本書對長期以來各種生物所獲得的微妙的生命機制,以及它們?nèi)绾螏椭覀兊纳钐峁┰敿毲逦慕忉。生物學涵蓋的范圍極其廣泛,了解生物進化的原則并將物理、化學原則與生物現(xiàn)象相關(guān)聯(lián),就能輕松地理解生物多種多樣的現(xiàn)象。
希望通過本書,可以讓小讀者體會到生物的樂趣和其多樣性,以及多樣化的生物如何深深地融入我們的生活。
了不起的科學系列,漫畫圖解,知名教授、科普專家撰寫,七大主題,100+硬核中學生物知識點通俗講解,培養(yǎng)學科通識思維。
金子康子
1981年獲得琦玉大學理學部學士學位、1983年獲得琦玉大學理學部碩士學位。1986年獲得威斯康星大學麥迪遜分校博士學位(植物學專業(yè))。目前是琦玉大學教育學部教授、兼任理工學研究課教授。研究領(lǐng)域為植物細胞生物學。在學生時期就開始沉迷于電子顯微鏡的世界中,自此進行了各類植物細胞的微細結(jié)構(gòu)及技能的研究。2009年負責琦玉縣羽生市“寶藏寺沼囊泡貉藻自生地緊急調(diào)查”,為消失近半世紀的囊泡貉藻自生地的復(fù)原做出了貢獻。
日比野拓
1973年出生于東京。東京工業(yè)大學生命理工學部畢業(yè)后,獲得東京大學理學系生物科學專業(yè)碩士學位、博士學位。目前是琦玉大學教育學部副教授。研究領(lǐng)域為海膽和海百合類動物的發(fā)生生物學及比較免疫學。
第1章 為醫(yī)學和健康做出貢獻的“生物”們 / 001
01 因在水母體內(nèi)發(fā)光而被作為標記物的“GFP” / 002
02 將“胎生”的人從病毒中拯救出來的“卵生”的雞 / 008
03 健康的秘訣就隱藏在“腸道菌群”里 / 013
04 我們利用“癌”而生存 / 019
05 誕生于“重復(fù)序列”的DNA鑒定 / 025
第2章 “細菌、植物、動物”的生存戰(zhàn)略 / 033
01 反面教師?! 保衛(wèi)“眷群”的邏輯 / 034
02 若想子孫繁榮,就向“矮雄”學習 / 039
03 通過“共同進化”而實現(xiàn)繁榮的菊科植物 / 045
04 誕生于領(lǐng)地行為的特效藥 / 053
05 “抗生素”與細菌之間無盡的拉鋸戰(zhàn) / 060
第3章 將生命維持至今的“生物”結(jié)構(gòu) / 067
01 取自生物外形的“仿生學” / 068
02 令人期待的“DNA納米技術(shù)” / 073
03 地球上所有生命的生存都依賴“光合作用” / 080
04 對植物的陸地生活起到極大作用的“角質(zhì)層” / 087
05 植物的“蒸騰作用”打造出天然的冷氣機 / 094
第4章 將不可能變?yōu)榭赡艿摹爸参铩钡那伤肌? 101
01 來自宇宙中發(fā)芽的黃瓜“釘子”的教訓(xùn) / 102
02 植物身上不可思議的“向重力性” / 109
03 上了年紀也會“無限成長”的植物 / 116
04 在貧瘠的土地上也能生存下去,豆科植物“根瘤”的力量 / 123
05 學習食蟲植物“貉藻”的生長方式 / 130
第5章 那些不為人知“生物”的不可思議之處 / 139
01 當我們用“血型”來判斷危地馬拉人的性格 / 140
02 保護人類身體的“體腔” / 147
03 進化的等級由“心臟”的進化程度來決定嗎 / 152
04 為什么存在各種各樣的“植物細胞形態(tài)” / 158
05 創(chuàng)造出紅葉與花色的“液泡和質(zhì)體” / 164
第6章 支撐“生物學”的法則和發(fā)現(xiàn) / 171
01 通過“等位基因”來解開遺傳之謎 / 172
02 加深對DNA理解的“中心法則” / 177
03 牽牛花通過“光敏色素”來感知開花期 / 183
04 被忽視了100年的“藍光受體” / 191
