地球科學(xué)-第一章

1、農(nóng)學(xué)與植物保護(hù)學(xué)院農(nóng)學(xué)與植物保護(hù)學(xué)院袁忠林袁忠林Office :86080446Cell phone地球科學(xué)地球科學(xué)(Earth Science)：指一切研究地球的科指一切研究地球的科學(xué)。各學(xué)科通常會以物理、地理、地質(zhì)、氣象、數(shù)學(xué)。各學(xué)科通常會以物理、地理、地質(zhì)、氣象、數(shù)學(xué)、化學(xué)、生物的角度研究地球。它和人類的生活學(xué)、化學(xué)、生物的角度研究地球。它和人類的生活息息相關(guān)。地球科學(xué)是一門很基礎(chǔ)、很重要的學(xué)科。息息相關(guān)。地球科學(xué)是一門很基礎(chǔ)、很重要的學(xué)科。l地球科學(xué)可涵蓋的學(xué)科：自然地理、氣象學(xué)、地球科學(xué)可涵蓋的學(xué)科：自然地理、氣象學(xué)、植物學(xué)、動物學(xué)、微生物學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、

2、植物學(xué)、動物學(xué)、微生物學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、海洋學(xué)、氣候?qū)W、大氣物理學(xué)、地地質(zhì)學(xué)、海洋學(xué)、氣候?qū)W、大氣物理學(xué)、地球動力學(xué)、古生物學(xué)、地磁學(xué)等。球動力學(xué)、古生物學(xué)、地磁學(xué)等。l這里主要講一下地球上生物的多樣性這里主要講一下地球上生物的多樣性(Biodiversity)(Biodiversity)及其分布格局的成因及其分布格局的成因 。第一節(jié)、生物多樣性的概念、第一節(jié)、生物多樣性的概念、組成及意義組成及意義1、多樣性多樣性(Diversity)(Diversity)簡單來說就是簡單來說就是“各種各樣各種各樣”的意思。的意思。動物各種各樣的動物；現(xiàn)已知動物各種各樣的動物；現(xiàn)已知150150萬種。

3、萬種。有翅膀，能飛行有翅膀，能飛行個體小個體小繁殖力強(qiáng)繁殖力強(qiáng)器官多樣化器官多樣化不同的變態(tài)類型不同的變態(tài)類型適應(yīng)性強(qiáng)適應(yīng)性強(qiáng)植物各種各樣的植物；現(xiàn)已知植物植物各種各樣的植物；現(xiàn)已知植物5050萬種。萬種。微生物各種各樣的微生物?，F(xiàn)已知細(xì)菌微生物各種各樣的微生物?，F(xiàn)已知細(xì)菌30003000多種，真多種，真菌菌69006900種。種。 1845-1846 Irish famine, 餓死幾十萬，餓死幾十萬，逃荒逃荒150萬萬 (De Bary) （馬鈴薯晚疫（馬鈴薯晚疫病，病，1861） 1942-1943 Bengal famine，1943餓死餓死200萬人（萬人（水稻胡麻斑?。┧竞榘卟?/p>

4、）l生物多樣性的概念，就像許多其它學(xué)科概念一生物多樣性的概念，就像許多其它學(xué)科概念一樣，至今還沒有一個嚴(yán)格、統(tǒng)一的定義。目前，樣，至今還沒有一個嚴(yán)格、統(tǒng)一的定義。目前，對生物多樣性的含義有許多解釋，但所表述的對生物多樣性的含義有許多解釋，但所表述的內(nèi)容基本一致。內(nèi)容基本一致。19871987年美國國會技術(shù)評價辦公室年美國國會技術(shù)評價辦公室（OTAOTA）將生）將生物多樣性定義為：物多樣性定義為：“生物之間的多樣化和變異性生物之間的多樣化和變異性及物種生境的生態(tài)復(fù)雜性。及物種生境的生態(tài)復(fù)雜性?！?19921992年年聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展會議聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展會議（UNCEDUNCED）簽）簽署的署的生

5、物多樣性公約生物多樣性公約將生物多樣性定義為：將生物多樣性定義為：“生物多樣性是指所有來源的形形色色的生物體，生物多樣性是指所有來源的形形色色的生物體，這些來源包括陸地、海洋和其他水生生態(tài)系統(tǒng)及這些來源包括陸地、海洋和其他水生生態(tài)系統(tǒng)及其所構(gòu)成的生態(tài)綜合體；還包括物種內(nèi)部、物種其所構(gòu)成的生態(tài)綜合體；還包括物種內(nèi)部、物種之間和生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。之間和生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。” 19951995年年聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEPUNEP）發(fā)表的關(guān)于全）發(fā)表的關(guān)于全球生物多樣性的巨著球生物多樣性的巨著全球生物多樣性評估全球生物多樣性評估給出給出一個較簡單的定義一個較簡單的定義: :“生物多樣性

