关于鸟类进化的怎么样?之前听了周忠和(世界著名古生鸟类专家)这部分中国做的比较领先。关于鸟类是如何起源的,在google上搜一下这个题目
竞适, my friend's name, comes from this!hahah!
物竞天择.适者生存」,虽只有简单的两句话,却道尽了生物界演化的基本规则。「演化」的概念可追溯至18世纪初时,一些学者便曾明确的表示,物种之所以会有彼此相似的可能乃源於有共同的起源之故。一直到1859年,英国博物学家(Naturaliste,即现在的生物学家)达尔文(Charles Darwin)发表了「物种起源」后才使得演化的观念得以流传。 达尔文的进化论之旅展开於1831年,他当时作了一次长达五年之久的环球探险旅行。在这次旅程中,他目睹了地球上物种的多样性、相似性及特殊性,还特别研究了南美洲海岸附近科隆群岛上的动物和植物的个别特性。他发现这个岛上的动物与南美洲大陆上的动物都具有相似性,而他还在岛上发现与南美洲大陆一样的植物,於是他便想这些动物可能是跨大西洋洋流到达此地。至於那些植物,则可能是由漂洋过海的鸟把种子带来的。然而,他在岛上发现了一些与南美大陆截然不同的新生物,他认为这些新生物是为了适应上独特的生活条件而生成的。他还认为物种的分布与它们祖先的迁移和演变有关。 达尔文还观察到一些弱的物种会在自然界中消失,而强的物种则会生存下来。当强的物种生存下来时,它们就能把更多优秀的品质及特性传给下一代。 根据达尔文的说法,动物与植物在它们的生活环境中适应性是「天择」(Natural selection)的结果 ,各物种族群中的个体之间的差异,造成适应性的差异,由於生活环境的资源(如食物、空间)是有限,加上自然环境的不断变化,造成「物竞」。只有「适者生存」(survival of the fittest)及繁殖下一代,把优秀的品质及特性传给下一代,结果形成一代又一代的微演化,而在长时间的累积下,渐渐造成了新的物种,而不能适应环境变异的便会受到淘汰。 在达尔文的理论中,进化能导致一个新物种的产生,这种违背圣经的说法是不能被教会所接受,声讨达尔文的声浪在英国持续了将近20年,并引起许多论战,幸运的是,达尔文并没有被绞死或关到铁窗里,而且在有生之年亲眼见到人们接受他的学说的盛况。「物种原始」出版七年后,一八六六年,孟德尔(Johann Mendel)发表了遗传论文,对巩固达尔文进化论的地位有很大的意义。加上十七世纪发现的巨型化石与当时代的生比较时,证实了「灭绝」的物种的存在,为进化论的一个明显证据。 一个物种可能是另一物种的后裔的观点曾引起了议论。人不过是生态演进的一小部份而已,与其他的生物一样,都可以追溯到物种相近的起源。达尔文的诽谤者根据达尔文的观点「人类与猿猴相近」,机械式地得出人类是猴子的直接后代。
达尔文发表《物种起源》,主张生物都经历适应环境的生存竞争过程。
19世纪90年代开始,欧洲各地快速普及了市内电车。以1890年的伦敦为首,布达佩斯、巴黎等城市都开通了使用火车的地铁。1886年,德国的戴姆勒发明了首台四轮汽油汽车此外,使出行个别化、简便化、速度化的是配备发动机的汽车的研发。
德国技师戴姆勒于1886年成功发明了装有汽油发动机的四轮汽车。在19世纪末20世纪初的世纪转换期,汽车还只是个别生产的手工珍贵奢侈品而已。但是法国从很早就给予汽车极大的关注,1895年就组建了法国汽车协会,1898年在巴黎举办了最早的汽车展。
1900年,米其林轮胎公司开始出版有名的指导手册。对于真正意义上的汽车普及化来说,汽车不仅是一部分富人才能买得起的高档商品,而且有必要进一步广泛普及。这种普及从美国开始。1908年,大众车"福特T型"被研发出来,价格不到此前的一半,并且操作简便。
