从生态学透视生命系统的设计运作与演化：生态、遗传和进化通过生殖的融合 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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谢平 著

图书标签:

• 生态学
• 生命系统
• 设计
• 运作
• 演化
• 生态遗传
• 进化
• 生殖
• 系统生物学
• 复杂性科学

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030369185

版次：1

商品编码：12128108

包装：平装

开本：16开

出版时间：2013-03-01

用纸：胶版纸

页数：397

字数：500000

正文语种：中文

内容简介

　　数以百万计的物种生存于现在的地球上，并呈现出大大小小、五颜六色甚至奇形怪状的生命景色。那么生命如何在地球上得以诞生？有机体是如何进行（生态）设计的？为何有如此之多的物种出现在地球上？繁殖是生命区别于非生命物体的本质特征，尽管生物的繁殖方式千差万别，但可简单地归结为无性生殖和有性生殖，而有性生殖存在于几乎所有的动植物之中，为何有性生殖如此广泛？
　　目前，生物学家对有性生殖的分子机制已经了解得相当清楚，但是为什么生物的繁殖需要通过不同性别的细胞的融合来完成仍然是一大谜团。“性的为什么”困扰包括达尔文在内的进化生物学家已经长达150多年。此外，显花植物中单性花的比例很小（约10%），为何它们的生殖系统以雌雄同株占据绝对优势？自交真的会导致衰退吗？
　　这些疑问正是本书探索的重点。《从生态学透视生命系统的设计运作与演化：生态、遗传和进化通过生殖的融合》致力于通过生殖来整合生态学、遗传学和进化生物学的见解，探寻生命系统的自然设计、运作和演化的原理。通过对迄今为止流行的或具有代表性的理论或假设进行批判性的分析与审视，定义了两个新的概念——r-生殖对策和K-生殖对策，提出了两个新的理论——“性的生态学起源”和“性的生态遗传学本质”。因此，《从生态学透视生命系统的设计运作与演化：生态、遗传和进化通过生殖的融合》不仅是对现有知识的综合，而且是对一些传统理论的挑战，并进一步提出了新的概念和理论。
　　《从生态学透视生命系统的设计运作与演化：生态、遗传和进化通过生殖的融合》可供生态学、进化生物学、生态遗传学、繁殖生物学、生物地理学、全球变化生物学、理论生态学、生物学、环境科学、古生物学、生物哲学等领域的科研人员、师生以及感兴趣的社会公众参考。

内页插图

目录

第一章 寻根生态学——早期发展史与分化
一、生态学概念的起源与定义
1．生态学一词的起源
2．生态学的定义
二、牛态学早期的发展简史
1．生态学的起源——从本能到科学
2．达尔文的进化论——马尔萨斯人口论学说在整个动植物界的应用
3．马尔萨斯人口论的数学描述——逻辑斯蒂方程式
三、生态学早期的其他重要概念
1．生物圈
2．生物群落
3．生物地理学
4．生态位
5．食物链
6．生态系统
四、生态学的分支
1．生态学的分类
2．为何有如此繁多的生态学分支出现？
五、结语

第二章 从尺度透视生命的设计原理
一、生命的大小尺度特征——极度的多样化
1．生物界物种大小的多样化
2．群内生物大小的多样化
3．生物大分子大小的多样化
二、进化的趋势——通过多样化和复杂化不断扩展生命尺度
1．进化的趋势——体型多样化和复杂化
2．进化的趋势——遗传信息复杂化
3．进化的趋势——体积趋于增大
4．脊椎动物的进化趋势——脑趋向于增大
三、气候对动植物体格的塑造
1．气候对动物体格的影响——低温促进动物体积的增加
2．气候对植物体格的影响——极端低温和干旱限制树木生长
四、群落复杂化促进生物体积分化
1．捕食与被捕食关系的进化促进动物体积分化
2．物种生态功能细化促进有机体体积分化
五、从生命的尺度看物种生物学特征的设计
1．体长与世代时间
2．极限体长与生长速率
3．体重与摄食率
4．体重与代谢速率
六、从生命的尺度看物种生态学特征的设计
1．体重与内禀增长率
2．体重与种群密度
3．体重与运动速率
4．体重与活动范围
5．体积与物种多样性
七、从生命的尺度看物种生态对策的设计
1．r－和K-对策——“广种薄收”与“精耕细作”
2．r-和K对策——非稳定性适应和稳定性适应
八、结语