6、是所有生物種類、生物多樣性是所有生物種類、種內(nèi)遺傳變異和它們與生存環(huán)境構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)的種內(nèi)遺傳變異和它們與生存環(huán)境構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)的總稱總稱”。19931993年年陳靈芝陳靈芝認(rèn)為，認(rèn)為，“生物多樣性是所有生物種類、生物多樣性是所有生物種類、種內(nèi)遺傳變異和它們的生存環(huán)境的總稱，包括所有種內(nèi)遺傳變異和它們的生存環(huán)境的總稱，包括所有不同種類的動物、植物和微生物，它們所擁有的基不同種類的動物、植物和微生物，它們所擁有的基因，以及它們與生存環(huán)境所組成的生態(tài)系統(tǒng)因，以及它們與生存環(huán)境所組成的生態(tài)系統(tǒng)”。因此，生物多樣性這一定義可以從三個層次上理解。因此，生物多樣性這一定義可以從三個層次上理解。1 1）生物

7、之間的多樣化。）生物之間的多樣化。指地球上存在形形色色的各種生物，指地球上存在形形色色的各種生物，這是物種層次上的多樣性。這是物種層次上的多樣性。2 2）生物之間的變異性。）生物之間的變異性。指生物物種所包含的基因、基因型存指生物物種所包含的基因、基因型存在多樣化和可變性，這是基因?qū)哟紊系亩鄻有?。在多樣化和可變性，這是基因?qū)哟紊系亩鄻有?。各種各樣的蝴蝶蘭細(xì)胞的有絲分裂DNA結(jié)構(gòu)紡 錘 絲 3 3）生境的生態(tài)復(fù)雜性。）生境的生態(tài)復(fù)雜性。指地球表面分布著各種各樣的生態(tài)系指地球表面分布著各種各樣的生態(tài)系統(tǒng)類型及由此構(gòu)成的各種生態(tài)環(huán)境，這是生態(tài)系統(tǒng)層次上的統(tǒng)類型及由此構(gòu)成的各種生態(tài)環(huán)境，這是生態(tài)系統(tǒng)層

8、次上的多樣性。多樣性。常綠闊葉林(低緯度)落葉林(亞熱帶)針葉林(中緯度)高山草甸(高原或高緯度)地中海硬葉森林 熱帶雨林Tropical rain forest落葉林Deciduous forest針葉林 Coniferous forest長白山苔原Changbai Mt. Tundra因此，因此，生物多樣性生物多樣性是指是指“生命有機(jī)體及其借以生存生命有機(jī)體及其借以生存的生態(tài)復(fù)合體的多樣性和變異性，包括所有的植物、的生態(tài)復(fù)合體的多樣性和變異性，包括所有的植物、動物和微生物物種以及所有的生態(tài)系統(tǒng)及其形成的動物和微生物物種以及所有的生態(tài)系統(tǒng)及其形成的生態(tài)過程生態(tài)過程”。物種多樣性是基本內(nèi)容；物

9、種多樣性是基本內(nèi)容；遺傳多樣性由物種攜帶；遺傳多樣性由物種攜帶；生態(tài)系統(tǒng)多樣性由物種構(gòu)筑。生態(tài)系統(tǒng)多樣性由物種構(gòu)筑。u因此，生物多樣性是指地球上因此，生物多樣性是指地球上動物、植物和微生物動物、植物和微生物的的多樣多樣性和變異性的總和性和變異性的總和，以及它們所存在的，以及它們所存在的生態(tài)環(huán)境生態(tài)環(huán)境，它不僅，它不僅是人類生存的基礎(chǔ)，也構(gòu)成了人類生存的生物圈環(huán)境。是人類生存的基礎(chǔ)，也構(gòu)成了人類生存的生物圈環(huán)境。u生物多樣性包括生物多樣性包括遺傳多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣遺傳多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性性。u物種最豐富的自然環(huán)境在物種最豐富的自然環(huán)境在海洋和熱帶雨林海洋和熱帶雨林，甚

10、至海洋生態(tài)，甚至海洋生態(tài)系統(tǒng)比陸地更豐富。系統(tǒng)比陸地更豐富。u人類也是生物多樣性的一部分。生物多樣性使生命在這個人類也是生物多樣性的一部分。生物多樣性使生命在這個行星上變得可能。行星上變得可能。 l如前所述，生物多樣性是由如前所述，生物多樣性是由動物、植物動物、植物和和微生物微生物及其及其生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)所組成的。所組成的。l生物有多少物種呢？生物有多少物種呢？-一個簡單而難以一個簡單而難以準(zhǔn)確回答的問題。準(zhǔn)確回答的問題。l地球地球是我們已知的唯一具有生命的星球。是我們已知的唯一具有生命的星球。形形色色的物種構(gòu)成了豐富多彩的世界。形形色色的物種構(gòu)成了豐富多彩的世界。l地球上究竟有多少物種，這是

