生命科学（一）

绣夫

我为儿孙讲科学

编辑/月儿

生物与生物学

什么叫“生物”呢？大千世界中，只有两大类物体，一种是生物，就是有生命的物体；另一种是无生命的物体，如水、泥土、石头，等等。

如果低下头仔细观察，你会发现，生物几乎随处可见：你吃饭时掉落的一个饭粒，倒入垃圾桶后会养活许许多多霉菌；你舀起一勺河水，里面会有许多你看不见的微生物……生物分布在广阔的陆地和海洋，在地球上的几乎所有地方。即使在极端恶劣的条件下——在炎热干燥的沙漠或在寒冷的山顶，都有某种形式的生命存在和繁殖。

生物学是研究一切生命的科学，从那些只有用显微镜才能看得见的生命到那些比我们人类更大的生命。生物学家研究的目标，是了解各种各样的生命是如何生存和发展的，在地球上所有生命的复杂拼图上，它们又是如何连接在一起的。

有机体和物种

对生物学家来说，有机体也就是生物，是活着的任何东西：从一个微不足道的细菌到一颗小草、一只小虫到一个人，都是有机体。生物学家经常放在嘴边的词是“物种”。某个物种就是指一些能够互相交配和生育后代的有机体。比如，狮子和鸵鸟，就分属两个不同的物种。雄狮能与母狮交配并生育小狮子，鸵鸟也一样，但狮子和鸵鸟不能交配并生育后代。有机体通常是分别独立生活的，但有时同一物种的成员会在一个群体里共同生活。

有趣的生石花

请你猜一猜，这张照片上的东西是不是几块大石头？你多半会猜错，这是货真价实的有趣生物——一种名叫生石花的植物。它又叫“活着的石头”，生长在干燥的非洲南部。在一年中的大部分时间里，它会很好地隐蔽自己，但它还必须繁育后代。为了达到这一目的，它长得像色彩鲜艳的花朵，从而吸引昆虫的驻留。昆虫把花粉从一颗生石花传授到其他的生石花上去，日后便形成了种子。

生物学家如何研究生物？

在19世纪时，科学家研究动物，常常用杀死它们然后做成标本的方法。图中的这些飞蛾就是博物馆中数以千计的标本中的几只。今天看来，这样收集标本固然可以获得有用的信息，但也可能损害那些稀有的物种。所以，现在生物学家主要是到野外环境去研究动物，这样就既不伤害动物，又不改变它们的自然行为。

勇敢探索自然的贝茨

英国自然学家亨利·贝茨（1825—1892）是调查南美洲亚马孙雨林野生动植物的第一位欧洲人。他收集了许多新的物种并研究它们的生存方式。如今科学家继续发现新的物种，但同时，由于我们人类对自然界的戕害，许多物种已经灭绝或者濒临灭绝。

生物的形态和大小

生物以各种各样的形态和大小活着。它们可以是比20层楼大厦还高的参天巨树，也可以是小得根本看不见的细菌。植物一辈子都在同样的地方生长，而许多动物可以借助空气之力漂洋过海，飞行很远的距离。生物都要吸收足以维持它们生命的原料，有些需要进食，有些则摄入简单的物质。它们体内都发生化学反应，消耗原料，产生能量，同时在这一过程中制造废物。它们所获得的能量使自己能够成长、再生，并回馈它们周围的世界。

生命的特征

生命有哪些特征呢？让我们以老鼠为例来加以说明。老鼠生命中最重要的、每天必做的事情是寻找食物来“点燃”它们自己的身体。它们利用自己的感官来发现任何自己能吃的食物和避免危险。老鼠依靠食物和氧气的共同作用来获得能量，同时，释放在此过程中形成的废弃物——二氧化碳。它们同时利用食物中的营养素来构造身体的新部件或器官。老鼠出生后6周，已经能够繁育后代了。

生物的本领：从混乱到有序

如果有一个发条玩具，你不去拧它的发条，它慢慢就会失去能量，变得松松垮垮。时间一长，它就彻底坏掉了。这是非生命体的典型特征。生物的发展则遵循着另外的轨道：它们吸收能量，并用以建造诸如细胞或外壳之类的组织。生物能将混乱的东西变得有序，这是它们独有的本领。而且当生物死去，这一本领也就消失了。

无生命的机器

机器人有时看起来像一个活人一样，但它们确实只不过是复杂的、无生命的机器而已。机器人确实能够利用能量而移动，但它不能自行取得能量，而只能依靠人类给予它能量。不仅如此，它也不能成长，不能繁育后代。同时，如果不精心维护，机器人最终将坏掉。