生物学之书

　　心脏因何跳动？

　　生物史上的五大灭绝事件是什么？

　　入侵物种到底对环境有什么危害？

　　可以永生的海拉细胞到底是什么？

　　这些只是这本插图精美的书中涉及到众多引人深思的问题的一小部分。作者迈克尔·C。杰拉尔德与格洛丽亚·E.杰拉尔德探讨了生物学发展历史上250个令人着迷的里程碑事件，从史前期到21世纪。从生命的起源到实验胚胎学，各个条目涵盖广泛的主题，包括细胞理论、遗传学、进化学、生理学、热学、分子生物学、生态学等等。同时，这些里程碑所涉及到的著名人物也是本书的特色，包括亚里士多德、泰奥弗拉斯托斯、希波克拉底、查尔斯·达尔文、卡尔·林奈等等。

　　本书采用编年体结构，每个条目包含一篇简要的文字和精美的彩色插图。在“注释与延伸阅读”部分列出每个条目下可以进一步深入学习的资源。

　　迈克尔· C. 杰拉尔德（Michael C. Gerald）博士是美国康涅狄格大学药学院教授，退休前是该学院的院长，亦曾是世界卫生组织的顾问。他发表了上百篇论文，出版过五本书，包括：The Drug Book (Sterling), The Poisonous Pen of Agatha Christie (University of Texas Press), and The Complete Idiot's Guide to Prescription Drugs (Alpha) 。

001 约公元前40 亿年／生命的起源
002 约公元前39 亿年／最后一位共同祖先
003 约公元前39 亿年／原核生物
004 约公元前25 亿年／藻类
005 约公元前20 亿年／真核生物
006 约公元前14 亿年／真菌
007 约公元前5.7 亿年／节肢动物
008 约公元前5.3 亿年／延髓：至关重要的大脑
009 约公元前5.3 亿年／鱼类
010 约公元前4.5 亿年／陆生植物
011 约公元前4.17 亿年／泥盆纪
012 约公元前4 亿年／昆虫
013 约公元前4 亿年／植物对食草动物的防御
014 约公元前3.6 亿年／两栖动物
015 约公元前3.5 亿年／种子的胜利
016 约公元前3.2 亿年／爬行动物
017 约公元前3 亿年／裸子植物
018 约公元前2.3 亿年／恐龙
019 约公元前2 亿年／哺乳动物
020 约公元前1.5 亿年／鸟类
021 约公元前1.25 亿年／被子植物
022 约公元前6500 万年／灵长类

