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牛津通識讀本牛津通識讀本:植物 版權(quán)信息
- ISBN：9787544784375
- 條形碼：9787544784375 ; 978-7-5447-8437-5
- 裝幀：一般純質(zhì)紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
牛津通識讀本牛津通識讀本:植物 本書特色
什么是植物？這個看似簡單的問題卻讓我們一時難以作答。沃克在本書中寫道，“植物和愛情一樣，很容易識別，卻很難去定義。”我們幾乎與植物朝夕相處，卻往往對其熟視無睹，更不用說對它們了解多少了。然而植物的進(jìn)化直接影響著動物生命的進(jìn)化和地球氣候的演變，它們對人類的重要性更是不言而喻。本書為我們解讀了植物的進(jìn)化歷程，從原始的水中孕育到在陸地上的艱難生存，從它們的繁殖方式到自我傳播的種種策略，你會發(fā)現(xiàn)植物遠(yuǎn)比我們想象的要更有智慧。
牛津通識讀本牛津通識讀本:植物 內(nèi)容簡介
植物是生物圈的基本組成要素，它們的進(jìn)化直接影響著動物生命的進(jìn)化和地球氣候的演變。植物對人類的重要性也不言而喻，它們不僅可以作為谷類、水果和蔬菜為人類提供食物，還給木材、紙張和藥品等物質(zhì)資料提供了原材料。在本書中，英國植物學(xué)家蒂莫西·沃克簡明而生動地介紹了植物的特性、進(jìn)化歷程和多樣性，以及它們的美學(xué)和實用價值，并強(qiáng)調(diào)了為子孫后代保護(hù)它們的必要性。
牛津通識讀本牛津通識讀本:植物 目錄
**章?? 什么是植物？
第二章?? 干燥的陸地生活
第三章?? 植物的繁殖
第四章?? 植物的傳播
第五章?? 植物的多樣性
第六章?? 植物對人類的貢獻(xiàn)
第七章?? 人類對植物的保護(hù)
索引
英文原文
第二章?? 干燥的陸地生活
第三章?? 植物的繁殖
第四章?? 植物的傳播
第五章?? 植物的多樣性
第六章?? 植物對人類的貢獻(xiàn)
第七章?? 人類對植物的保護(hù)
索引
英文原文
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牛津通識讀本牛津通識讀本:植物 節(jié)選
**章 什么是植物？ 植物和愛情一樣，很容易識別，卻很難去定義。在英國，人們在許多自然風(fēng)光優(yōu)美的景區(qū)入口，都可以看到一塊要求游客避免“毀壞樹木和植物”的標(biāo)志牌。我們肯定要問上一句，樹怎么就不能算作植物。植物通常被簡單地解釋為一種綠色的、不能移動的有機(jī)體，它們能夠通過光合作用來養(yǎng)活自己（即自養(yǎng)生物）。這是關(guān)于植物的一種啟發(fā)式定義，我們可以增添更多的描述來對其進(jìn)行完善。有時，植物被描述為具有以下多種特征的有機(jī)體： 1） 含有葉綠體，具有對水和二氧化碳進(jìn)行光合作用并產(chǎn)生糖的能力； 2） 具有纖維素構(gòu)成的堅硬的細(xì)胞壁； 3） 可將能量存儲為碳水化合物或者淀粉； 4） 進(jìn)行分裂和分化的特殊組織（即分生組織）可持續(xù)生長； 5） 細(xì)胞中含有相對較大且充滿汁液的液泡。 所以，樹木顯然是植物，而且就算其他有機(jī)體缺少上述一種或幾種特征，我們也不難將其定義為植物。例如，蘭科珊瑚蘭屬植物春珊瑚根（Corallorhiza wisteriana）能開出蘭花般的花朵，能結(jié)出典型蘭科植物的微小種子，也具有大多數(shù)陸生植物都有的維管組織。但是，這種植物卻沒有綠色的葉片， 因為這種珊瑚蘭屬于菌根營養(yǎng)植物，它依靠能從森林地被物的腐爛物質(zhì)中獲取能量的真菌而生存。正是與真菌的親密關(guān)系令這種珊瑚蘭能夠?qū)崿F(xiàn)這一生存模式，而這也是蘭科植物在不同程度上共同具有的特征。與之類似的是生長在牛津地區(qū)查威爾河畔的歐洲齒鱗草（Lathraea clandestine），它的花朵讓人聯(lián)想起毛地黃，但它既沒有嫩枝也沒有葉片。