。該物種' 的名字，Symbion潘多拉，是指動物' s的龍蝦共生關係。
鯊魚因攻擊他人而享有誇大的聲譽。我們大多數人比被鯊魚咬傷的可能性更大。
在大約330種中，已知有40種會咬人。對於這些物種中的大約一半，襲擊是由於人們通過抓住或刺激鯊魚而引起的。甚至溫和的鯊魚也會咬人以保衛自己。
大多數鯊魚專家都認為，三種物種(大白鯊，老虎和公牛鯊)可能是造成大多數襲擊的原因。但是，當船舶在海上傾覆而人在水中遭到襲擊時，可能會涉及其他物種。關於鯊魚為什麼襲擊人沒有簡單，直接的解釋。在某些大白鯊襲擊中，這可能是身份錯誤的情況。一個人' S於衝浪板輪廓可以混淆用於密封件或海獅，鯊魚“ 正常的獵物。在某些情況下，鯊魚非常好奇，會吞食潛在的獵物以測試其可食性。在大白的情況下，被攻擊者很少成為有益健康的食物。
一些帶齒的鯨魚大批地束縛在岸上。沒有人們的幫助，大多數人會死亡。是什麼導致鯨魚擱淺？有幾種理論。那些最經常擱淺的物種(領航鯨，抹香鯨和假虎鯨)是生活在社會群體中的深水物種。這樣的物種在淺水中航行時可能很差。一旦鯨魚擱淺，豆莢的其他個體就留在附近，他們也可能會擱淺。
有證據表明某些物種通過跟隨海景中的自然磁場來導航。在弱磁場穿過海岸線的情況下，絞股可能更為常見。另一個可能的解釋是，由於導航系統由於受傷或疾病而受損，個人可能會擱淺。在馬薩諸塞州沿海的一些領航鯨擱淺中，個人顯示出有害病毒感染的證據，這種病毒可能損害了他們的聽力或其他感覺，並導致他們迷失了方向。
從深長的呼嘯聲、咕嚕聲、呻吟聲和尖銳的尖叫聲、歎息聲、嗚咽聲和口哨聲。鬚鯨使用多種聲音相互交流。在雄性座頭鯨中，這種音樂能力被帶到了新的高度。在繁殖季節，成年雄性座頭鯨幾乎垂直漂浮在水下，頭部最高，並唱歌。唱歌可能會吸引女性並警告其他男性。男性“ 情結的歌曲可以持續15分鐘以上，每個男唱不同的歌曲，雖然在同一地點鯨通常有著相似的” 方言。“ 的須鯨非常最深的音符可以通過SOFAR聲道行駛數百公里，橫跨大洋。
座頭鯨有一種非凡的狩獵策略，它使用像網一樣作用的氣泡。在冷水中，兩個或兩個以上的座頭鯨可能會一起工作，以吹出氣泡流，這些氣泡在磷蝦群或魚群周圍形成簾幕。氣泡充當捕食獵物的網。就像人類的漁民調整網眼大小以匹配目標魚一樣，座頭鯨可以根據自己的採石場大小調整泡沫大小- 小磷蝦用於磷蝦，大鯊魚用於鯡魚。鯨魚在學校或蜂群下方向上盤旋，吹泡泡以保持獵物密密麻麻。不久，鯨魚將魚或磷蝦的球推向水面，然後張開嘴一起向上抬起，盡可能多地吞噬採石場。觀察到普通海豚使用類似的氣泡網技術將魚群養成緊密的球。
圖5-11 大頭鯨，一種座頭鯨(Megaptera novaengliae)，其特徵是細長的鰭狀肢。這個物種的成年男性“ 唱歌。”