生物物种资源

5.2.3　生物物种资源

世界上已经驯化的物种资源和野生物种资源（包括动物、植物和微生物）提供了人类几乎全部的食物、大部分的药物和部分纤维素、能源等。但即使如此，人类已经广泛利用的生物物种资源不足全部生物记载种类的1%，众多物种作为潜在资源，留待人们去认识。

1）食物来源

人类目前已利用了大约5 000种植物作为粮食作物，但只有150种左右进入世界市场，而提供了世界上绝大部分粮食的作物不到20种。小麦、水稻、玉米这三种作物约占人类直接从植物中获取热量的60%和蛋白质的56%。

很多最重要的粮食作物都集中属于少数几个被子植物科。现已驯化的栽培植物中约有1 000种隶属于四个大科，它们是禾本科（小麦、水稻、玉米、大麦、高粱、小米、燕麦等作物为人类提供了80%的热量）、豆科（大豆、花豆、菜豆、豌豆等富含蛋白质，达到21%～40%，成为人类重要的植物蛋白来源）、蔷薇科（梨、苹果、桃、山楂等）和茄科（马铃薯、辣椒、番茄等），其次是十字花科（油菜、甘蓝、白菜等）和葫芦科（南瓜、西葫芦、黄瓜等），其余的种类属于160多个种的多样化类型。

作为人类食物成分的另一类生物资源是食用菌，目前主要有香菇、平菇、金针菇、木耳、银耳等真菌。2003年全球食用菌产量达到1 700万t，已成为人类重要的食物来源之一。

由动物构成的人类食物比重比植物少。人类食物中三分之一的蛋白质由动物提供，在发展中国家约为20%，在发达国家接近55%。多数动物食物仅从少数几种驯养动物获得，主要是牛、羊、猪、鸡、鸭、鹅等。鱼类占全球总蛋白质供应的6%和动物蛋白质的24%（包括动物喂养中所用的鱼产品饲料）。

从全球看，野生动物的贡献只占人类食物的一小部分，但是在一些区域，野生物种的重要性要大得多。在七个东南亚国家中，20世纪70年代中期消耗的动物蛋白质中有一半以上来自野生鱼类，在秘鲁的亚马逊河流域的一个地区，鱼类约占当地人食用动物蛋白质的60%。一般情况下，野生动物种在发展中国家人民食物中所起的作用比在发达国家大。

此外，很多已知价值的野生种，当其成为驯化种时会产生意想不到的效果。而一些区域性粮食作物种在将来可能以更广阔的应用规模而起重大作用。

2）药物来源

世界上很多药物直接取自植物、动物或微生物的个体及其构件。发展中国家80%的人口靠传统药物进行治疗，发达国家40%以上的药物依靠自然资源。尽管现代许多药物是化学合成的，但其原材料却多取自野生生物。美国四分之一的药物中包含有活性植物成分，这些药品的价值每年可达200亿美元。我国传统医学利用野生生物入药已有数千年历史，中草药的绝大部分取自野生动植物，记载的药用植物有5 000多种，其中常用药物1 700多种，比如人参、天麻、田七、杜仲等等，都是名贵的中药材。

生物资源的医用价值并不局限于植物化合物，相当多的动物也提供了重要的药物来源。现在已知500多种海洋动物可以提取抗癌药物，许多海洋无脊椎动物对防治高血压、心脏病、神经错乱及一些病毒引起的疾病有作用。如水蛭素是珍贵的抗血凝剂，某些蛇毒制剂可以控制高血压等等。

药用微生物是另一类重要的药用生物资源。青霉素的提取标志着一个医学的新时代。20世纪70年代以来，西方寻找天然药物的努力已经明显地从动植物转向微生物，因为它们可以廉价和容易地搜集、培养和筛选，并且很容易在实验室内生长以使有效化合物的生产达到商业规模。真菌中作为中药的有灵芝、银耳、马勃、冬虫夏草和雷丸等。西药微生物主要有三大类，即生产维生素的微生物、生产氨基酸的微生物和生产抗生素的微生物。

3）工业原料与能源

植物和动物是主要的工业原料，微生物则以其特殊的生化过程参与工业流程。生物资源是多种工业的原料来源。比如从油茶、茶、山胡椒、黑壳楠、山苍子、蓖麻、油桐、马尾松等植物中提炼出来的油脂既是日常生活资料，也是主要的工业原料，被广泛应用于制皂、油漆、涂料、润滑油、香料和医药。油脂水解得到的油脂酸和甘油是食品、化妆品、医药、皮革、纺织、造纸、橡胶和国防工业的重要原料。如蓖麻、黄麻、亚麻、罗布麻等都是著名的纤维原料，是制造绳索、包装用品、编制用品、纸张等的原料。而且根据纤维的化学性质和化学成分，还可以用它们生产多种有价值的化工原料。例如通过水解制造果糖酸、乙酰丙酸；纤维素的乙酸脂被用于生产人造纤维、人造羊毛、赛璐珞、电影胶片等等。芦苇、龙须草、小杂竹等都是重要的造纸原料。芳香植物富含芳香油，是花、果、叶、茎和根中带有挥发性、具有香味的有机混合物，是生产香精和香料的重要原料，天然植物的香精和香料广泛用于食品、饮料、香烟、糖果、牙膏、香皂、日用化妆品和其他工业。