11、一個簡單而又很難回答的問地球上究竟有多少物種，這是一個簡單而又很難回答的問題。因為至今還沒有一個、甚至是小的類群真正被完全描題。因為至今還沒有一個、甚至是小的類群真正被完全描述和命名。述和命名。lWilsonWilson認(rèn)為現(xiàn)已知有認(rèn)為現(xiàn)已知有200200多萬種動物、植物和微生多萬種動物、植物和微生物，但有人估計有物，但有人估計有400400萬。萬。l-同物異名同物異名&異物同名。異物同名。l同物異名：一個物種具有兩個或兩個以上的名稱；同物異名：一個物種具有兩個或兩個以上的名稱；l異物同名：即不同物種具有同樣的名字。異物同名：即不同物種具有同樣的名字。l按照生物命名法規(guī)，一個物種只能有

12、一個有效名，按照生物命名法規(guī)，一個物種只能有一個有效名，這個有效名是拉丁文，也叫做學(xué)名，其它名稱均為這個有效名是拉丁文，也叫做學(xué)名，其它名稱均為無效名。無效名。 如：飛蝗如：飛蝗 Locusta migratoriaLocusta migratoria L. L. l在已知的動物在已知的動物150150萬種中，昆蟲就占萬種中，昆蟲就占100100萬種，占萬種，占2/32/3。l熱帶生物學(xué)家熱帶生物學(xué)家ErwinErwin推測物種數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過這個數(shù)字，熱帶昆推測物種數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過這個數(shù)字，熱帶昆蟲大約有蟲大約有30003000萬種。他這一結(jié)論是對巴拿馬地區(qū)一種植物萬種。他這一結(jié)論是對巴拿馬地區(qū)一種植物

13、Luechea seemanniiLuechea seemannii上甲蟲的數(shù)量研究所推測到的，從上甲蟲的數(shù)量研究所推測到的，從1919棵樹上收集到了棵樹上收集到了12001200種甲蟲。甲蟲的數(shù)量最多，約占整個種甲蟲。甲蟲的數(shù)量最多，約占整個生物的生物的25%25%。l為了證實為了證實ErwinErwin的結(jié)論，倫敦國家歷史博物館的的結(jié)論，倫敦國家歷史博物館的 StorkStork和和GastonGaston對熱帶加里曼丹島森林昆蟲進(jìn)行了研究，表明世界對熱帶加里曼丹島森林昆蟲進(jìn)行了研究，表明世界上約有上約有10001000萬萬80008000萬種節(jié)肢動物。萬種節(jié)肢動物。昆蟲新目昆蟲新目螳（蟲

14、脩）目螳（蟲脩）目Mantophasmatodea,2002，Oliver Zompro l現(xiàn)在還沒有人能正確估計微生物的數(shù)量，現(xiàn)已現(xiàn)在還沒有人能正確估計微生物的數(shù)量，現(xiàn)已知細(xì)菌知細(xì)菌30003000多種，真菌多種，真菌69006900種，但英國皇家種，但英國皇家植物園的植物園的 HawksworthHawksworth認(rèn)為，真菌就有認(rèn)為，真菌就有160160萬萬種之多，因為人們對海洋微生物的研究甚少。種之多，因為人們對海洋微生物的研究甚少。桿菌真菌病毒 l生物多樣性是一個復(fù)雜的、多學(xué)科綜合的和內(nèi)涵極其生物多樣性是一個復(fù)雜的、多學(xué)科綜合的和內(nèi)涵極其豐富的概念群。豐富的概念群。l可劃分為可劃分為

15、4 4個層次：個層次：遺傳多樣性遺傳多樣性（genetic diversitygenetic diversity）物種多樣性物種多樣性（species diversityspecies diversity）生態(tài)系統(tǒng)多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性（ecosystem diversityecosystem diversity）景觀多樣性景觀多樣性（landscape diversitylandscape diversity）l 遺傳多樣性遺傳多樣性是生物多樣性的內(nèi)在形式。是生物多樣性的內(nèi)在形式。l廣義的遺傳多樣性廣義的遺傳多樣性是指地球上所有生物所攜帶的是指地球上所有生物所攜帶的遺傳信息的總和，通常談及生態(tài)