它的花朵直接從土壤中冒出來，因為這種植物的根能夠滲入柳樹的根，并從柳樹的維管組織中轉(zhuǎn)移營養(yǎng)物質(zhì)。這兩種植物都失去了光合作用的能力，但它們?nèi)匀粚儆谥参铮驗樗鼈兒凸夂献饔弥参镉性S多其他共同特征。 上述植物定義所存在的問題就是過于狹隘，因為它并沒有將部分生活在水中的藻類考慮在內(nèi)。為了給植物一個合理、明確的定義，我們需要考慮生物有機(jī)體的分類方式。在生物學(xué)中，相似的個體被歸為同一個物種，而相似的物種又被歸為同一個屬，以此類推進(jìn)而歸類為科、目、綱、門、界。這種分類等級中的每一層次都可被稱為一個分類單元，而關(guān)于分類的研究就是分類學(xué)。在19世紀(jì)之前，分類學(xué)家們嘗試創(chuàng)建一種能夠揭示造物主計劃的自然分類。而自19世紀(jì)起，生物學(xué)家們就開始質(zhì)疑物種是否能通過保留這些變化并將其傳遞給后代而發(fā)生改變和進(jìn)化。 目前，生物學(xué)家們已經(jīng)進(jìn)行了大量的工作來構(gòu)建“生命之樹”（或者說是系統(tǒng)發(fā)生），以此來展示所有生物體之間的關(guān)系。1859年，達(dá)爾文發(fā)表《物種起源》之后，這項工作便實現(xiàn)了快速啟動， 而且至今仍在進(jìn)行。進(jìn)化樹是《物種起源》中的唯一一幅插圖，而**版圖書的第13章也對分類學(xué)進(jìn)行了清晰的介紹。達(dá)爾文在書中探討了構(gòu)建一種自然分類的可能性，但是如今“自然”意味著進(jìn)化過程的揭示而非上帝的旨意。目前，分類學(xué)的基礎(chǔ)在于達(dá)爾文所謂的共同祖先學(xué)說。一個分類單元中的所有物種只有一個共同的祖先，而且它們就是該祖先的所有后代。如果能夠滿足這種分類標(biāo)準(zhǔn)，那么該類群便是單系的。從物種到界，單系類群出現(xiàn)在分類的每個層級中。 如果我們將 38億年來的物種進(jìn)化看作一棵分叉樹，那么植物就是生命之樹上的一組分支，而這組分支都能與同一個分叉點發(fā)生聯(lián)系。當(dāng)你試圖確定究竟是哪個分叉點成為植物的起源時，爭論便就此產(chǎn)生了。此時值得一提的是，真菌絕對不是植物。在生命之樹中，真菌實際上是與動物并列的分支。盡管如此，在高校的院系組成中，真菌學(xué)家確實比較容易和植物學(xué)家（而不是動物學(xué)家）歸為一類。 植物的起源 無論如何定義，植物的核心無疑是光合作用能力。但不幸的是，有些能夠進(jìn)行光合作用的生物體卻并不被看作植物。光合藍(lán)藻就是其中的一員。目前，人們認(rèn)為生命只在 38億年前進(jìn)化過一次。當(dāng)時，地球作為生物環(huán)境與現(xiàn)在截然不同。沒有保護(hù)性的臭氧層，也就無法吸收來自太陽的有害紫外線。此外，大氣中還含有大量的二氧化碳，而氧氣成分卻很少。 與我們?nèi)缃袼吹降拇蠖鄶?shù)植物相比，*早出現(xiàn)的生物非常簡單。首先，它們是單細(xì)胞生物，即原核生物。現(xiàn)在仍有許多原核生物存在于古生菌和細(xì)菌這兩大類生物中。（另一大類生物就是真核生物，即植物、動物和真菌。）人類在距今有近35億年歷史的巖石中發(fā)現(xiàn)了原核生物化石。這些早期細(xì)菌的化石結(jié)構(gòu)看起來與如今在世界各地多處都能見到的疊層石類似。 疊層石是一種墊形的巖石，見于溫暖的淺湖邊緣，*常見于咸水湖旁。這種巖石就是（僅僅）由微生物層積堆疊而成的。單細(xì)胞的藍(lán)藻菌群漂浮在水上形成了一層黏液膜。碳酸鈣沉積在黏液上，藍(lán)藻隨之遷移到巖石表面，繼而形成一層新的黏液膜。這些交替的巖層和黏液膜逐漸演變成化石，細(xì)菌也就被包裹在巖石中。所以很顯然，原核生物可能早在38億年前就已經(jīng)完成了進(jìn)化，但想要確定這些早期生物如何獲取賴以生存的能量卻并不容易。有些生物可能合成了酶來分解礦物質(zhì)，但這種能量來得太慢。目前已有有力證據(jù)表明，這些疊層石化石中的藍(lán)藻能夠捕獲太陽的能量，并以大氣中豐富的二氧化碳為原料來合成有機(jī)碳。