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生態(tài)學(xué)通識

出版社：北京大學(xué)出版社出版時(shí)間：2021-11-01
開本： 32開 頁數(shù)： 258
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生態(tài)學(xué)通識 版權(quán)信息

生態(tài)學(xué)通識 本書特色

1.著名生態(tài)學(xué)家查爾斯·J.克雷布斯寫給熱愛自然的人士的“生態(tài)啟蒙書”。 2.豐富典型的案例，深入淺出的講述，完美呈現(xiàn)生態(tài)學(xué)的精髓以及當(dāng)代世界的生態(tài)難題。 3.像生態(tài)學(xué)家一樣思考，了解我們時(shí)代的生態(tài)難題，是現(xiàn)代知識人的基本教養(yǎng)。借助《生態(tài)學(xué)通識》，讀者可以習(xí)得“打量自然的整全眼光”。

生態(tài)學(xué)通識 內(nèi)容簡介

在這本簡約流暢而又意味豐厚的通識讀物里，生態(tài)學(xué)大家查爾斯·J.克雷布斯教授提醒我們，生態(tài)學(xué)思維是生態(tài)文明來臨前每個(gè)公民應(yīng)該具備的基本素養(yǎng)。出于“普及生態(tài)學(xué)思維”的美好意愿，他拋棄了那種囊括生態(tài)學(xué)的經(jīng)典研究或主要理論流派的“專業(yè)黑話”，引領(lǐng)我們關(guān)注諸如物種入侵、氣候變遷、過度捕撈、物種滅絕、生物多樣性保護(hù)之類的生態(tài)現(xiàn)象以及相關(guān)生態(tài)故事。進(jìn)而一步步地推導(dǎo)出生態(tài)學(xué)中的12個(gè)關(guān)鍵原則：物種有其地理分布；種群不可能無限增長；每個(gè)物種都存在適宜與不適宜的棲息地；被過度開發(fā)的種群必然會(huì)崩潰；動(dòng)植物種群能從干擾中恢復(fù)；群落能存在于不同的穩(wěn)定狀態(tài)中；關(guān)鍵物種對生物群落的運(yùn)轉(zhuǎn)至關(guān)重要；自然系統(tǒng)是演化的產(chǎn)物；自然系統(tǒng)會(huì)循環(huán)利用重要物質(zhì)；太陽能驅(qū)動(dòng)了大自然的生態(tài)系統(tǒng)；氣候變化實(shí)質(zhì)性地影響了生態(tài)系統(tǒng)的變化；滅絕永無止境，但由人類造成的物種喪失是可以避免的。 這是植根于當(dāng)代世界的“生態(tài)啟蒙書”，克雷布斯教授深入探討的生態(tài)問題既是常在且永恒的，又是緊迫的和再及時(shí)不過的。他的精彩分析，既凸顯了生態(tài)系統(tǒng)的豐富性和復(fù)雜性，健康的生態(tài)對于文明的基礎(chǔ)性意義，也強(qiáng)調(diào)了當(dāng)今人類對地球生態(tài)的致命影響。