16、系統(tǒng)多樣性或物遺傳信息的總和，通常談及生態(tài)系統(tǒng)多樣性或物種多樣性時也就包含了各自的遺傳多樣性。種多樣性時也就包含了各自的遺傳多樣性。l狹義的遺傳多樣性狹義的遺傳多樣性主要指生物種內(nèi)不同群體或同主要指生物種內(nèi)不同群體或同一群體內(nèi)不同個體的遺傳變異的總和，蘊(yùn)藏在動一群體內(nèi)不同個體的遺傳變異的總和，蘊(yùn)藏在動植物和微生物個體的基因。植物和微生物個體的基因。 Solanum melongena L l物種多樣性物種多樣性是生物多樣性最直觀的體現(xiàn)，是生物多樣性最直觀的體現(xiàn)，是生物多樣性概念的核心。是生物多樣性概念的核心。它指有生命的有機(jī)體即動物、植物、它指有生命的有機(jī)體即動物、植物、微生物物種的多樣性。多

17、種多樣的物種微生物物種的多樣性。多種多樣的物種是生態(tài)系統(tǒng)不可缺少的組成部分。是生態(tài)系統(tǒng)不可缺少的組成部分。草鴞長耳鴞長尾林鴞雕鴞褐林鴞紅角鴞浩葉蟬葉蟬 Leafhopper, 2萬多種萬多種物種的概念物種的概念l 林奈：林奈：神創(chuàng)論概念神創(chuàng)論概念(typological species concept):物種是上帝創(chuàng)造的，物種不變，模式種概念。物種是上帝創(chuàng)造的，物種不變，模式種概念。l 達(dá)爾文：達(dá)爾文：進(jìn)化物種概念進(jìn)化物種概念(evolutionary species concept):物種是一個獨(dú)物種是一個獨(dú)立的進(jìn)化分支，與其它立的進(jìn)化分支，與其它分支相比，經(jīng)歷了自已分支相比，經(jīng)歷了自已獨(dú)特

18、的進(jìn)化歷史，有特獨(dú)特的進(jìn)化歷史，有特有的進(jìn)化特征、進(jìn)化潛有的進(jìn)化特征、進(jìn)化潛力和進(jìn)化趨勢，是具有力和進(jìn)化趨勢，是具有祖裔關(guān)系的一系列自然祖裔關(guān)系的一系列自然種群的進(jìn)化事件的總和。種群的進(jìn)化事件的總和。l赫胥黎赫胥黎(Huxley)：生物學(xué)物種概念：生物學(xué)物種概念(biological species concept):物種是個體間可以自由交配和繁物種是個體間可以自由交配和繁衍的一組自然種群，通過某種隔離機(jī)制，使它們衍的一組自然種群，通過某種隔離機(jī)制，使它們在遺傳上同其它類似的一組種群相互隔離著。在遺傳上同其它類似的一組種群相互隔離著。l簡單地說，物種是一群可以自由交配并產(chǎn)生可育簡單地說，物種是

19、一群可以自由交配并產(chǎn)生可育后代的生物群，它們與其它類群在生殖上是隔離后代的生物群，它們與其它類群在生殖上是隔離的，在地理上占有一定的時間和空間。的，在地理上占有一定的時間和空間。思想的解放與近代科學(xué)的興起思想的解放與近代科學(xué)的興起人類起源的生物學(xué)解釋人類起源的生物學(xué)解釋 林奈林奈（瑞典人瑞典人 1707-1778):1707-1778):人猿同歸于靈長目人猿同歸于靈長目靜態(tài)的相近。靜態(tài)的相近。 拉馬克（法國人拉馬克（法國人 1744-1829):1744-1829):人類源于類人猿人類源于類人猿動態(tài)的聯(lián)系。動態(tài)的聯(lián)系。 赫胥黎（英國人赫胥黎（英國人 1825-18951825-1895）: :

20、人猿同祖的親緣關(guān)系。人猿同祖的親緣關(guān)系。 達(dá)爾文（英國人達(dá)爾文（英國人 1809-1882):1809-1882):人類由已經(jīng)滅絕的古猿進(jìn)化而來。人類由已經(jīng)滅絕的古猿進(jìn)化而來。 恩格斯：勞動創(chuàng)造人，亦或制造工具的勞動構(gòu)成人的特有屬性。恩格斯：勞動創(chuàng)造人，亦或制造工具的勞動構(gòu)成人的特有屬性。l 遺傳和物種多樣性是生物多樣性的遺傳和物種多樣性是生物多樣性的基礎(chǔ)基礎(chǔ)，而生態(tài)系統(tǒng)多樣性是生，而生態(tài)系統(tǒng)多樣性是生物多樣性的物多樣性的重點(diǎn)重點(diǎn)。l 生態(tài)系統(tǒng)多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性是指生物圈內(nèi)生境、生物群落和生態(tài)系統(tǒng)的多樣是指生物圈內(nèi)生境、生物群落和生態(tài)系統(tǒng)的多樣性，以及生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)生境差異、生態(tài)進(jìn)程變化的多樣性

