正文 第8章 生物圈與人類(2 / 3)

因此,保護、發展和科學合理地利用珍稀植物已經是亟待解決的問題,是關係到國家民族和子孫後代的大事,對於開展科研生產,科學合理利用植物資源,具有十分重大的現實意義。

5.多種多樣的動物

動物也是生物界中的一大類。一般情況下,動物不能將無機物合成有機物,隻能以有機物(植物、動物或微生物)為食料。動物具有與植物不同的形態結構和生理功能,以進行攝食、消化、吸收、呼吸、循環、排泄、感覺、運動和繁殖等生命活動。

動物界的曆史,就是動物起源、分化和進化的漫長曆程。動物是一個從單細胞到多細胞,從無脊椎到有脊椎,從低等到高等,從簡單到複雜的過程。兩棲動物,是最早登上陸地的脊椎動物。而人是哺乳類動物中最高級的動物。

動物的分類

動物根據水生還是陸生,可將它們分為水生動物和陸生動物;根據有沒有羽毛,可將它們分為有羽毛的動物和沒有羽毛的動物。

除以上兩種特征外,還可以根據動物有無脊椎,將它們分為脊椎動物和無脊椎動物兩大類。

脊椎動物包括:魚類、爬行類、鳥類、兩棲類、哺乳類五大類。

無脊椎動物包括:原生動物,扁形動物,腔腸動物,棘皮動物,節肢動物,軟體動物,環節動物,線形動物八大類。無脊椎動物占世界上所有動物的90%以上。

(1)我國瀕臨滅絕的動物

國寶大熊貓:大熊貓是一種以竹葉為主的食肉目動物,非常古老,有“活化石”之稱。現僅分布在中國四川、陝西、甘肅約40個縣境內的群山疊翠的竹林中。人類活動範圍的擴大,使其食物與配偶資源貧乏,近親繁殖嚴重、體質下降、抗病力弱。目前總數僅僅1000隻,被列為一級保護動物。

金絲猴:中國的金絲猴包括川、滇、黔三種,滇金絲猴數量僅千餘隻,黔金絲猴數量才700多隻,川金絲猴分布在四川、陝西、湖北及甘肅,深居山林,結群生活。三種金絲猴都是一級保護動物,它們都麵臨盜獵、伐木、毀林開荒、生境退縮的威脅。

(2)動物瀕臨滅絕的原因

一切自然物種及其群落都與所在地域的環境條件相適應,隻要條件不變,就能長期生存,即使發生擴散或縮減,其曆程也是緩慢和逐漸改變的。但是隨著人類活動的加劇,卻打破了這千古不變的平衡,導致物種的滅絕,以及動物的生存環境的喪失、退化。

人類的活動使全球森林麵積百年之內減少了50%,這種毀滅性的活動導致許多物種失去相依為命、賴以為生的生活環境,淪落到滅絕的境地,而且這種事態今天仍在持續著。在瀕臨滅絕的脊椎動物中,有67%的物種遭受生存環境的喪失、退化與破碎的威脅。在滅絕的物種中,遷徙能力差的兩棲爬行類及無處遷徙的島嶼種類更為明顯。

人類過度的開發

在瀕臨滅絕的脊椎動物中,有37%的物種是受到過度開發的威脅,許多野生動物因被作為“皮可穿、毛可用、肉可食、器官可入藥”的開發利用對象而遭滅頂之災。

大象、犀牛、老虎、熊、鳥、海豹、藏羚羊以及鯨魚等都遭到了大肆的捕殺。

人類的盲目引種

人類盲目引種對瀕危、稀有脊椎動物的威脅程度達19%,對島嶼物種則是致命的。

公元400年,波利尼西亞人進入夏威夷,並引入鼠、犬、豬,使該地半數的鳥類(44種)滅絕了。1778年,歐洲人又帶來了貓、馬、牛、山羊,新種類的鼠及鳥病,加上砍伐森林、開墾土地,又使17種本地特有鳥滅絕了。人們引進貓鼬是為了對付以前錯誤引入的鼠類,不料,卻將島上不會飛的秧雞吃絕了。

環境汙染

化工產品、汽車尾氣、工業廢水、有毒金屬、原油泄漏、固體垃圾、去汙劑、製冷劑、防腐劑、水體汙染、酸雨、溫室效應……甚至海洋中軍事演練及船舶的噪聲汙染都在幹擾著海洋魚類的行為和取食能力。

科學家發現,對環境質量高度敏感的兩棲爬行動物,正大範圍消逝。溫度的增高、紫外光的強化,棲息地的分割、化學物質橫溢等,都對動物的生存和發展構成嚴重的威脅。

6.細小的微生物

微生物是包括細菌、病毒、真菌以及一些小型的原生動物等在內的一大類生物群體,它個體微小,卻與人類生活密切相關。

微生物在自然界中可謂“無處不在,無處不有”,涵蓋了有益有害的眾多種類,廣泛涉及健康、食品、醫藥、工農業、環保等諸多領域。

生物界的微生物達幾萬種,大多數對人類有益,隻有一少部分能致病。有些微生物通常不致病,在特定環境下能引起感染。有的微生物能引起食品變質,腐敗,正因為它們分解自然界的物體,才能完成大自然的物質循環。