第三章 从模型透视生命系统的运作过程
一、酶促反应速率模型
1．酶惊人的催化能力使生化反应速率无可比拟
2．酶促反应速率的基本模型——米一曼方程
3．生化反应的高效和精确性造就了差异极大的米氏常数
二、有机体整体代谢速率模型
1．有机体整体代谢速率与质量的关系
2．有机体整体代谢速率与温度的关系
3．身体质量和温度对有机体整体代谢速率的联合效应
4．关于代谢速率的若干概念
三、细胞的体积及增长
四、个体生长模型
1．常见的个体生长模型
2．主要生长模型的参数特征比较
3．描述鱼类生长的von Bertalanffy模型的生长速率K和极限体长l∞的比较
4．主要生长模型之间的数学转换
五、单一种群的数量变动——始于无限，终于有限
1．种群增长模型——无限寓于有限之中
2．逻辑斯蒂增长——实验种群的常见模式
3．指数增长——惊人的暴发vs惊人的崩溃
六、先天的出生，后天的死亡
1．存活率曲线——不同的死亡策略
2．人类的存活率曲线——趋向极限死亡的转变
七、两个种群间的相互作用模型
1．经典的Lotka-Volterra方程——永无止境的周期性波动
2．两个相互作用种群的周期性振荡案例
八、不同生命层次的运动——难觅统一的动态模式
1．酶促反应速率——既高效又专一，依赖于底物浓度
2．个体和种群的增长——从无限到有限，依赖于时间与自身质（数）量
九、结语

第四章 从稳定性、可塑性和稳态转化透视生态系统的行为
一、对稳定性的认识——从种群到生态系统
1．稳定性——涉及生态系统的各个层面
2．认识发展的几个关键节点
二、种群和群落稳定性——概念与度量
1．什么是“种群稳定性”和“群落稳定性”
2．种群和群落稳定性的概念——动听却难以度量
三、系统稳定性——概念与度量
1．用简单的系统诠释复杂的系统稳定性
2．大胆的外延——提出从单个到多个平衡状态的新的系统观
3．系统稳定性的度量——一样困难
4．稳定性景观——形象地描绘多稳态系统
四、生态功能稳定性模型
1．物种多样性模型
2．异质性模型
3．“铆钉”模型
4．“驾驶员和乘客”模型
5．模型整合
五、生态可塑性——稳定不一定可塑，不稳定不一定不可塑
1．生态可塑性——一种新的多平衡态的系统观
2．“五花八门”的生态可塑性定义
3．稳定性包含于“可塑性”之中
六、生态可塑性——只不过是个隐喻吗？
1．可塑性的概念性度量
2．可塑性的半定量
3．可塑性也会变化
七、生态系统的稳态转化与时滞
1．生态系统对环境变化的响应——从渐变到突变
2．生态系统的稳态转化——从实践到理论
3．时滞——下降与回复的轨迹不同．
4．减轻或避免时滞——现代生态系统管理策略的战略转变
八、结语

第五章 植被的地理格局——植物群落的生态学设计原理
第六章 植被渲替——地质历史变动轨迹中植物的归宿性反应
第七章 生物多样性地理格局——物种的生态学设计原理
第八章 基因组的进化——物种的生态遗传学设计原理
第九章 从存在到演化——生物生殖概观
第十章 “性的为什么”——历史之审读
第十一章 环境决定生殖方式——生态的“性”演化理论
第十二章 地球环境演化——生命系统的革新与跃升
第十三章 永恒的生命旋律——创造、进化与毁灭
主要参考文献
章节英文概要
后记