21、。性，以及生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)生境差異、生態(tài)進(jìn)程變化的多樣性。l 地球上一切物質(zhì)都是生態(tài)系統(tǒng)的組成部分：地球上一切物質(zhì)都是生態(tài)系統(tǒng)的組成部分： 生境：生境：非生物部分非生物部分 生物部分：生物部分：生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)果園生態(tài)系統(tǒng)森林生態(tài)系統(tǒng)水域生態(tài)系統(tǒng)l 生物多樣性是人類賴以生存的生物資源，是經(jīng)濟(jì)生物多樣性是人類賴以生存的生物資源，是經(jīng)濟(jì)得以持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。得以持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。l 生物多樣性與人類的生物多樣性與人類的衣、食、住、行衣、食、住、行密切相關(guān)。密切相關(guān)。 (1)(1)人類的食物幾乎完全取自生物資源，人類歷史上約有人類的食物幾乎完全取自生物資源，人類歷史上約

22、有50005000種植物被用作食物。生物多樣性是人類的超級市場。種植物被用作食物。生物多樣性是人類的超級市場。幾乎所有的食品者是生物的一部分。幾乎所有的食品者是生物的一部分。 全世界每年要消費(fèi)全世界每年要消費(fèi)1 1億噸的野生魚類。億噸的野生魚類。 糧食作物：糧食作物：土豆、水稻、小麥、玉米等；土豆、水稻、小麥、玉米等； 油料作物：油料作物：油菜、大豆、花生、芝麻、油葵、胡麻等；油菜、大豆、花生、芝麻、油葵、胡麻等；蔬菜：蔬菜：白菜、蘿卜、黃瓜、西紅柿、辣椒、豇豆、西葫蘆。白菜、蘿卜、黃瓜、西紅柿、辣椒、豇豆、西葫蘆。水果：水果：桃、李、杏、梅、梨、蘋果、山楂、柑桔、香蕉、櫻桃、李、杏、梅、梨、

23、蘋果、山楂、柑桔、香蕉、櫻桃等。桃等。肉：肉：雞、鴨、魚、豬、牛、昆蟲、鳥類、野生動物等；雞、鴨、魚、豬、牛、昆蟲、鳥類、野生動物等；蛋：蛋：雞蛋、鴨蛋、鳥蛋等；雞蛋、鴨蛋、鳥蛋等；奶：奶：牛奶、羊奶。牛奶、羊奶。象甲幼蟲天牛幼蟲昆蟲宴(2)(2)人類是如何利用生物多樣性來滿足人們的食物需人類是如何利用生物多樣性來滿足人們的食物需求的呢？求的呢？傳統(tǒng)育種技術(shù)與現(xiàn)代基因工程培育新品種。傳統(tǒng)育種技術(shù)與現(xiàn)代基因工程培育新品種。 特點(diǎn)：大大提高了生產(chǎn)力與抗逆性。特點(diǎn)：大大提高了生產(chǎn)力與抗逆性。美國在二十多年前從中國東北采集去了野生大豆的一個類型，與美國栽培大豆雜交后，培育出新的抗旱品種，使美國替代了中

24、國一躍成為最大的大豆出口國。野生遺傳資源被用來改良家畜、家禽和農(nóng)作物，每年價值數(shù)十億美元。 l抗除草劑農(nóng)作物：抗除草劑農(nóng)作物：1996，孟山都轉(zhuǎn)基因大豆；孟山都和霍伊斯特，孟山都轉(zhuǎn)基因大豆；孟山都和霍伊斯特-抗除草劑玉米?？钩輨┯衩?。l生物改良新飼料：生物改良新飼料：為人類提供優(yōu)良的蛋白質(zhì)并幫助動物吸收磷。為人類提供優(yōu)良的蛋白質(zhì)并幫助動物吸收磷。l促進(jìn)健康的食品：促進(jìn)健康的食品：杜邦和孟山都杜邦和孟山都-有益心臟的食用油的大豆。有益心臟的食用油的大豆。l含天然殺蟲劑的農(nóng)作物含天然殺蟲劑的農(nóng)作物：1996年年-轉(zhuǎn)基因棉花、玉米和馬鈴薯。轉(zhuǎn)基因棉花、玉米和馬鈴薯。l抗疾病農(nóng)作物：抗疾病農(nóng)作物：艾

