生物進(jìn)化與仿生學(xué)

日語（師范）09級(jí)仿生學(xué)1我國(guó)古代有很多文人墨客雖然不都是生物學(xué)專家，但它們?cè)缫殃P(guān)注“生物與環(huán)境”的問題，并以雋永的詩篇介入了生物與環(huán)境科學(xué)研究的新領(lǐng)域?；騿蔚吨比?、或旁敲側(cè)擊、或言外之意，觀點(diǎn)鮮明，寓意深刻，情理交融。2一、古詩詞中的“種群”二、古詩詞中的“生物群落”三、古詩詞中“環(huán)境因素對(duì)生物的影響”四、古詩中的“生態(tài)系統(tǒng)”五、古詩詞中生物學(xué)現(xiàn)象例析3種群是指生活在一定區(qū)域內(nèi)的同種生物個(gè)體的總和。其內(nèi)涵有三層意思：①一定空間和時(shí)間內(nèi)（一個(gè)區(qū)域）；②同種生物（一個(gè)物種）；③個(gè)體的總和（一群個(gè)體）。種群特征主要包括種群密度、出生率和死亡率、年齡組成、性別比例、遷入遷出等

4唐·杜甫《江南春絕句》“兩個(gè)黃鸝鳴翠柳，一行白鷺上青天”說明種群密度，“翠柳”中“黃鸝”的種群密度較小，“青天”中某一特定的區(qū)域“白鷺”種群密度較大5宋·楊萬里《曉出凈慈寺送林子方》：“畢竟西湖六月中，風(fēng)光不與四時(shí)同。接天蓮葉無窮碧，映日荷花別樣紅。”詩中描述的是一個(gè)典型的荷花種群?！拔骱焙汀傲隆笔侵浮耙欢臻g和時(shí)間內(nèi)”；“接天蓮葉”和“映日荷花”是指“同種生物個(gè)體的總和”。6二、古詩詞中的“生物群落”生物群落是指在一定生活環(huán)境中的所有生物種群的總和。生物群落具有以下幾個(gè)要點(diǎn)：①一定的自然區(qū)域內(nèi)；②相互之間有直接或間接關(guān)系；③各種生物的總和。7宋·楊萬里《小池》“泉眼無聲惜細(xì)流，樹陰照水愛晴柔。小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上頭?！彼枋龅男〕刂兴猩锟偤途褪且粋€(gè)生物群落。因?yàn)椤靶〕亍北硎尽耙欢ǖ淖匀粎^(qū)域內(nèi)”；“樹”陰照水中的“小荷”，“小荷”又讓“蜻蜓立上頭”，表明它們“相互之間有直接或間接關(guān)系”，因此“小池”中所有的“樹”、“小荷”和“蜻蜓”可以構(gòu)成一個(gè)生物群落。8北宋·歐陽修《醉翁亭記》所述“禽鳥知山林之樂”、“樹林陰翳，鳴聲上下”表明生物群落具有明顯的分層結(jié)構(gòu)，其中生物的分布具有一定的規(guī)律，且生物群落中各種群相互之間存在一定關(guān)系。9三、古詩詞中“環(huán)境因素對(duì)生物的影響”生活在自然界中的生物會(huì)受到溫度、陽光、水分、食物等各種環(huán)境因素的影響，同時(shí)生物的生命活動(dòng)也會(huì)影響環(huán)境。10唐·白居易《大林寺桃花》中有詩句“人間四月芳菲盡，山寺桃花始盛開?！睘楹纬霈F(xiàn)這種現(xiàn)象呢？由于大氣對(duì)流層海拔每上升100米，氣溫下降0.6℃。山中的溫度一般比平原的溫度要低，植物在生長(zhǎng)發(fā)育過程中，必須從環(huán)境中攝取一定的熱量才能完成某一階段的發(fā)育。山中由于光照和溫度的原因，桃花等植物達(dá)到有效積溫所需時(shí)間就長(zhǎng)，所以發(fā)育就慢，故而如此。11唐·杜牧《山行》“停車坐愛楓林晚,霜葉紅于二月花”中“霜葉”為什么“紅于二月花”？原來是植物到了秋天，氣溫降低，光照減少，葉片中葉綠素含量下降，葉黃素、類胡蘿卜素含量變化明顯增加，還有利于花青素的形成?；ㄇ嗨厮嵝砸褐谐始t色，楓樹等紅葉樹種的葉片細(xì)胞液此時(shí)呈酸性，于是整個(gè)葉片呈現(xiàn)紅色。12四.古詩詞中的“生態(tài)系統(tǒng)”生物群落和它所生活的環(huán)境中的非生物因素一起組成的統(tǒng)一整體，稱之為生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)是由生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者以及非生物的物質(zhì)和能量組成。生態(tài)系統(tǒng)中，各種生物之間通過食物關(guān)系而形成一種聯(lián)系。生態(tài)系統(tǒng)總是在變化發(fā)展的，生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展到一定階段，它的結(jié)構(gòu)和功能能夠通過一定的調(diào)節(jié)作用而保持相對(duì)穩(wěn)定。13清·龔自珍《己亥雜詩》：“落紅不是無情物，化作春泥更護(hù)花”說明落花被微生物分解后，某些礦質(zhì)元素又回到了無機(jī)環(huán)境，能夠被植物重新吸收利用。在生態(tài)系統(tǒng)中，組成生物體的化學(xué)元素，不斷進(jìn)行著物質(zhì)循環(huán)。14古詩詞中的生物學(xué)現(xiàn)象例析15