023 约公元前5500 万年／亚马孙雨林

024 约公元前35 万年／尼安德特人

025 约公元前20 万年／解剖学意义上的现代人

026 约公元前6 万年／植物源药物

027 约公元前1.1 万年／小麦： 生活必需品

028 约公元前1 万年／农业

029 约公元前1 万年／动物驯养

030 约公元前8000 年／珊瑚礁

031 约公元前7000 年／水稻栽培

032 约公元前2600 年／木乃伊化

033 约公元前2350 年／动物导航

034 约公元前400 年／四种体液

035 约公元前330 年／亚里士多德的《动物史》

036 约公元前330 年／动物迁徙

037 约公元前320 年／植物学

038 公元77 年／普林尼的《自然史》

039 约公元180 年／骨骼系统

040 1242 年／肺循环

041 1489 年／列奥纳多的人体解剖学

042 1521 年／听觉

043 1543 年／维萨里的《人体构造》

044 1611 年／烟草

045 1614 年／新陈代谢

046 1620 年／科学方法

047 1628 年／哈维的《心血运动论》

048 1637 年／笛卡尔的机械论哲学

049 1651 年／胎盘

050 1652 年／淋巴系统

051 1658 年／血细胞

052 1668 年／驳斥自然发生说

053 1669 年／磷循环

054 1670 年／麦角中毒与巫术

055 1674 年／列文虎克的微观世界

056 1677 年／精子

057 1717 年／瘴气理论

058 1729 年／昼夜节律

059 1733 年／血压

060 1735 年／林奈生物分类法

061 约1741 年／脑脊液

062 1744 年／再生

063 1759 年／关于发育的理论

064 1760 年／人工选择（选择育种）

065 1786 年／动物电

066 1789 年／气体交换

067 1791 年／神经系统通信

068 1796 年／古生物学

069 1798 年／人口增长与食物供给

070 1809 年／拉马克遗传学说

071 1828 年／发育的胚层学说

072 1831 年／细胞核

073 1831 年／达尔文和贝格尔号之旅

074 1832 年／ 1832 年的《解剖法》

075 1833 年／人体消化

076 1836 年／化石记录和进化

077 1837 年／氮循环和植物化学

078 1838 年／细胞学说

079 1840 年／植物营养

080 1842 年／尿的生成

081 1842 年／细胞凋亡（细胞程序性死亡）

082 1843 年／毒液

083 1843 年／同源与同功

084 1845 年／光合作用

085 1848 年／旋光异构体

086 1849 年／睾酮

087 1850 年／三色视觉

088 1854 年／体内平衡

089 1856 年／肝脏与葡萄糖代谢

090 1857 年／微生物发酵

091 1859 年／达尔文的自然选择理论

092 1859 年／生态相互作用

093 1859 年／入侵物种

094 1861 年／大脑功能定位

095 1862 年／生物拟态

096 1866 年／孟德尔遗传

097 1866 年／胚胎重演律

098 1866 年／血红素和血蓝素

099 1869 年／脱氧核糖核酸（DNA）

100 1871 年／性选择

101 1873 年／协同进化

102 1874 年／先天与后天

103 1875 年／生物圈

104 1876 年／减数分裂

105 1876 年／生物地理学

106 1877 年／海洋生物学

107 1878 年／酶

108 1880 年／趋光性

109 1882 年／有丝分裂

110 约1882 年／温度感受

111 1882 年／先天免疫

112 1883 年／种质学说

113 1883 年／优生学

114 1884 年／革兰氏染色

115 1885 年／负反馈

116 1890 年／细菌致病论

117 1890 年／动物色彩

118 1891 年／神经元学说

119 1892 年／内毒素

120 1896 年／全球变暖

121 1897 年／适应性免疫

122 1897 年／联想学习

123 1897 年／埃尔利希的侧链学说

124 1898 年／导致疟疾的原生寄生虫

125 1898 年／病毒

126 1899 年／生态演替

127 1899 年／动物的行进能力

128 1900 年／重新发现遗传学

129 1900 年／卵巢与雌性生殖

130 1901 年／血型

131 1902 年／组织培养

132 1902 年／促胰液素： 第一种激素

133 1904 年／树木年代学

134 1905 年／血液凝结

135 1907 年／放射性定年法

136 1907 年／益生菌

137 1907 年／心脏因何跳动

138 1908 年／哈迪— 温伯格定律

139 1910 年／染色体上的基因

140 1911 年／致癌病毒

141 1912 年／大陆漂移说

142 1912 年／维生素和脚气病

143 1912 年／甲状腺和变态

144 1912 年／ X 射线结晶学

145 1917 年／噬菌体

146 1919 年／生物技术

147 1920 年／神经递质

148 1921 年／胰岛素

149 1923 年／先天性代谢缺陷

150 1924 年／胚胎诱导

151 1924 年／繁殖时间表

152 1925 年／线粒体和细胞呼吸

153 1925 年／“猴子审判”

