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        生命科學(xué)(一)

        2015-04-09 16:45:19繡夫
        科學(xué)生活 2015年2期
        關(guān)鍵詞:石花生物學(xué)家鴕鳥

        繡夫

        我為兒孫講科學(xué)

        編輯/月兒

        生物與生物學(xué)

        什么叫“生物”呢?大千世界中,只有兩大類物體,一種是生物,就是有生命的物體;另一種是無生命的物體,如水、泥土、石頭,等等。

        如果低下頭仔細(xì)觀察,你會(huì)發(fā)現(xiàn),生物幾乎隨處可見:你吃飯時(shí)掉落的一個(gè)飯粒,倒入垃圾桶后會(huì)養(yǎng)活許許多多霉菌;你舀起一勺河水,里面會(huì)有許多你看不見的微生物……生物分布在廣闊的陸地和海洋,在地球上的幾乎所有地方。即使在極端惡劣的條件下——在炎熱干燥的沙漠或在寒冷的山頂,都有某種形式的生命存在和繁殖。

        生物學(xué)是研究一切生命的科學(xué),從那些只有用顯微鏡才能看得見的生命到那些比我們?nèi)祟惛蟮纳?。生物學(xué)家研究的目標(biāo),是了解各種各樣的生命是如何生存和發(fā)展的,在地球上所有生命的復(fù)雜拼圖上,它們又是如何連接在一起的。

        有機(jī)體和物種

        對生物學(xué)家來說,有機(jī)體也就是生物,是活著的任何東西:從一個(gè)微不足道的細(xì)菌到一顆小草、一只小蟲到一個(gè)人,都是有機(jī)體。生物學(xué)家經(jīng)常放在嘴邊的詞是“物種”。某個(gè)物種就是指一些能夠互相交配和生育后代的有機(jī)體。比如,獅子和鴕鳥,就分屬兩個(gè)不同的物種。雄獅能與母獅交配并生育小獅子,鴕鳥也一樣,但獅子和鴕鳥不能交配并生育后代。有機(jī)體通常是分別獨(dú)立生活的,但有時(shí)同一物種的成員會(huì)在一個(gè)群體里共同生活。

        有趣的生石花

        請你猜一猜,這張照片上的東西是不是幾塊大石頭?你多半會(huì)猜錯(cuò),這是貨真價(jià)實(shí)的有趣生物——一種名叫生石花的植物。它又叫“活著的石頭”,生長在干燥的非洲南部。在一年中的大部分時(shí)間里,它會(huì)很好地隱蔽自己,但它還必須繁育后代。為了達(dá)到這一目的,它長得像色彩鮮艷的花朵,從而吸引昆蟲的駐留。昆蟲把花粉從一顆生石花傳授到其他的生石花上去,日后便形成了種子。

        生物學(xué)家如何研究生物?

        在19世紀(jì)時(shí),科學(xué)家研究動(dòng)物,常常用殺死它們?nèi)缓笞龀蓸?biāo)本的方法。圖中的這些飛蛾就是博物館中數(shù)以千計(jì)的標(biāo)本中的幾只。今天看來,這樣收集標(biāo)本固然可以獲得有用的信息,但也可能損害那些稀有的物種。所以,現(xiàn)在生物學(xué)家主要是到野外環(huán)境去研究動(dòng)物,這樣就既不傷害動(dòng)物,又不改變它們的自然行為。

        勇敢探索自然的貝茨

        英國自然學(xué)家亨利·貝茨(1825—1892)是調(diào)查南美洲亞馬孫雨林野生動(dòng)植物的第一位歐洲人。他收集了許多新的物種并研究它們的生存方式。如今科學(xué)家繼續(xù)發(fā)現(xiàn)新的物種,但同時(shí),由于我們?nèi)祟悓ψ匀唤绲你藓?,許多物種已經(jīng)滅絕或者瀕臨滅絕。

        生物的形態(tài)和大小

        生物以各種各樣的形態(tài)和大小活著。它們可以是比20層樓大廈還高的參天巨樹,也可以是小得根本看不見的細(xì)菌。植物一輩子都在同樣的地方生長,而許多動(dòng)物可以借助空氣之力漂洋過海,飛行很遠(yuǎn)的距離。生物都要吸收足以維持它們生命的原料,有些需要進(jìn)食,有些則攝入簡單的物質(zhì)。它們體內(nèi)都發(fā)生化學(xué)反應(yīng),消耗原料,產(chǎn)生能量,同時(shí)在這一過程中制造廢物。它們所獲得的能量使自己能夠成長、再生,并回饋它們周圍的世界。

        生命的特征

        生命有哪些特征呢?讓我們以老鼠為例來加以說明。老鼠生命中最重要的、每天必做的事情是尋找食物來“點(diǎn)燃”它們自己的身體。它們利用自己的感官來發(fā)現(xiàn)任何自己能吃的食物和避免危險(xiǎn)。老鼠依靠食物和氧氣的共同作用來獲得能量,同時(shí),釋放在此過程中形成的廢棄物——二氧化碳。它們同時(shí)利用食物中的營養(yǎng)素來構(gòu)造身體的新部件或器官。老鼠出生后6周,已經(jīng)能夠繁育后代了。

        生物的本領(lǐng):從混亂到有序

        如果有一個(gè)發(fā)條玩具,你不去擰它的發(fā)條,它慢慢就會(huì)失去能量,變得松松垮垮。時(shí)間一長,它就徹底壞掉了。這是非生命體的典型特征。生物的發(fā)展則遵循著另外的軌道:它們吸收能量,并用以建造諸如細(xì)胞或外殼之類的組織。生物能將混亂的東西變得有序,這是它們獨(dú)有的本領(lǐng)。而且當(dāng)生物死去,這一本領(lǐng)也就消失了。

        無生命的機(jī)器

        機(jī)器人有時(shí)看起來像一個(gè)活人一樣,但它們確實(shí)只不過是復(fù)雜的、無生命的機(jī)器而已。機(jī)器人確實(shí)能夠利用能量而移動(dòng),但它不能自行取得能量,而只能依靠人類給予它能量。不僅如此,它也不能成長,不能繁育后代。同時(shí),如果不精心維護(hù),機(jī)器人最終將壞掉。

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