25、爾姆公司正在研究高含量抗癌物質(zhì)的西紅柿等。艾爾姆公司正在研究高含量抗癌物質(zhì)的西紅柿等。l特種轉(zhuǎn)基因棉花和玉米：特種轉(zhuǎn)基因棉花和玉米：孟山都孟山都-轉(zhuǎn)基因棉花，以使其出產(chǎn)天轉(zhuǎn)基因棉花，以使其出產(chǎn)天然藍(lán)色和黃褐色纖維用于紡織布料。杜邦然藍(lán)色和黃褐色纖維用于紡織布料。杜邦-開發(fā)的一種微生物，有助于開發(fā)的一種微生物，有助于在棉花中產(chǎn)生超高彈性聚酯纖維等在棉花中產(chǎn)生超高彈性聚酯纖維等 。雜交水稻之父-袁隆平院士轉(zhuǎn)基因水稻畝產(chǎn)847公斤中國高產(chǎn)雜交水稻中國高產(chǎn)雜交水稻-主要是由偶然主要是由偶然發(fā)現(xiàn)的一株發(fā)現(xiàn)的一株花粉敗育花粉敗育野生稻與秈稻野生稻與秈稻雜交而成。雜交而成。中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院院士、華

26、中科技大學(xué)教授華中科技大學(xué)教授轉(zhuǎn)基因棉花轉(zhuǎn)基因棉花轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)基基因因作作物物的的安安全全性性、品種越來越少：、品種越來越少： 印度尼西亞，超過印度尼西亞，超過15001500種稻米已經(jīng)在過去的種稻米已經(jīng)在過去的1515年滅絕了；年滅絕了； 在印度，曾經(jīng)有在印度，曾經(jīng)有3 3萬種不同的稻米，而現(xiàn)在萬種不同的稻米，而現(xiàn)在75%75%的稻米產(chǎn)的稻米產(chǎn)量僅來自其中量僅來自其中1010種稻米。種稻米。 世界范圍內(nèi)的世界范圍內(nèi)的474474種家畜品種已經(jīng)變得稀少。種家畜品種已經(jīng)變得稀少。 果樹、蔬菜、小麥、玉米、豬、牛、羊、雞、綿羊也如此。果樹、蔬菜、小麥、玉米、豬、牛、羊、雞、綿羊也如此。、病蟲害容易變異，造

27、成更大損失、病蟲害容易變異，造成更大損失 我們正在栽培或養(yǎng)殖品種的生物多樣性在減少，就會減弱我們正在栽培或養(yǎng)殖品種的生物多樣性在減少，就會減弱未來大自然抵御威脅的能力。未來大自然抵御威脅的能力。 病蟲變異病蟲變異-大面積發(fā)生大面積發(fā)生-損失慘重?fù)p失慘重；如碧瑪一號小麥；如碧瑪一號小麥、病蟲害容易變異，造成更大損失、病蟲害容易變異，造成更大損失 我們正在栽培或養(yǎng)殖品種的生物多樣性在減少，就會減弱我們正在栽培或養(yǎng)殖品種的生物多樣性在減少，就會減弱未來大自然抵御威脅的能力。未來大自然抵御威脅的能力。 加利福尼亞的大麥加利福尼亞的大麥埃塞俄比亞大麥埃塞俄比亞大麥 雜交品種雜交品種黃矮病毒黃矮病毒黃矮病

28、毒黃矮病毒玉米粗縮病玉米粗縮病-灰飛虱灰飛虱人類健康人類健康地球健康地球健康生物多樣性生物多樣性生物多樣性與人類健康：生物多樣性與人類健康： 為人類提供藥品為人類提供藥品 世界衛(wèi)生組織的統(tǒng)計表明，發(fā)展中國家世界衛(wèi)生組織的統(tǒng)計表明，發(fā)展中國家8080的人口依靠傳統(tǒng)的人口依靠傳統(tǒng)的天然藥物治療疾病，發(fā)達(dá)國家有的天然藥物治療疾病，發(fā)達(dá)國家有4040的藥物來自自然資源。的藥物來自自然資源。 根據(jù)根據(jù)19951995年中國中藥資源普查結(jié)果，中國有藥用植物年中國中藥資源普查結(jié)果，中國有藥用植物1114611146種，種，藥用動物藥用動物15811581種，其中常用的大宗植物和動物藥材分別為種，其中常用的大

29、宗植物和動物藥材分別為320320種和種和2929種。種。 白芍板藍(lán)根半夏人參 治療治療瘧疾瘧疾的特效藥的特效藥奎寧奎寧，來自南美洲的，來自南美洲的金雞納樹金雞納樹； 白血病白血病特效藥特效藥長春新堿長春新堿，是從非洲馬達(dá)加斯加島上原，是從非洲馬達(dá)加斯加島上原始森林中生長的一種始森林中生長的一種長春花屬長春花屬的野生植物中提取的；的野生植物中提取的； 阿司匹林阿司匹林最初是從最初是從柳樹柳樹中提取的；中提取的； 能夠抑制能夠抑制艾滋病艾滋病和和瘧疾瘧疾的化合物從是非洲的藥用植物的化合物從是非洲的藥用植物中提取到的；中提取到的； 水蛭素水蛭素是珍貴的是珍貴的抗凝劑抗凝劑； 蜂毒蜂毒可治療可治療關(guān)