154 1925 年／种群生态学

155 1927 年／食物网

156 1927 年／昆虫的舞蹈语言

　　我们尚无文字的祖先开始清楚意识到生命与非生命物体间的差别时，无疑便是生物学历史的第一页被“写下”的时候。为竞赛及收集食物而猎杀时，他们在当地环境中遇见各种生物体，便渐渐认识到这些生物间的相同与不同之处—至少在肤浅的层面上认识到了。在用动物准备饭食的过程中，它们的内部结构被展露出来，但是我们没有什么理由认为这些动物的不同之处能激发聪明猎人们的好奇心。在先人们的生活中，超自然力量重要得多，这种力量使他们能够生存，并有好运和后代作为奖励，同时隐藏食物来源并传播疾病作为惩罚；而他们指望能通过人祭和畜祭来影响这种力量的决定。大约12 000 年前，人类才开始种植植物以得到食物，驯养动物—尤其是狗—以得到它们的辅助和陪伴，从而更好地掌控自己的生存环境。

　　最早的生物学学徒是医疗者，他们被称为巫医、药师/ 女药师，又或是萨满，等等，他们是应对疾病的专家。他们的“治疗”结合了草药、对超自然力量的祝祷和祈求，以及自己长年的治疗经验—其中并不包括系统性的学习。亚里士多德（公元前384—前322年）是最早且最伟大的生物学者之一，他系统性地考察动植物和它们的特征；在一丝不苟的观察、推论和解读的基础上为它们分类，并不采用超自然力的解释；他还创作了至少四本书来分享这方面的知识。

　　到了17 世纪后期，列文虎克（Leeuwenhoek）发现了一个前人未知的微观世界，居住于其中的生命既不是植物也不是动物。他接受的训练是如何做一个麻布商人，却自学成为了透镜研磨的业余爱好者，而他写给各个欧洲科学学会的信件用的都是母语荷兰语。有了显微镜，施耐德（Schneider）和施万（Schwann）才能在19 世纪30 年代确定细胞为生物—包括动植物在内的所有生物—的结构和功能的基本单位，就如原子是化学基本单位一样。

　　在19 世纪之前，对生物体的研究—之后这个专业被称为自然史—主要注重于动植物的差异与分类，以及动物的解剖和生理机能。这些自然学家更倾向于采用观察法，而实验研究。到了19 世纪，这种状况戏剧性地改变了，对生物的系统研究和对有机体功能的描述爆发性地发展起来。“自然科学”被新名词“生物学”取代。在对生物有机体化学反应的研究中，克洛德· 贝尔纳（Claude Bernard）等生物化学先驱运用了有机化学的发展新成果；这些研究一直延续到今天，渐趋成熟。

　　生物学领域最重要的一些发现也许是出现在1859 年至1868 年的十年中。1859 年，查尔斯· 达尔文完善了他的自然选择理论，它是进化论的基础。进化论如今已是生物学的主流观点，它被用来解释所有生物体的统一性和多样性。科学界对于达尔文的《论借助自然选择的方法的物种起源》反响热烈，但几乎没有注意到格里哥· 孟德尔的成就，这位籍籍无名的捷克牧师在修道院花园中种植研究豌豆，并发表了关于其植株高度的研究成果。三十多年后，孟德尔的论文被重新发现，他的理论成为新学科遗传学的基础。它也为引起自然选择的突变现象提供了理论基础，这个解释使达尔文及其追捧者十分困扰，并挑战了后者的进化论。自远古时起，人们就相信生物都源自非生命体，即自然发生说。路易· 巴斯德以一个简单却精妙的实验提供了令人信服的证据，证明生物体是源自更早期的生命形式。但是问题依然存在，生命最原始的来源是什么？

　　20 世纪至今最至关重要的研究包括探索个体细胞成分的作用，以及它们对细胞功能的独特贡献。詹姆斯· 沃森（James Watson）和弗朗西斯· 克里克（Frances Crick）于1953 年提出的DNA 结构引发了生物学研究领域的一场革命，并使大众对科学产生了源源不断的兴趣。后续研究注重于解释—通过DNA 结构，基因如何担任遗传的分子基础，指导蛋白质合成，并影响我们的健康。在发展与修正药物及实用性动植物创新的领域中，DNA 操控技术与生物科技成为当代宝贵的科学工具。