生態(tài)學(xué)通識 目錄

序/ 1

**章　是什么限制了生物的地理分布？/ 1

第二章　種群不能無限增長/ 19

第三章　每個(gè)物種都存在適宜和不適宜的棲息地/ 41

第四章　被過度開發(fā)的種群必然會(huì)崩潰/ 61

第五章　動(dòng)植物群落能從干擾中恢復(fù)/ 81

第六章　群落能存在于不同的穩(wěn)定狀態(tài)中/ 103

第七章　關(guān)鍵種對生物群落功能具有重要影響/ 125

第八章　自然系統(tǒng)是演化的產(chǎn)物/ 143

第九章　自然系統(tǒng)會(huì)循環(huán)利用重要物質(zhì)/ 165

第十章　太陽能為自然生態(tài)系統(tǒng)提供能量/ 187

第十一章　氣候在變化，群落與生態(tài)系統(tǒng)也隨之變化/ 207

第十二章　滅絕永無止境，但由人類造成的物種喪失可以避免/ 227

參考文獻(xiàn)/ 247


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生態(tài)學(xué)通識 節(jié)選

第八章 自然系統(tǒng)是演化的產(chǎn)物 回顧整個(gè)演化史，會(huì)使生態(tài)學(xué)家們保持謙遜；人類在地球上僅僅存在了很短的一段時(shí)間，我們卻對已經(jīng)演化了億萬年的地球生命施加了不對等的劇烈影響。演化已經(jīng)為我們今天在不同大陸的動(dòng)植物生命上所看到的奠定了基礎(chǔ)，而在本章中我們關(guān)注的是人類如何從正反兩面，對演化的路徑產(chǎn)生了影響或正在產(chǎn)生影響。 我們能否運(yùn)用那些關(guān)于現(xiàn)代社會(huì)如何從過去演變至今的完善的知識，來幫助我們設(shè)計(jì)出更好的林業(yè)或農(nóng)業(yè)系統(tǒng)呢？生物在多大程度上受縛于過去的演化事件呢？為了控制有害物種或應(yīng)對疾病暴發(fā)，我們所做出的那些短淺決定是否促進(jìn)了有害物種的發(fā)展？這些都是生態(tài)學(xué)與演化生物學(xué)的交叉領(lǐng)域中的重要問題，而且也屬于生物學(xué)中一個(gè)頗為活躍的研究領(lǐng)域。 演化有兩種形式，它或者是查爾斯·達(dá)爾文所指出的那種物種受變異驅(qū)使而產(chǎn)生的具有一定方向性的演化，或者是那種在生物體上持續(xù)許多世代才在性狀上表現(xiàn)出的累積式變化。達(dá)爾文的過人之處就在于，指出了演化的機(jī)制是自然選擇。自然選擇是一個(gè)過程，它來源于人們的三項(xiàng)基本觀察：（1）不同個(gè)體間出現(xiàn)了一些特征的變異（例如眼睛的顏色或體型的大。；（2）在繁殖過程中產(chǎn)生一致的變異，或者在幸存?zhèn)體中擁有這種變異后的特征；（3）親代和子代之間存在特征繼承關(guān)系，或者親代和子代的特征之間具有相似性。自然選擇的過程促使生物適應(yīng)它們所居住的環(huán)境。那些使得生物具有更高的繁殖率或更好的生存率的性狀就是有利的特征。那些具有這些有利特征的個(gè)體就是“被選擇的個(gè)體”，并且它們的這些特征在經(jīng)歷數(shù)個(gè)世代之后，將在這個(gè)物種的種群中變得越來越普遍。不過因?yàn)槊總(gè)物種所處的環(huán)境不僅不一致，并且十分多樣化，所以自然選擇并不會(huì)為各種生命創(chuàng)造出一個(gè)共有的“完美”模型。盡管有人認(rèn)為我們?nèi)祟愐呀?jīng)進(jìn)步到超越了自然選擇的限制，但人類仍然遵從自然選擇的規(guī)律。與人類出生體重相關(guān)的自然選擇，就是一個(gè)好例子。圖 8.1 顯示在美國，新生兒體重在約 4.2 千克時(shí)，死亡率*低，這一體重略高于記錄到的新生兒平均體重 3.4 千克。體重過輕的新生兒更易死亡，因此他們將無法傳遞自己的基因，而且即使是在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的保護(hù)下，體重過重的新生兒也面臨著激增的死亡風(fēng)險(xiǎn)。盡管從 2000 年至今已經(jīng)有 14 年的醫(yī)學(xué)發(fā)展，但美國新生兒的出生死亡率相比于 2000 年時(shí)只有很小的變化，只是略微降 低而已。 微生物對抗生素的抗性 抗生素在 20 世紀(jì)的使用，極大地降低了當(dāng)時(shí)的人口死亡率。但隨著抗生素在醫(yī)藥業(yè)和食物生產(chǎn)中的持續(xù)過度使用，人類的病原體已經(jīng)得到了抗性篩選，從而日趨削弱了抗生素的功效。高頻度的病原體抗性使抗生素治療感染的效力顯著減弱，進(jìn)而增加了并發(fā)癥的危險(xiǎn)和致死率。病原體對抗生素的抗性的增長，增加了衛(wèi)生保健系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。如果我們?nèi)匀幌氡３挚股氐墓πВ@一情況就必須反轉(zhuǎn)回來。 自從 1937 年磺胺藥物（或者磺胺制劑）作為**種抗菌劑面世以來，每一種獨(dú)特抗性機(jī)制的出現(xiàn)都困擾著這些抗生素在醫(yī)療上的應(yīng)用。