开发者亨利·福特为了进一步降低成本,开始采用大规模生产的组装生产线,在1923年,年产量就已经超过了两百万辆。汽车与家电产品一起成为了宣告20世纪20年代大众消费社会到来的象征。福特本来是爱迪生照明公司的机械工,在1902年创业后,没多长时间就席卷了汽车产业。
他开发的生产体系是一种彻底的时间管理下的效率分工体系。他自己也是严谨、朴实的新教徒,实际上可以说,他和福特汽车是体现产业资本主义理念的人和事业。如果列举这些变化一览表的话,也许难以穷尽。
无论是移动,还是通信、媒体、语言表达,随着人物、事物、信息流通量的扩大,它们的速度加快,密度增大,而且变得多样化。这些不可阻止的变化从这个时代开始启动。在对速度的欲望上,人们并不去思考原因,几乎自发性地开始自转。
但是,暗含速度化的社会又是怎样反过来束缚人们呢?当时的人们好像还没能想象得到。1913年,作为感觉敏锐的作家而备受关注的夏尔·佩罗这样写道:"这个世界自耶稣诞生以来,还没有什么变化能像这三十年左右的变化那么大。"
确实是这样,促使生活情景为之一变的趋势已经开始启动了。尽管如此,假如佩罗在第一次世界大战中没有战死的话,他又将怎样评价此后的变化呢?可以说,随着上文所阐述的细菌的发现,人们不知不觉地开始看到了此前无法看到的世界。
电也绝对不是人们能看到的东西。即便是在更偏物质的物理学领域,从"看到了看不见的东西"开始,也取得了急速的进步。放射线这一肉眼根本看不到的世界也清晰起来。对于我们来说,从孩提时代开始就熟悉的X光摄影起源于德国物理学家伦琴所发现的能够透视人体的物质。
1895年,他发表论文,并将这个物质命名为X光线。第二年,法国的贝克勒尔发现从钠盐中分离出来的放射线。最终居里夫妇于1898年确认了从铀盐矿石中分离出来的元素,并命名为镭和钋。这些发现打开了20世纪原子物理学的大门。
物理学开始进入到了肉眼看不到的物质运动或者极细微的微观世界。如果考虑到分子生物学和遗传学等学科的发展就能明白,这样的科学发展方向成为了自然科学领域共同的东西。随着20世纪的发展,这些发展在推进学术领域细分化和细密化的同时,还与可能的原子能产业、药品开发、遗传基因控制等产业联系在一起。
妻子玛丽出生于波兰,丈夫居里出生于巴黎。二人合作发现了放射线在理论物理学领域,德国的普朗克于1900年引入量子假说,发表了辐射的能量不连续性的观点;爱因斯坦于1905年发表了光量子概念,于1916年发表了著名的狭义相对论。
可以说此前以物质客观性和连续性为前提的知识范式也处于转换中。实际上,围绕着人心这个"看不到的世界",从19世纪末开始,维也纳医生弗洛伊德也已经开始了精神分析的尝试。众所周知,这也是20世纪以后有了很大扩展的领域。
我没有就此展开说明的时间和能力,所以无法详述,不过概而言之,弗洛伊德认为心理现象的根本动因是性欲,并将此命名为"力比多"(libido,性力、性冲动)。就像著名的"恋母情结"的概念那样,他认为哺乳期的孩子对父母的关系,限定了成人后的心理。
作为意识检阅者的自我与超我压制了性冲动,使其潜伏在潜意识层面,成为精神疾病的引子。弗洛伊德认为,在治疗上只要有意识地引导出潜意识里的东西,就可获得精神上的解放。根据弗洛伊德的研究,人未必基于合理的计算采取行动,而是被不在自我意识中的其他力量推着行动。
这也是对近代理性主义的观念提出了质疑。虽然好像没有批判近代理性主义,但是他的理论不仅是关于精神疾病的治疗,同时也给思想和文艺界带来广泛的刺激。于1900年出版的《梦的解析》遭到了学会的猛烈批判,道德家们对弗洛伊德的性欲论无不皱眉厌恶。
近代理性主义是以认识主体和作为认识对象的客体间的主客对立为前提的。实证主义则将外在的存在作为现实性的认识根据。对此,弗洛伊德提出的潜意识理论认为,在主体没有认识到的地方存在着决定主体的潜意识,在记忆当中存在着沉潜的现实性,从而对上述理性主义理论提出本质性挑战。