30、節(jié)炎關(guān)節(jié)炎； 有些有些蛇毒蛇毒可治療可治療高血壓高血壓 。 從生物中提供新藥或是新的化學(xué)物質(zhì)的潛力很大從生物中提供新藥或是新的化學(xué)物質(zhì)的潛力很大l上述的這些醫(yī)藥，要從植物中提取，不僅費(fèi)時、上述的這些醫(yī)藥，要從植物中提取，不僅費(fèi)時、費(fèi)工，而且費(fèi)用還很昴貴，以其化學(xué)結(jié)構(gòu)為先費(fèi)工，而且費(fèi)用還很昴貴，以其化學(xué)結(jié)構(gòu)為先導(dǎo)化合物，進(jìn)行化工合成，可獲得大量、便宜導(dǎo)化合物，進(jìn)行化工合成，可獲得大量、便宜的醫(yī)藥。的醫(yī)藥。 另外，現(xiàn)在的很多獸藥、農(nóng)藥也是采用另外，現(xiàn)在的很多獸藥、農(nóng)藥也是采用這種方法。這種方法。l仿生農(nóng)藥仿生農(nóng)藥銀果、銀泰、仿生安是從銀杏中提銀果、銀泰、仿生安是從銀杏中提取獲得的先導(dǎo)化合物；取獲得

31、的先導(dǎo)化合物；l擬除蟲菊酯類、沙蠶毒素類農(nóng)藥；滅幼脲等擬除蟲菊酯類、沙蠶毒素類農(nóng)藥；滅幼脲等l 黑熊黑熊在在3 37 7個月的穴居（類似冬眠的一種狀態(tài)）期間，個月的穴居（類似冬眠的一種狀態(tài)）期間，不吃、不喝，不排瀉，但是卻能夠分娩和哺乳，同時不吃、不喝，不排瀉，但是卻能夠分娩和哺乳，同時保持骨密度和體重，并且不會患上尿毒癥。保持骨密度和體重，并且不會患上尿毒癥。l 鯊魚鯊魚能形成減少感染和腫瘤產(chǎn)生的抗體及充足的免疫能形成減少感染和腫瘤產(chǎn)生的抗體及充足的免疫蛋白蛋白。等等。等等。 這些研究能取得成功，對于人們解決一些疑難雜癥很這些研究能取得成功，對于人們解決一些疑難雜癥很重要；同時，通過研究其作

32、用的物質(zhì)，可以人工合成，重要；同時，通過研究其作用的物質(zhì)，可以人工合成，避免大量亂捕亂殺這些動物或植物，使它們不致滅絕。避免大量亂捕亂殺這些動物或植物，使它們不致滅絕。生物多樣性維持著地球的生物系統(tǒng)生物多樣性維持著地球的生物系統(tǒng)生物之間形成食物鏈和食物網(wǎng)的關(guān)系生物之間形成食物鏈和食物網(wǎng)的關(guān)系水稻褐飛虱卵若蟲成蟲稻虱纓小蜂稻虱紅纓小蜂黑肩綠盲蝽稻虱螯蜂黑寬黽蝽稻虱線蟲草間小黑蛛擬環(huán)紋狼蛛八腹球蛛青翅蟻形隱翅甲黑斑蛙其余環(huán)節(jié)稻田中一個食物網(wǎng)分支示意圖食物網(wǎng)l 生物多樣性自動凈化空氣生物多樣性自動凈化空氣 l綠色植物綠色植物吸入二氧化碳吸入二氧化碳放出氧氣；放出氧氣；l生物生物吸收有害氣體吸收有害氣

33、體 (SO(SO2 2等等) )； l綠色植物綠色植物爭化空氣中的灰塵。爭化空氣中的灰塵。 生物多樣性就是地球的肺生物多樣性就是地球的肺 然而，這個肺正在被人們傷害然而，這個肺正在被人們傷害l森林面積正在不斷減少；森林面積正在不斷減少；l有有492492種樹木物種已經(jīng)瀕臨絕；種樹木物種已經(jīng)瀕臨絕；l沙漠化嚴(yán)重；沙漠化嚴(yán)重；森林荒漠化沙塵l外來物種的侵入使生物多樣性喪失；外來物種的侵入使生物多樣性喪失；紫莖澤蘭 馬櫻丹 水葫蘆 美洲斑潛蠅 克氏螯蝦 美國白蛾 l生境片斷化；生境片斷化；l沼澤、湖泊消失；沼澤、湖泊消失；l化學(xué)農(nóng)藥的大量應(yīng)用使生物多樣性喪失。等等?；瘜W(xué)農(nóng)藥的大量應(yīng)用使生物多樣性喪失