植物自人类钻木取火开始就成为人类最基本的能源，至今仍为世界上大多数人所继续使用，大约8%的工业能源直接来自植物，民用能源则更多。在许多相对落后的发展中国家，植物性能源在工业和民用能源中所占比重则更大，仅民用烧柴、建筑、烧砖瓦、烟胶片等就要耗费大量的木材，大约将木材采伐量的四分之三用作薪材烧掉，从而为世界25亿人口提供最基本的能源。发展沼气等能源也离不开生物，沼气池需要不断添加植物性垃圾和农作物秸秆作为微生物的基本培养基质。同时，生物资源又是其他能源的潜在来源，石油、煤炭、天然气等都是由过去的植物和其他生物的遗骸转化而来的，可以说是间接的生物能源。

近年来，国内外发展了利用植物能源的新技术，采用近代工艺和化学的新成就，从植物体内提取碳水化合物和碳氢化合物，分离提取液体燃料，如酒精、甲烷、植物精油、液化树脂等。我国也在研究这类植物能源，利用松根油、栿叶油、芸香科植物精油及樟油等，可以代替汽油开动汽车。据研究，每吨植物干物质可以转化成283m³的甲烷，相当于1.25桶原油。因此，生物资源对于能源工业的发展具有广阔的前景。

4）旅游观赏价值

生物资源，特别是野生动物和观赏植物在心理、文化和精神上同样具有其自身的作用，具有重要的旅游观赏价值。利用生物资源及其生境开展旅游活动促进了旅游业的进一步发展。1983年由世界自然保护联盟（IUCN）首先提出了“生态旅游”的概念，在短短三十年的时间里，生态旅游业以前所未有的速度迅速发展壮大，并掀起了一股全球性的“生态旅游”热潮。据加拿大野生生物局统计，早在1990年全球生态旅游业产值就已达2 000亿美元，并且每年还以10%～30%的增长率在迅速发展（Lindberg，1991）。肯尼亚的野生动物作为吸引游人的旅游资源，已经成为继咖啡之后的第二大外汇收入来源。

我国同样有许多珍奇的动物富有旅游观赏价值。如大兴安岭的柳雷鸟，随着春夏秋冬四季变化不断改变羽毛的颜色；在西北戈壁滩上，有鸟鼠共穴共生的特有现象；此外四川卧龙的大熊猫、西双版纳的孔雀和大象、青海湖鸟岛的鸟类、大连蛇岛的数万条蝮蛇等，都足以引起旅游者的浓厚兴趣。我国观赏植物的种类同样十分丰富，仅常用装点园林建筑的林木花卉就有近千种，牡丹素有“国花”之称，在国际上享有盛誉。其他的如芍药、杜鹃花、菊花、茶花、梅花等历来为观赏名花，不仅可以美化园林，而且可以增加旅游价值。

5）科学研究价值

生物资源中有些生物具有奇异功能和结构，它们为人类的先进技术设备提供了关键性的启示，具有相当的科学研究价值。动物的走、跑、飞、游的原理，鸟类、海龟等的星象导航和地磁导航系统，蝙蝠、海豚等的超声波回声系统等，现在已经在交通设计、定向、导航、探测、调节控制以及生物合成系统等方面为人们所效仿和应用。比如游泳动物，特别是那些游泳速度很快的鱼类，流线形的身体在游泳中能均匀地分开水流，减少水流对身体的阻力，这种结构和功能为鱼雷、潜艇的设计予关键的启示。现在这些研究已经发展成为一门很有前途的学科——仿生学。

近年来，生命科学的发展日新月异，利用现代基因工程技术，转移动植物和微生物基因，可以培育出新品种、创造出新物种，已经充分显示出其巨大的科研价值和实用价值。比如利用野生小麦、大豆、水稻、甘蔗等改良农作物，培育高产优质、抗病虫害和抗逆境能力强的新品种。

微生物在基因工程中更是大有作为。科学家已经发现，微生物可以作为基因的供体，把它的优良性状提供给其他生物；也可以作为基因的载体，把一个生物的优良性状携带给另一个生物；还可以作为基因的受体，接受别的生物基因，并在细胞内复制和表达。微生物具有繁殖快、容易实现工厂化生产等优点，如果把植物或动物的基因移植到微生物中去，就可以多快好省地生产生物产品。