本書對長期以來各種生物所獲得的微妙的生命機(jī)制,以及它們?nèi)绾螏椭覀兊纳钐峁┰敿?xì)清晰的解釋。生物學(xué)涵蓋的范圍極其廣泛,了解生物進(jìn)化的原則并將物理、化學(xué)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(xué)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(xué)生物知識點(diǎn)通俗講解,培養(yǎng)學(xué)科通識思維。
金子康子
1981年獲得琦玉大學(xué)理學(xué)部學(xué)士學(xué)位、1983年獲得琦玉大學(xué)理學(xué)部碩士學(xué)位。1986年獲得威斯康星大學(xué)麥迪遜分校博士學(xué)位(植物學(xué)專業(yè))。目前是琦玉大學(xué)教育學(xué)部教授、兼任理工學(xué)研究課教授。研究領(lǐng)域?yàn)橹参锛?xì)胞生物學(xué)。在學(xué)生時期就開始沉迷于電子顯微鏡的世界中,自此進(jìn)行了各類植物細(xì)胞的微細(xì)結(jié)構(gòu)及技能的研究。2009年負(fù)責(zé)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(jì)的囊泡貉藻自生地的復(fù)原做出了貢獻(xiàn)。
日比野拓
1973年出生于東京。東京工業(yè)大學(xué)生命理工學(xué)部畢業(yè)后,獲得東京大學(xué)理學(xué)系生物科學(xué)專業(yè)碩士學(xué)位、博士學(xué)位。目前是琦玉大學(xué)教育學(xué)部副教授。研究領(lǐng)域?yàn)楹D懞秃0俸项悇游锏陌l(fā)生生物學(xué)及比較免疫學(xué)。
第1章 為醫(yī)學(xué)和健康做出貢獻(xiàn)的“生物”們 / 001
01 因在水母體內(nèi)發(fā)光而被作為標(biāo)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(xì)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(xué)習(xí) / 039
03 通過“共同進(jìn)化”而實(shí)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(xì)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(xué)” / 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(jī) / 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(jì)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(xué)習(xí)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(dāng)我們用“血型”來判斷危地馬拉人的性格 / 140
02 保護(hù)人類身體的“體腔” / 147
03 進(jìn)化的等級由“心臟”的進(jìn)化程度來決定嗎 / 152
04 為什么存在各種各樣的“植物細(xì)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(xué)”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(lán)光受體” / 191
05 證明詩人歌德“花是葉的變形”觀點(diǎn)的“ABC模型” / 197
06 海膽的“調(diào)節(jié)卵”是生物學(xué)發(fā)展的貢獻(xiàn)者 / 204
第7章 “生物學(xué)”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(yán)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(yuǎn)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(jìn)行著各種研究。17世紀(jì),人們首次使用顯微鏡發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞并開始對微生物進(jìn)行觀察;18世紀(jì),林奈為各種生物標(biāo)注了學(xué)名,將物種進(jìn)行了體系化;19世紀(jì),查爾斯·達(dá)爾文發(fā)表了進(jìn)化論;20世紀(jì)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(jìn)入實(shí)用化階段,人們開始對各種細(xì)胞的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行更為詳細(xì)的觀察。隨后,自20世紀(jì)后半期至21世紀(jì),生物學(xué)實(shí)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(rèn)識到,關(guān)于生物的許多地方,都還是未知的。實(shí)際上,已被標(biāo)注了學(xué)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(xué)相關(guān)的部分,由琦玉大學(xué)教育學(xué)院準(zhǔn)教授日比野拓執(zhí)筆,與植物學(xué)相關(guān)的部分,則由我——金子康子負(fù)責(zé)。
我個人主要使用電子顯微鏡進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(xué)生們拍的圖片,以及學(xué)生們做實(shí)驗(yàn)時一起拍攝的圖片。
一起愉快地使用電子顯微鏡進(jìn)行了各種觀察的埼玉大學(xué)教育學(xué)院理科專業(yè)的學(xué)生們,幫我拍攝了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的顯微鏡圖片的研究生鲹坂瑞暉,幫我進(jìn)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(jìn)行了點(diǎn)評的我的女兒們、總是對我進(jìn)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(jī)會和方法的實(shí)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!