植物從土壤中吸收的礦物質(zhì)較終又會回到土壤中去
生物學(xué)的范圍
生物學(xué)是生命的科學(xué)研究。它的廣泛題材逐年增多。我們可以
將生物學(xué)的范圍分為兩個部分。第一，生命結(jié)構(gòu)的尺度范圍是從分
子到全球那么大。第二，生物學(xué)的范圍包括地球上生命的巨大多樣
性，現(xiàn)在的和貫穿在生物的全部歷史中的。
生命的許多層次
在本書中，我們對生命的探討將一直深入到分子的亞顯微范圍，
例如DNA，負(fù)責(zé)遺傳的化學(xué)物質(zhì)。生物學(xué)中大小和復(fù)雜性的另一個
極端是全球范圍的整個生物圈，生物圈包括地球上支持生命的所有
環(huán)境——土壤、海洋、湖泊和其他水體，以及大氣層的內(nèi)容。通過
一系列畫面把我們帶進了生物界，這些畫面一個比一個放大了1 00
0倍。我們從由太空觀察生物圈開始。距離近1 000倍后，我們就看
出了曼哈頓及其中央公園。再近1 000倍，我們看到了該公園的林
地。下一個畫面我們看到了生物，一只松鼠。這只松鼠正在吃一枚
橡子，橡子是另一種生物，即櫟樹產(chǎn)生的。在松鼠體內(nèi)、體表上和
周圍還生活著許多生物。下一個大小的變于使巖石破碎而形成土壤
。生物和環(huán)境相互作用而相互影響。樹也和其他生物相互作用，這
些生物包括土壤中與樹根結(jié)合在一起的微生物以及吃樹葉和果實的
動物。我們當(dāng)然也屬于這些動物之列。
生態(tài)學(xué)是生物學(xué)的一個分支，它研究生物和環(huán)境之間的這些關(guān)
系。生態(tài)學(xué)用生態(tài)系統(tǒng)這一術(shù)語來描述生物學(xué)的這個由所有的生物
和非生物因素組成的層次，這些非生物因素影響著一個特定區(qū)域，
例如長滿林木的峽谷或草地和其中的生物。
一個生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)決定于兩個主要過程。一個是養(yǎng)分的循環(huán)
。例如，植物從土壤中吸收的礦物質(zhì)較終又會回到土壤中去，因為
微生物會分解枯枝敗葉和有機的廢棄物。生態(tài)系統(tǒng)中的第二個主要
過程是能量的流動，能量從太陽流人生產(chǎn)者，再流人消費者。生產(chǎn)
者是進行光合作用的生物，如植物；消費者是那些直接(吃植物的
動物)，或間接吃植物(吃那些吃植物的動物)的動物。因此，能量
的流動是單向的(從太陽到生產(chǎn)者再到消費者)，而養(yǎng)分是循環(huán)的。
化使我們進入松鼠體內(nèi)，看到它的身體是由許多稱為細(xì)胞的顯微單
位所組成的。你可以看到每一個細(xì)胞中有一個細(xì)胞核，核中是松鼠
從它的雙親那里遺傳來的基因。較后l 000倍的放大使我們看到細(xì)
胞核內(nèi)DNA的分子結(jié)構(gòu)，DNA就是組成基因的物質(zhì)。從生物圈內(nèi)的相
互作用到細(xì)胞內(nèi)的分子機制，生物學(xué)家從不同的層次研究生命。現(xiàn)
在讓我們仔細(xì)研究兩個生物學(xué)層次，這是這一尺度系列中相對的兩
端，即生態(tài)系統(tǒng)和細(xì)胞。
