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(wú)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(jiàn)：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(jiàn)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(jiàn)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(duì)生物學(xué)家來(lái)說(shuō)，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(chóng)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(niǎo)，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(niǎo)也一樣，但獅子和鴕鳥(niǎo)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(qǐng)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(zhǎng)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(zhǎng)得像色彩鮮艷的花朵，從而吸引昆蟲(chóng)的駐留。昆蟲(chóng)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(lái)，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(guó)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?duì)自然界的戕害，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(shù)，也可以是小得根本看不見(jiàn)的細(xì)菌。植物一輩子都在同樣的地方生長(zhǎng)，而許多動(dòng)物可以借助空氣之力漂洋過(guò)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(jiǎn)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(guò)程中制造廢物。它們所獲得的能量使自己能夠成長(zhǎng)、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(lái)加以說(shuō)明。老鼠生命中最重要的、每天必做的事情是尋找食物來(lái)“點(diǎn)燃”它們自己的身體。它們利用自己的感官來(lái)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(lái)獲得能量，同時(shí)，釋放在此過(guò)程中形成的廢棄物——二氧化碳。它們同時(shí)利用食物中的營(yíng)養(yǎng)素來(lái)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(zhǎng)，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(wú)生命的機(jī)器

機(jī)器人有時(shí)看起來(lái)像一個(gè)活人一樣，但它們確實(shí)只不過(guò)是復(fù)雜的、無(wú)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(zhǎng)，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。