(1)微生物與人類的關係

微生物的分布很廣泛,它們對人類的生產生活有一定的積極作用,但也有不好的一麵。

一方麵,在生物圈內的物質循環過程中,作為分解者的微生物和生產者共同推動著生物圈內的物質循環,使生態係統保持平衡。

有些有益的微生物可用來生產奶酪,麵包,泡菜,啤酒和葡萄酒等。一些微生物還被廣泛應用於工業發酵,生產乙醇及各種酶製劑等。

生物除汙在環境汙染治理中潛力巨大,微生物參與治理則是生物除汙的主流。微生物還能降解塑料、分解纖維素等物質、處理廢水廢氣以及土壤改良等。

另外,一部分微生物有益於人體健康。人體腸道中含有很多種微生物,其中主要有大腸杆菌、變形菌、乳酸杆菌和螺旋體等。人體為這些微生物提供了良好的棲息場所,而這些細菌在腸道中能合成多種維生素和氨基酸以供人體吸收利用。

另一方麵,微生物導致傳染病的流行。在人類疾病中,有50%是由病毒引起。例如流行性感冒病毒。每次流感大流行時,流感病毒都與前次導致感染的株型發生了變異,這種快速的變異給疫苗的設計和治療造成了很大的障礙。

腐爛性的微生物能引起食品氣味和組織結構發生不良變化,造成食品、布匹、皮革等發黴腐爛。微生物會侵蝕工業產品,使之老化變質,引起一些設備的失靈。

(2)人類對微生物的利用

人類對微生物具體而直接的認識,是在發明了顯微鏡以後才真正開始的。顯微鏡使人們清楚地看見了這些微小的生命。在人類已知的1400種細菌中,隻有150種是危害人類或植物、飼養動物的病菌。人類在史前時期就已經發現並能夠利用微生物為自己製造一些常用食品了。

相傳在公元前2000多年,埃及人已釀造出了葡萄酒。中國用穀物釀酒大概開始於新石器時代。

山東文化晚期已有陶尊等飲酒器具。古書記載:“儀狄作酒,禹飲而甘之。”春秋時期,中國已開始釀醋,周朝時醬油業就已很發達。

中國的白酒中有一種曲酒,是用酒曲造的酒,曲是培養酵母和黴菌等微生物的穀物。曲的發明和製曲技術的不斷改進,是中國製酒工業上的一項偉大成就。

曲酒在醫學和發酵食品方麵也有十分重要的作用。成書於公元前500多年間的《左傳》已有用“麥曲”治病的記載。到公元5世紀,在北魏賈思勰著的《齊民要術》中就詳細地記載了製曲和釀酒的技術。雖然當時人們並不知道酒是經過酵母發酵而成的,也不知道微生物的存在,但卻能利用微生物的作用,製成酒、醬、醋和豆豉等發酵食品。

法國醫生巴斯德並不是病菌的最早發現者,但卻開辟了微生物領域,並作出了突出的貢獻。

他用一生的精力證明了三個科學問題:

(1)每一種發酵作用都是由於一種微菌的發展。這位法國化學家發現用加熱的方法可以殺滅那些讓啤酒變苦的惱人的微生物。很快,“巴氏殺菌法”便應用在各種食物和飲料上。

(2)每一種傳染病都是一種微菌在生物體內的發展。由於發現並根除了一種侵害蠶卵的細菌,巴斯德拯救了法國的絲綢工業。

(3)帶傳染病的微菌,在特殊的培養之下可以減輕毒力,使它們從病菌變成防病的藥苗。他意識到許多疾病均由微生物引起,於是建立起了細菌理論。

現在,微生物已廣泛應用在食品工業和醫藥工業上。人類日常生活中隨處可見的酸奶、醬油、醋、味精等食品,以及抗生素藥、激素、疫苗等藥品,都是利用微生物發酵製成的。

7.生態係統

我們知道,生態係統是指在一定的空間和時間範圍內,在各種生物之間以及生物群落與其無機環境之間,通過能量流動和物質循環而相互作用的一個統一整體。

例如,綠色植物利用微生物活動從土壤中釋放出氮、磷、鉀等營養元素,食草動物以綠色植物為食物,肉食性動物又以食草動物為食物,各種動植物的殘體則既是昆蟲等小動物的食物,又是微生物的營養來源。微生物活動的結果則是釋放出植物生長所需要的營養物質。

經過長期的自然演化,每個區域的生物和環境之間、生物與生物之間,都形成了一種相對穩定的結構,具有相應的功能形態。

(1)生態係統特征

生態係統不論是自然的還是人工的,都具下列共同特性:

生態係統是生態學的一個主要結構和功能單位,是生態學研究最高層次。

生態係統內部具有自我調節能力。其結構越複雜,物種數越多,自我調節能力越強。

能量流動、物質循環是生態係統的兩大功能。

生態係統營養級的數目因為生產者固定能值的限製及能量流動過程中能量的損失,一般不超過5~6個。

生態係統是一個動態係統,要經曆一個從簡單到複雜、從不成熟到成熟的發育過程。

生態係統的組成

生態係統有四個主要的組成可分為:非生物環境、生產者、消費者和分解者。