20 世紀(jì) 30 年代晚期，對于磺胺藥物抗性的報(bào)道開始出現(xiàn)，同樣的抗性機(jī)制在之后的 80 年里依舊在發(fā)揮作用。青霉素于1928年由亞歷山大·弗萊明發(fā)明，但當(dāng)青霉素作為醫(yī)療用藥僅僅幾年后的 1940 年，人們就發(fā)現(xiàn)細(xì)菌已經(jīng)通過產(chǎn)生抗性而對青霉素具有預(yù)適應(yīng)能力。在抗生素被廣泛使用的 20 世紀(jì) 40 年代，對抗生素具有抗性的菌株開始流行。1944 年，用于治療肺結(jié)核的鏈霉素剛被發(fā)明出來，那種突變菌株幾乎立即就被科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了，而這就是結(jié)核分枝桿菌（Mycobacterium tuberculosis）對抗生素治療時(shí)的濃度所產(chǎn)生的抗性。其他被發(fā)明出來的抗生素被應(yīng)用于臨床后，類似的結(jié)果也隨之而來。圖 8.4 按照時(shí)間先后順序展示了不同抗生素的發(fā)明時(shí)間和抗性的出現(xiàn)時(shí)間。 20 世紀(jì) 50 年代中期，日本人發(fā)現(xiàn)抗生素的抗性能夠在基因?qū)用孢M(jìn)行傳遞，這個(gè)意想不到的發(fā)現(xiàn)改變了整個(gè)抗生素的應(yīng)用狀況。細(xì)菌可以通過結(jié)合的形式引入異端外緣基因，從而傳播所收集的抗生素抗性基因，隨即使其遍布整個(gè)細(xì)菌病原體種群。人們僅僅在過去的數(shù)年里，才認(rèn)識到基因交換是細(xì)菌的普遍屬性，但在微生物演化過程中，這種情況已經(jīng)發(fā)生了億萬年之久。隨后人們在鳥類和哺乳類中也發(fā)現(xiàn)了含有細(xì)菌的基因片段，這才提高了對演化過程中非近源物種之間基因轉(zhuǎn)移的重大作用的認(rèn)識；蜣D(zhuǎn)移發(fā)生在不同的細(xì)菌物種之間，并且人們在不同的細(xì)菌屬中發(fā)現(xiàn)了相同的致病基因。 隨著人類使用抗生素，許多與人類流行病相關(guān)的細(xì)菌病原體已經(jīng)演化出了多重抗性。而在發(fā)展中國家和工業(yè)化國家，那些具備多重抗性并引發(fā)結(jié)核病的結(jié)核分枝桿菌已成為主要病原體；它們已經(jīng)成為過去致命性病原體的 21 世紀(jì)新版本。一系列現(xiàn)在被稱為“超級細(xì)菌”的細(xì)菌造成了包括醫(yī)院交叉感染在內(nèi)的其他多種嚴(yán)重傳染病，多重突變賦予了這些細(xì)菌對于所有現(xiàn)存抗生素的高度抗性，進(jìn)而增加了人致病死亡的可能性。 那些具有抗生素抗性的病原體的出現(xiàn)和傳播，催生出了為數(shù)眾多的在基因?qū)用鎸剐园l(fā)育的研究。在很長時(shí)間內(nèi)人們曾經(jīng)認(rèn)為，微生物為了獲得抗性，將遭受很大的能量損失，以至于在同一物種的內(nèi)部生存競爭中，抗性菌株沒有非致病性菌株有利。在同一種細(xì)菌中，具有抗性的菌株的增長速度明顯慢于不具抗性的菌株。作為這種適應(yīng)性減少的結(jié)果，多重抗性菌株在缺乏選擇的情況下曾被認(rèn)為是不穩(wěn)定的和短命的，以至于不會(huì)傳播到健康的人類身上（Andersson，2006）。如果這些發(fā)現(xiàn)是正確的，就意味著抗性是可逆的，那么所需的抗生素的使用量也將減少。依照這種思路，超級藥物就應(yīng)該能夠解決問題。然而不幸的是，事實(shí)并非如此。 *近的研究顯示，具有抗性的微生物并不會(huì)因?yàn)槲覀儨p少了抗生素的使用而消失（Davies 和 Davies，2010）。即使抗生素的選擇壓力不復(fù)存在，具有抗性的細(xì)菌仍然能夠存留很長時(shí)間。這些研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)：我們?nèi)匀挥斜匾l(fā)展新的抗生素；與此同時(shí)，為了減少抗性加劇的風(fēng)險(xiǎn)，我們必須謹(jǐn)慎使用抗生素。微生物的抗性演化，是快速演化的范例，而這也正是公共健康領(lǐng)域所面臨的主要問題。針對各不相同的細(xì)菌、運(yùn)用不同毒性機(jī)理而設(shè)計(jì)的藥物，其數(shù)量畢竟有限。在過去 30 年間，人們只發(fā)現(xiàn)了寥寥數(shù)種新的有效分子，這正凸顯了在醫(yī)學(xué)界謹(jǐn)慎使用抗生素的重要性（Bourguet 等，2013）。

生態(tài)學(xué)通識 作者簡介

查爾斯??J.克雷布斯（Charles J. Krebs）：世界著名生態(tài)學(xué)家。美國人，加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)動(dòng)物學(xué)榮休教授，堪培拉大學(xué)應(yīng)用生態(tài)學(xué)學(xué)院特聘思想家。著有：《生態(tài)學(xué):分布與豐度的實(shí)驗(yàn)分析》《生態(tài)世界觀》《生態(tài)學(xué)方法論》《生態(tài)學(xué)通識》等書。

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