同样,对于支配19世纪的理性主义和实证主义,提出有关现实性的其他思考的哲学思潮风靡一时。例如19世纪德语圈的尼采或者法国哲学家柏格森。在其他方面也出现了推动重新思考现存价值观和世界观的力量。例如,认为生存竞争导致生物进化的达尔文的进化论就是一个例子。
1859年,英国博物学家达尔文发表《物种起源》一书时,进化论本身并不是特别新的东西。但是达尔文等人主张所有生物都经历适应环境的生存竞争和适者生存的过程,在自然淘汰中进化,人也不是生物进化的例外,进而引起了很大的反响。
根据《圣经》的说法主张神创造天地的教会猛烈地攻击达尔文理论。在与反对论者论争的过程中,达尔文的后辈友人赫胥黎积极响应,而自然淘汰说到19世纪末被广泛接受下来。不过,达尔文自然淘汰说也影响了没有想到的地方,甚至被披着科学外衣的意识形态主张利用。
即人类社会的历史也符合适者生存规律的"社会进化论"。达尔文主义者们的考察,与同时期树立相同理论的华莱士一样,是以各种各样的博物学观察为基础所进行的实证研究。但是社会进化论为了预先的政治目的和主张价值观,以对自己有利为原则,援引淘汰说。
比如为了强调在自由市场取得胜利的正当性,将帝国主义国家间的对立比喻成生存竞争,乃至主张与黄祸论和排犹论联系在一起的人种主义社会进化论、强调只有优秀种族才应该存续的优生学等等。将自己的价值观以科学的名义正当化这一状况说明,也可称作"科学信仰"的意识已经在相当程度上被大众接受了。
这种鱼类头部尖细,身上像穿着扇形铠甲,尾巴短而粗,看起来身体比较笨重,毕竟是化石,看不出原样,只觉得比较呆萌。
这次发现是有非常大的意义,可以让人们更好的认识这种生物,可以为世界提供很多的素材,有利于生物研究的进步。
复杂的环境有利于新物种的形成。其栖息生境主要为常绿阔叶林附近的山涧溪流,该生境还分布有淡肩角蟾、棘胸蛙、武夷湍蛙、秉志肥螈等两栖动物。这些物种对溪流的水质及周围植被的要求较为严苛。据悉,这是自百山祖冷杉发现以来,又一个以百山祖命名的物种。
一、事件梗概
近日,丽水市百山祖国家公园发现两栖纲角蟾科新物种1个,命名为百山祖角蟾(Megohprys baishanzuensis)。对于这个新物种的发现,有不少网友居然表示,太可爱了。据悉,这是自百山祖冷杉发现以来,又一个以百山祖命名的物种。该项新物种的发现,为世界两栖动物家族又添一个新成员,同时也刷新了世界纪录。2020年12月,由生态环境部南亰环境科学硏究所和中国科学院成都生物研究所联合撰写的论文在国际动物分类学权威期刊《Zookeys》上发表该论文重点描述了在浙江省丽水市发现一个两栖动物新物种,在百山祖国家公园内的一条溪沟中发现一种叫声奇特的角蟾,后经形态学比较和分子生物学鉴定,确定其为一新物种。 外形和蛙类相似,但体色不同, 因其模式产地在百山祖国家公园内故将它命名百山祖角蟾。
二、物种介绍
百山祖角蟾目前仅被发现分布于百山祖国家公园海拔1400-1600米的狭窄范围内,其栖息生境主要为常绿阔叶林附近的山涧溪流,该生境还分布有淡肩角蟾、棘胸蛙、武夷湍蛙、秉志肥螈等两栖动物。这些物种对溪流的水质及周围植被的要求较为严苛。百山祖国家公园独特的地质地貌是该物种形成的主要原因,再加上当地对生态环境的保护,使得丰富的植被和优良的水质为其提供了良好的生存环境和食物资源。 除了新物种百山祖角蟾,本次调查还发现了黑麂、黄腹角雉、黑熊、豹猫等国家重点保护和珍稀濒危物种,大型真菌中国新记录种64种、浙江省新记录种263种。三、发现意义
新物种的发现可以为我们完善自然界的基因和食物链的结构,也可以让我们更加了解世界和我们人类自己 。为某些理论提供依据,例如了解生物的进化,可能存在某些空白,新物种的出现可能填补空白并且新物种有一些潜在的价值等待发现 。此次,在浙江丽水发现的百山祖角蟾,为世界上的两栖动物家族增进新的多样性,物种的丰富对我们现在环境也是有利的,对我们了解大自然的奥秘有着重要作用。
