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海洋生态系统包括各种生物群落、物种和非生物组成部分。海洋生态系统如珊瑚礁、海草床、沙滩、海洋深海、浅海、沿岸和开阔海域等。这些生物和非生物组成部分相互作用，构成了一个复杂的海洋生态系统。海洋生态系统中的生物包括浮游生物、底栖生物、海洋哺乳动物、鱼类、海鸟、海龟等，在海洋中形成了复杂的食物链和食物网，维持着海洋生态系统的平衡。
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。
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