好的，这是一份针对您提供的书名《从生态学透视生命系统的设计运作与演化：生态、遗传和进化通过生殖的融合》而撰写的、不包含该书内容的图书简介。 --- 《生命的蓝图：从化学起源到复杂系统的涌现》 简介 本书深入探讨了生命系统从最基础的化学分子层面到宏观生态网络层面，其结构、功能和历史演化的核心驱动力。我们摒弃将生命视为单一物种或特定过程的狭隘视角，转而构建一个跨越多个时间尺度和组织层级的综合框架，旨在理解生命现象的普适性原则。 第一部分：无生命的化学基石与自组织 生命起源并非凭空出现，而是依赖于地球早期特定环境下的化学反应。本卷首先考察了早期地球的物理化学条件，包括大气成分、能量来源（如火山活动、紫外线辐射）以及液态水的关键作用。我们详细分析了小分子有机物的形成，如米勒-尤里实验所揭示的氨基酸和核苷酸前体的合成途径。 随后，重点转向自组织与膜的形成。在没有外部指导的情况下，脂质分子如何自发地聚集形成微囊或脂质体，这是细胞边界出现的基础。我们探讨了催化剂的早期形式——可能是矿物表面或简单的肽链——如何加速特定反应，并讨论了代谢网络的雏形如何从这些化学反应中涌现出来。这个阶段的叙述侧重于物理化学定律在生命起源中的主导地位，强调非平衡态热力学在维持生命系统有序性中的作用。 第二部分：遗传信息的存储、复制与早期代谢 一旦出现能自我维持的化学循环，信息的存储和传递就成为下一关键瓶颈。本部分聚焦于核酸的早期发展及其功能多样化。我们审视了“RNA世界”假说，不仅关注RNA作为遗传物质和催化剂的双重角色，还深入分析了分子识别如何通过碱基配对的特异性得以实现。 在信息系统稳定之后，能量捕获机制的演化成为推动生命扩张的关键。我们比较了早期光合作用（如厌氧光合作用）与后来的产氧光合作用在能量梯度建立上的效率差异。这一演化路径深刻影响了地球的大气成分，为后续更复杂的氧化代谢提供了必要的化学环境。本部分特别强调信息精确度与反应速率之间的权衡，这是所有生物系统设计中普遍存在的张力。 第三部分：多细胞化与组织的分工与整合 从单细胞生命到多细胞生命是一个重大的组织学飞跃。本书从细胞间黏附和信号传导的角度剖析了这一转变。我们探讨了最初的协同作用（例如，形成菌落或简单的共生体）如何通过细胞间通讯网络的出现，演化为不同细胞执行特定功能的复杂结构。 在多细胞系统的构建中，分化与整合是核心议题。个体细胞如何“同意”放弃部分繁殖能力以换取整体的生存优势？我们运用系统动力学模型来模拟这种合作的稳定性和潜在的冲突（如肿瘤的早期形式）。此外，形态发生的物理限制——如扩散效率、材料强度——如何约束了早期生物体的三维结构，也是本部分考察的重点。 第四部分：宏观生态的相互作用与景观动态 当生命在地球上繁荣发展后，它们开始塑造彼此的环境。本卷将视角提升到种群和群落层面，分析物种间相互作用的结构性后果。我们详细考察了捕食者-猎物动态的数学模型，以及竞争如何导致物种的生态位分化和资源隔离。 一个重要的焦点是群落的稳定性和恢复力。我们引入了网络理论工具来分析食物网的拓扑结构，并讨论了关键物种（Keystone Species）在维持网络多样性中的作用。景观异质性对物种分布的影响也被纳入考量，强调了地理空间结构如何决定生物多样性的模式。我们分析了大规模灭绝事件如何重塑生态系统的连接性和功能冗余度，并探讨了当前人类活动对全球生态网络带来的前所未有的压力。 第五部分：信息熵、适应性与复杂性的涌现 最后，本书将前面所有层面的观察汇聚起来，探讨复杂性的本质。我们从信息论的角度审视适应性：生物系统如何通过最小化环境中的不确定性（熵）来维持自身的低熵状态。适应性不是一个终点，而是一个持续的、基于试错的探索过程。 我们分析了生物学中的约束条件：历史路径的依赖性（Path Dependency）如何限制了可能的演化方向。例如，为什么我们拥有基于碳的化学以及DNA/RNA的遗传系统，而非其他理论上可行的替代方案。本书认为，生命系统的设计运作并非源于一个预设的蓝图，而是一系列在特定物理化学约束下，局部最优选择在时间上累积的产物。这种累积性的、受环境反馈制约的“设计”过程，正是生命系统持续演化的核心动力。 《生命的蓝图》旨在为读者提供一个统一的、跨学科的视角，用以理解从分子到生物圈的生命现象，揭示隐藏在生命多样性背后的基本物理和信息学原理。