　　不同于热衷并试图理解他那个时代所有知识的亚里士多德，19 世纪晚期的生物研究渐渐变得精细、多元化且专业化，衍生出了各种分支学科，而受过专门训练的专业人员则越来越侧重于积极的实验。普通生物学，或动/ 植物学课程与动/ 植物学科分化成了生物化学、分子与细胞生物学、解剖学和生理学、微生物学、进化生物学、遗传学以及生态学等学科。在《生物学之书》中，你能找到上述每个专业学科的里程碑事件。

　　我们编写《生物学之书》的目的，是想以深入浅出、令人愉悦的方式，为读者提供途径来领略生物学领域250 个最意义重大的事件。我们希望每一章节都能让所有读者轻松地理解，并获得科学系统的新信息和新见解。我们会在一些篇章的适当位置提供基本的背景资料，以搭建入门的阶梯，使读者免于吃力地理解艰深晦涩的技术辩题与理论。简言之，这些按年代顺序陈列的事件意在合乎科学逻辑，又同时易于阅读且引人入胜，并且每一章都能独立存在，无须按顺序阅读。我们提供对照检索，使读者可以找到与某一主题相关的同章节，以及更详细的资料来源。某些事件的相关时间略有参差，我们相信您一定可以理解这一点：专家们对于某个日期未必会意见一致，就此而言，甚至对于哪位研究者对事件最有功劳也各执一词。

　　一流的大学生物教科书都超过了1 000 页，我们又是如何仅仅选出250 个重要事件呢？首先，每个里程碑事件都必须代表当时的一项重大科学发展，它在数百年里，甚至可能直至今天都意义深远。其中一些事件渐次建立在早期的发现上，并延续这些发现，当代人毫无困难地接受了它们。其他事件则并非如此，尤其是那些实质上为革命性的主题—即科学哲学家托马斯· 库恩（Thomas Kuhn）所描述的思考模式的根本变化—它们极其不同于当时流行的“真理”，因此全都被大肆抨击，遭到暴风骤雨般的嘲笑、批评，甚至是彻底的敌视。科学家们往往认为自己是合理且客观的，然而一些学者却长久地抗拒并且排斥政治、哲学、经济或宗教理性的新颖理念，因为这样的理念与历史悠久的传统观念、与他们所拥护的崇高信念背道而驰，又或是单纯因为他们的愚昧。不管怎样，当无可辩驳的证据出现时，科学界认可了安德雷亚斯· 维萨里对盖仑的纠正，后者对人体的错误描述在近1 500 年中被毫不置疑地传授给了医学生。罗伯特· 科赫证明了传染病的致病因素是细菌，而非超自然力量或“瘴气”，这是科学方法的另一次胜利，它颠覆了医药学。

　　一些最伟大的科学家—即使并非生物学家—也在生物科学领域拥有不朽的发现。

　　《生物学之书》强调了这些科学家的特别成就，并在适当的情况下提供关于他们的有趣简介。比如奥托· 勒维，他为神经元的化学传递提供了令人信服的证据，并在纳粹入侵后用他的诺贝尔奖金买通关卡，离开了奥地利。最后，我们必须坦白，有一部分重大事件被列入，主要是因为它们讲述了一个精彩的故事，我们猜所有人都喜欢好故事。

　　《生物学之书》中的大事记印证了牛顿的理念：“如果说我看得比别人更远些，那是因为我站在巨人的肩膀上。”我们将尽力从历史角度解释这些生物领域的发现或概念的重要性，并展示这些发现对于后续研究，以及现代思想的影响。我们希望读者在掩卷之时，能在身边的生命世界里看到全新的天地。

装　　帧：平装

页　　数：288

版　　次：第1版

开　　本：16开

纸　　张：铜版纸