1、“滿園春色關(guān)不住，一枝紅杏出墻來。”（宋"葉紹翁《游園不值》）

“紅杏出墻”是一種向性運(yùn)動(dòng)，可使植物的莖、葉處于最適宜利用光能的位置，有利于接受充足的陽光而進(jìn)行光合作用。產(chǎn)生向性運(yùn)動(dòng)的原因是在植物體內(nèi)有一種激素叫生長(zhǎng)素，能夠促進(jìn)植物細(xì)胞的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)。在單側(cè)光線的照射下，生長(zhǎng)素在背光一側(cè)比向光一側(cè)分布得多，這樣，背光一側(cè)的細(xì)胞就比向光一側(cè)的細(xì)胞縱向伸長(zhǎng)得快，這樣就使莖朝向生長(zhǎng)慢的一側(cè)（即向光側(cè)）彎曲。16

6、“有心栽花花不開、無意插柳柳成蔭?！保ā对鰪V賢文》）

有一些植物移栽的過程中，由于根系遭到破壞，吸收水分的能力大大減弱，蒸騰作用喪失大量的水分，所以很難成活。而有些植物如柳，它們的繁殖能力很強(qiáng)，可以用莖等進(jìn)行無性繁殖。

17“兩個(gè)黃鸝鳴翠柳，一行白鷺上青天?！保ㄌ?杜甫《江南春絕句》）

同種動(dòng)物會(huì)因?yàn)橐捠?、防御、繁殖等原因而生活在一起，這屬于動(dòng)物的群聚現(xiàn)象。18“稻花香里說豐年，聽取蛙聲一片?！保ㄋ?辛棄疾《西江月"夜行黃沙道中》）

在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，害蟲捕食農(nóng)作物，青蛙捕食害蟲，這是一條食物鏈。聽到青蛙在稻田里歡快地“歌唱”，所以才會(huì)“稻花香里說豐年”。

191、“離離原上草，一歲一枯榮。野火燒不盡，春風(fēng)吹又生?！背鎏帲禾拼娙税拙右住顿x得古原草送別》的詩句。原意：詩人熱情地歌頌了原上草具有無窮的生命力。蘊(yùn)含生物學(xué)知識(shí)：草本植物木質(zhì)化細(xì)胞較少，分為一年生、二年生和多年生的植物，它的根具有很強(qiáng)的營(yíng)養(yǎng)生殖能力，野火燒了它的地上部分之后，又很快再生出新的莖和葉出來。201.“銀燭秋光冷畫屏，輕羅小扇撲流螢”（唐·杜牧《秋夕》）流螢即螢火蟲，晚上出來活動(dòng)，并能發(fā)出熒光，這與螢火蟲體內(nèi)特殊物質(zhì)的綜合作用有關(guān)。螢火蟲體內(nèi)有蟲熒光素這種特殊的發(fā)光物質(zhì)，由三磷酸腺苷（ATP）激活后，又被進(jìn)入體內(nèi)的氧和體內(nèi)的酶氧化。這種氧化反應(yīng)導(dǎo)致興奮狀態(tài)而發(fā)光。然后，光又經(jīng)多脂肪細(xì)胞的下層反射出來。螢火蟲發(fā)出的熒光不僅是表達(dá)交流的方式，同時(shí)也是一種性召喚。21“花褪殘紅青杏小，燕子回時(shí)，綠水人家繞?！保ㄋ?蘇軾《蝶戀花》）

被子植物一般先開花后結(jié)果，當(dāng)“花褪殘紅”時(shí)，果實(shí)剛開始發(fā)育，這屬于有性繁殖。22

8、“癲狂柳絮隨風(fēng)舞，輕薄桃花逐水流?！保ㄌ?杜甫《漫興》）

種子的傳播方式有多種，像柳等植物的種子很輕，靠風(fēng)力傳播。23“曉來誰染霜林醉？總是離人淚?！保ㄔ?王實(shí)甫《西廂記》）

作者此處用人喝酒后的臉紅來喻楓樹的紅葉，甚是絕妙。

為什么有些人喝酒后臉會(huì)發(fā)紅？專家分析這是由于這些人體內(nèi)天生就缺少一種酶，無法分解酒精進(jìn)入人體后產(chǎn)生的乙