评分☆☆☆☆☆

从书名上看，这本书似乎为我提供了一个非常独特的观察生命现象的视角。我一直觉得，生命系统就像一个极其复杂的机器，有其精密的内部运作机制，同时又在不断地适应外部环境的变化。 “从生态学透视生命系统的设计运作与演化”，这让我联想到，作者可能会将生命比作一个个精巧的设计，这些设计不仅要满足个体生存的基本需求，更要能应对千变万化的生态挑战，并随着时间的推移不断进行“升级换代”。 而“生态、遗传和进化通过生殖的融合”，这句话则点出了作者的核心论点——生殖是连接这三个关键概念的枢纽。 我很好奇，作者将如何解释生殖在遗传信息传递中的角色，以及这种传递如何受到生态因素的影响。 也许会探讨，在不同的生态位上，生物为了提高繁殖成功率，会在哪些方面选择性地保留或改变基因？又或者，生殖的变异是如何为自然选择提供原材料，从而推动物种的进化。 这种将生物的“硬件”（遗传）和“软件”（行为、生理）在特定“操作系统”（生态环境）下，通过“执行程序”（生殖）进行“迭代更新”（进化）的类比，让我充满了探索的欲望。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计很有意思，那是一种抽象的、流动的色彩，仿佛在描绘着生命的脉络，又带着几分宇宙星空的深邃感。我一直对生命科学领域的研究非常感兴趣，尤其是那些能够将不同学科视角融会贯通的研究。当我在书店看到这本书的时候，它的书名就立刻抓住了我的眼球。 “从生态学透视生命系统的设计运作与演化”，这本身就充满了宏大的视角和深度。“生态、遗传和进化通过生殖的融合”，这句话更是点睛之笔，它暗示了作者试图在一个统一的框架下，解析生命最根本的驱动力——生殖，是如何将个体层面的生态适应、群体层面的遗传变异以及长时段的进化力量巧妙地联系起来的。我期待这本书能够提供一种全新的理解生命的方式，不仅仅是孤立地研究生态环境、基因突变或者物种变迁，而是看到它们之间错综复杂、相互依存的关系。 尤其“设计运作”这个词，让我联想到生命系统如同一个精密的工程，充满了智慧和秩序，而“演化”则揭示了其动态变化和适应性的本质。我很好奇作者是如何将这些看似抽象的概念，通过生殖这个具体而微的生命过程来解读的。是关于繁殖策略的演化？还是基因在生殖过程中的传递和重组如何影响种群的进化轨迹？这些问题都让我迫不及待地想翻开这本书，去探索其中的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧工艺相当讲究，硬壳封面摸起来很有质感，纸张的厚度适中，印刷清晰，阅读起来应该会是一种愉悦的体验。我喜欢那种能够引发深刻思考的书籍，尤其是当它们探讨的是关于生命本质的问题。这本书的书名，初看上去可能有些学术化，但仔细品味，却充满了哲学和科学的交融。 “从生态学透视”，这表明作者的出发点是生命与环境的相互作用，这是生命存在和演化的基石。而“生命系统的设计运作与演化”，则将生命比作一个复杂的系统，既有其内在的运行规则，也有不断适应和进化的能力。最令我好奇的是“生态、遗传和进化通过生殖的融合”这一部分。生殖作为生命延续的根本，承载着遗传信息的传递，也受到环境因素的影响，并且是驱动进化的直接机制。 我设想作者会深入探讨，例如，不同的生殖方式（有性生殖、无性生殖）如何影响种群的遗传多样性，从而决定了其在不同生态环境下的适应能力和进化潜力。 又或者，在特定生态压力下，繁殖策略会如何改变，进而影响基因的频率和种群的进化方向。 这种跨学科的整合，在我看来是现代生命科学研究的大趋势，能够为我们揭示生命运行的更深层次规律。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，第一感觉是它的内容一定相当扎实，因为书名里包含了“生态学”、“遗传”、“进化”以及“生命系统”这些重量级的术语。 “从生态学透视生命系统的设计运作与演化”，这句话让我联想到，作者并不是简单地罗列生物学的各个分支，而是试图构建一种更具系统性的理解框架。生态学关注的是生物与其环境的关系，而“设计运作”则暗示了生命内部的精巧结构和运行规律，再加上“演化”，就构成了一个从微观到宏观、从静态到动态的完整图景。 我最感兴趣的是“生态、遗传和进化通过生殖的融合”这个部分。生殖，看似是一个简单的生命过程，但它却是遗传物质得以延续和传播的唯一途径，也是自然选择得以施加影响的根本环节。 我设想，作者可能会分析，在不同的生态压力下，比如食物链的紧张程度、繁殖场所的可获得性、天敌的威胁等，是如何影响生物的繁殖策略，例如繁殖频率、产仔数、亲代投入等。而这些繁殖策略的改变，又会反过来影响种群的基因组成和遗传多样性，进而驱动物种朝着更适应当前生态环境的方向进化。 这种对生殖在连接生态适应与遗传演化中的核心作用的深入剖析，无疑会为我们理解生命世界的复杂性和多样性提供一个全新的视角。

评分☆☆☆☆☆

这本厚重的书籍，光是看到封面上那细致入微的图案，就足以让人产生一种对知识的敬畏感。我最近一直在关注关于生命起源和演化的最新研究进展，特别是那些能够将不同生物学分支整合起来的理论。这本书的题目“从生态学透视生命系统的设计运作与演化：生态、遗传和进化通过生殖的融合”，非常准确地概括了它的研究范畴，而且“透视”这个词，意味着作者将从一个独特的、更广阔的视角来审视这些问题。我尤其被“生殖的融合”所吸引。通常我们谈论遗传学、进化论和生态学，它们各自有其独立的理论体系，但这本书似乎在尝试建立一个联系，而生殖正是这个连接点。 想象一下，作者可能会分析，某种特定的生态环境是如何选择出特定的繁殖策略，而这种繁殖策略又如何影响基因的传递和变异，进而塑造了物种的进化路径。比如说，在资源极度匮乏的环境下，生物可能会演化出更高效的生殖方式，或者更严格的亲代抚育策略，而这些都会在遗传层面留下印记，并最终影响整个物种的进化方向。 这种将宏观的生态环境、微观的遗传变异以及漫长的进化过程，通过生殖这个关键环节串联起来的思路，无疑是极具挑战性和创新性的。