這一證據(jù)基于這樣一種事實，即相較于大氣中存在的13C，負(fù)責(zé)從二氧化碳中捕獲碳元素的酶會優(yōu)先結(jié)合碳的另一種同位素 12C。因此，如果碳化合物中含有這兩種同位素的比例與大氣中不同，那么這些化合物就是光合作用的產(chǎn)物。在格陵蘭島的巖石中所發(fā)現(xiàn)的碳化合物就具有光合作用所產(chǎn)生的碳同位素比率。 我們所熟悉的光合生物通常利用水來產(chǎn)生電子，水中的氧氣隨后以氣體的形式釋放到大氣中。人們認(rèn)為*早的光合藍(lán)藻可能采用硫化氫（H2S）而非水（H2O）來作為光合原料。根據(jù)目前的推斷，藍(lán)藻在22億年前產(chǎn)生了大量的氧氣并積累在大氣中。這件事看起來不起眼，但藍(lán)藻開始利用水作為電子供應(yīng)這一事實*終導(dǎo)致了大氣中氧氣水平的上升，從而使得有氧呼吸以及大多數(shù)生命的存在成為可能。氧氣的產(chǎn)生還有另一重影響，即上層大氣中臭氧層的形成。現(xiàn)在臭氧層的缺失已經(jīng)引起了人們的注意，它的保護(hù)作用在生物學(xué)上至關(guān)重要。在臭氧層出現(xiàn)之前，疊層石中的黏液層可能有助于保護(hù)藍(lán)藻，水生環(huán)境也能為其提供部分保護(hù)作用。 回顧前文，早在 20億年前已有大量的原核生物藍(lán)藻可以通過光合作用產(chǎn)生氧氣，但是仍然沒有可以稱之為植物的生物出現(xiàn)。植物的進(jìn)化還缺少一件必定發(fā)生過我們卻并不知曉全過程的事件，那就是**個真核細(xì)胞的形成。真核細(xì)胞比原核細(xì)胞具有更完善的內(nèi)部組織，它們具有被膜包裹的細(xì)胞器，例如細(xì)胞核和線粒體，以及植物所特有的葉綠體。細(xì)胞器就是細(xì)胞內(nèi)的小型“器官”，它們在細(xì)胞內(nèi)各自承擔(dān)著特殊的功能。 科學(xué)家們認(rèn)為，在27億年前，某種不明單細(xì)胞原核生物吞噬了另一種原核生物，但并未將其分解。被吞噬的細(xì)胞仍然保留著自身的細(xì)胞膜，并將部分（并非全部）基因并入宿主細(xì)胞的細(xì)胞核中。這種吞噬衍生而來的“合作”關(guān)系被稱為胞內(nèi)共生（endsymbiosis）。 這種早期真核生物（即原真核細(xì)胞）依賴于代謝獨(dú)立生活的藍(lán)藻的光合產(chǎn)物而生存。胞內(nèi)共生學(xué)說的證據(jù)十分簡單：細(xì)胞器有兩層細(xì)胞膜—一層屬于自己，另一層則屬于將其吞噬的宿主細(xì)胞。*早發(fā)生胞內(nèi)共生現(xiàn)象的時間推斷依據(jù)也很簡單：所有真核生物的獨(dú)特特征之一就是能產(chǎn)生甾醇。在真核生物死亡并被分解后，甾醇便被轉(zhuǎn)化為甾烷，并在巖石中存留很長時間。擁有 27億年歷史的巖石中含有甾烷，所以其中也有少量的死亡真核生物，但是并沒有完整生物體的化石。 多年之后，真核生物的多樣性增加導(dǎo)致進(jìn)化譜系產(chǎn)生了許多其他物種（包括現(xiàn)存物種和滅絕物種），但沒有植物。然而，在吸收了一種原核生物之后，原真核細(xì)胞又吸收了另一種原核生物，而這次的原核生物是一種光合藍(lán)藻細(xì)菌。和之前一樣，被吞噬的生物體成了一種細(xì)胞器，而部分（并非全部）基因也并入了宿主細(xì)胞的細(xì)胞核。和之前一樣，這種細(xì)胞器也具有雙層膜結(jié)構(gòu)，它就是我們?nèi)缃袼娜~綠體。
牛津通識讀本牛津通識讀本:植物 作者簡介
蒂莫西.沃克 英國植物學(xué)家，牛津大學(xué)薩默維爾學(xué)院植物科學(xué)系生物專業(yè)講師，曾任牛津大學(xué)植物園園長。2011年在英國廣播公司（BBC）第四臺主持《植物學(xué)：綻放的歷史》系列節(jié)目，并著有《大戟屬植物》（2002）、《植物保護(hù)》（2013）等著作。
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