34、。等等。水是生命之源。水是生命之源。生物多樣性生物多樣性過濾、凈化水資源。過濾、凈化水資源。住房：房屋、家具的原材料；住房：房屋、家具的原材料；衣服：棉、毛、其它植物纖維；衣服：棉、毛、其它植物纖維；用品：書、樂器等；用品：書、樂器等；取暖、汽車用的石油、煤；化妝品、塑料制品、取暖、汽車用的石油、煤；化妝品、塑料制品、橡膠等。橡膠等。 許多化妝品所含的成分來自于動植物許多化妝品所含的成分來自于動植物 ； 面霜或洗發(fā)液可能就包括植物的提煉汁面霜或洗發(fā)液可能就包括植物的提煉汁 ； 生物多樣性給我們帶來美的享受生物多樣性給我們帶來美的享受 ； 裘皮大衣、亞麻衣、綢緞等；裘皮大衣、亞麻衣、綢緞等； 花

35、園、植物園、校園；花園、植物園、校園； 家庭植物；家庭植物； 自然風(fēng)景等。自然風(fēng)景等。地球的氣候正在變化地球的氣候正在變化珊瑚礁死亡、大型泥石珊瑚礁死亡、大型泥石流、不尋常的暴雨、一些地區(qū)的持續(xù)干旱。流、不尋常的暴雨、一些地區(qū)的持續(xù)干旱。疾病增多，暴發(fā)頻繁；疾病增多，暴發(fā)頻繁；風(fēng)沙暴；風(fēng)沙暴；氣候變暖氣候變暖4646億年前地球形成億年前地球形成3838億年前開始有生物億年前開始有生物演演化了眾多生物化了眾多生物人類產(chǎn)生人類產(chǎn)生200-300200-300萬年；沒有生萬年；沒有生物的多樣性，就沒有人類。物的多樣性，就沒有人類。 20億年前- 細(xì)菌、硅藻6億年水母、珊瑚5億年三葉蟲3.5億年魚類2

36、.3億年前1200萬年前人類文明經(jīng)過了三個階段：人類文明經(jīng)過了三個階段： 采獵文明采獵文明 農(nóng)業(yè)文明農(nóng)業(yè)文明 工業(yè)文明工業(yè)文明不同階段人類對自然的影響不同。不同階段人類對自然的影響不同。(1)采獵文明時期采獵文明時期：生產(chǎn)力水平很低，人的數(shù)量有限，人類對生產(chǎn)力水平很低，人的數(shù)量有限，人類對自然環(huán)境的破壞能力也很小。自然環(huán)境的破壞能力也很小。(2)農(nóng)業(yè)文明時期農(nóng)業(yè)文明時期：人類與自然的關(guān)系經(jīng)歷了一次歷史性人類與自然的關(guān)系經(jīng)歷了一次歷史性的變化。在這一轉(zhuǎn)變過程中，火的利用起到了最重要的變化。在這一轉(zhuǎn)變過程中，火的利用起到了最重要的作用。由于火的使用，人類開始了改造自然、駕馭的作用。由于火的使用，人

37、類開始了改造自然、駕馭自然的艱難而漫長的歷程。火使人類開始由被動適應(yīng)自然的艱難而漫長的歷程。火使人類開始由被動適應(yīng)環(huán)境轉(zhuǎn)向主動改造環(huán)境。環(huán)境轉(zhuǎn)向主動改造環(huán)境。 制造工具制造工具過度捕獵過度捕獵大型動物滅絕（如美洲野牛）大型動物滅絕（如美洲野牛）在農(nóng)業(yè)文明以前在農(nóng)業(yè)文明以前，人口很少，人類活動的范圍有限，對自然的影響力還人口很少，人類活動的范圍有限，對自然的影響力還很低，人類在很大程度上仍舊依附于自然環(huán)境。很低，人類在很大程度上仍舊依附于自然環(huán)境。農(nóng)業(yè)文明以后農(nóng)業(yè)文明以后，人口大量增加，人類有目的地耕種和馴養(yǎng)，成為人們獲，人口大量增加，人類有目的地耕種和馴養(yǎng)，成為人們獲取食物的主要手段。但生產(chǎn)力水平低下，人們主要通過不斷地擴(kuò)大取食物的主要手段。但生產(chǎn)力水平低下，人們主要通過不斷地擴(kuò)大耕