05 證明詩人歌德“花是葉的變形”觀點的“ABC模型” / 197
06 海膽的“調(diào)節(jié)卵”是生物學發(fā)展的貢獻者 / 204
第7章 “生物學”中不為人知的趣事 / 211
01 從三花貓追溯“克隆”的真相 / 212
02 有人氣與沒人氣——兩極分化嚴重的“活化石” / 218
03 “優(yōu)異數(shù)據(jù)”與孟德爾定律 / 223
寫在最后 / 227
距今大約37億年前,地球上誕生了生命,生命又經(jīng)過漫長的演變,地球上出現(xiàn)了“人”。人與地球上的各種生物產(chǎn)生關(guān)聯(lián),從它們身上得到了諸多好處?梢哉f,我們正是“多虧了這些生物的存在”,才能夠在這個世界上生存。
在本書中,我們希望以一種簡單易懂的方式解釋清楚:各種生物在漫長的歷史中都獲得了哪些巧妙的生理結(jié)構(gòu),以及那些結(jié)構(gòu)又是怎樣對我們?nèi)祟惖纳町a(chǎn)生了幫助。讀者若能通過這本書感受到生物的深奧、復(fù)雜及有趣,并能了解到多樣的生物是如何對我們的生活產(chǎn)生深遠影響的,我將喜不自勝。
人類,為了理解自己身邊的生命(生物),同時,又為了理解自身并以此過上更好的生活,持續(xù)不懈地對生物進行著各種研究。17世紀,人們首次使用顯微鏡發(fā)現(xiàn)了細胞并開始對微生物進行觀察;18世紀,林奈為各種生物標注了學名,將物種進行了體系化;19世紀,查爾斯·達爾文發(fā)表了進化論;20世紀中葉,人們發(fā)現(xiàn)了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)。這個時期,電子顯微鏡也進入實用化階段,人們開始對各種細胞的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行更為詳細的觀察。隨后,自20世紀后半期至21世紀,生物學實現(xiàn)了瞬息萬變的發(fā)展。
即便如此,我們?nèi)匀豢梢陨钋械卣J識到,關(guān)于生物的許多地方,都還是未知的。實際上,已被標注了學名的生物,只占地球上所有生物的1%或10%。這個世界上還有許多人類未曾見過的生物,以及未知的繁雜生命現(xiàn)象。未來的10年、20年間,人類會有哪些新的發(fā)現(xiàn),只要想到這里,我就非常期待。
在本書中,與動物學相關(guān)的部分,由琦玉大學教育學院準教授日比野拓執(zhí)筆,與植物學相關(guān)的部分,則由我——金子康子負責。
我個人主要使用電子顯微鏡進行植物研究。生物電子顯微鏡的領(lǐng)域,還屬于發(fā)展階段,新的技術(shù)在不斷研發(fā)。在本書中,也有幾張使用最先進的電子顯微鏡拍攝的圖片。希望讀者通過最新開發(fā)的顯微鏡技術(shù)感受一下前沿微觀世界的震撼。[書中出現(xiàn)的掃描電子顯微鏡(SEM)的圖片,大多使用了TECHNEX工作室的Tiny-SEM進行拍攝。]
在本書中,也使用了許多與其他研究者共同研究時拍攝的圖片,尤其使用了我在電子顯微鏡和植物研究方面的恩師——松島久老師拍攝的圖片。此外,還包括我個人研究室里的學生們拍的圖片,以及學生們做實驗時一起拍攝的圖片。
一起愉快地使用電子顯微鏡進行了各種觀察的埼玉大學教育學院理科專業(yè)的學生們,幫我拍攝了學生實驗的顯微鏡圖片的研究生鲹坂瑞暉,幫我進行了圖片處理的厚澤季美江,正是由于你們的幫助,我才集齊了這些有意義的圖片。此外,讀完本書草稿后進行了點評的我的女兒們、總是對我進行著鼓勵的TAMO,以及一直在等待本書出版的、我的88歲的母親,謝謝你們!
最后,向我提供了本書問世機會和方法的實務(wù)教育出版社的佐藤金平先生,以及編輯工作室SHIRAKUSA的畑中隆先生,也請接受我最誠摯的感謝!