野牡丹科异药花属,因为是异种,所以名字取为金平异药花。发现新物种虽然在学术上的意义不大,但是在研究地质成分环境、自然演变过程等科学研究中,有重大意义。
百山祖角蟾。百山祖角蟾,被发现分布于百山祖国家公园,海拔1400米至1600米的狭窄范围内,其栖息生境主要为常绿阔叶林附近的山涧溪流 。
前不久,金平分界点国家级别保护区养管局工程师职称、科学研究院优点喻智勇与广东医学院生物科学学校刘莹博士研究生等专家学者在国际性学术刊物《Phytokeys》发表论文称,她们在云南红河哈尼族彝族自治州金平分界点国家级别保护区郊外调查的全过程中,发觉了野牡丹科异药花属的一个新品类,为全球微生物种群增加了一位新组员。
该种群具4数花和八个二型雌蕊,药隔尖部凸起但无距。所述形状特点及系统发育剖析结果皆显示信息,这类绿色植物为野牡丹科异药花属的组员。形状观察及较为显示信息,这种绿色植物的叶子生在主茎尖部,茎短但具显著的节位,叶茎被长软毛,无翅,具伞形花序,有别于异药花属全部已经知道种群的特性组成,因而觉得它意味着了一个未被叙述的种群,遂取名字金平异药花。
在我国云南省,从古至今便是种群茂盛的地方,不论是针对史前生物的科学研究,还是针对现微生物种的找寻,专家在云南省也常常会出现获得。比如说在上年,云南省地域就发觉了许多新品类,比如在云南省高黎贡山国家级别保护区内,发觉了一种全新升级的小飞鼠,它被起名叫高黎贡比氏鼯鼠,归属于比氏鼯鼠物种的一员,但是发觉它的情况下,这类小飞鼠就早已是稀有动物了。
不难看出,在中国云南省地域,好像每过一段时间便会有新品类被发觉,此次也也不除外了,作为新品类的多发地域,此次的紫花黄药,也是在云南西双版纳发觉的。自然,从发觉到确定,还必须较长的时间,由于许多种群中间区别是十分微小的,必须根据很多的商品和标本采集等来开展剖析评定,才能够最后确定它究竟属不属于一个新品类。
是一种蟾,属于两栖动物科,百山祖角蟾和和青蛙长得差不多,但是体色和青蛙不一样,其体色以棕褐色为主,并伴有黑色。
自己参考这些!微生物(microorganism简称microbe)是包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生动物等在内的一大类生物群体,它个体微小,却与人类生活密切相关。微生物在自然界中可谓“无处不在,无处不有”,涵盖了有益有害的众多种类,广泛涉及健康、医药、工农业、环保等诸多领域。 一般地,在中国大陆地区的教科书中,均将微生物划分为以下8大类:细菌、病毒、真菌、放线菌、立克次体、支原体、衣原体、螺旋体。能引起人和动物致病的微生物叫病源微生物有八大类: 1.真菌:引起皮肤病。深部组织上感染。 2放线菌:皮肤,伤口感染。 3螺旋体:皮肤病,血液感染 如梅毒,钩端螺旋体病。 4细菌:皮肤病化脓,上呼吸道感染 ,泌尿道感染,食物中毒,败血压症,急性传染病等。 5立克次氏体:斑疹伤寒等。 6衣原体:沙眼,泌尿生殖道感染。 7病毒:肝炎,乙型脑炎,麻疹,艾滋病等。 8支原体:肺炎,尿路感染。 生物界的微生物达几万种,大多数对人类有益,只有一少部份能致病。有些微生物通常不致病,在特定环境下能引起感染称条件致病菌。 能引起食品变质,腐败,正因为它们分解自然界的物体,才能完成大自然的物质循环。有些人误将真菌当作细菌,是一种比较普遍的误解。尤其以80年代以前未受过系统生物学教育者。微生物对人类最重要的影响之一是导致传染病的流行。在人类疾病中有50%是由病毒引起。世界卫生组织公布资料显示:传染病的发病率和病死率在所有疾病中占据第一位。微生物导致人类疾病的历史,也就是人类与之不断斗争的历史。在疾病的预防和治疗方面,人类取得了长足的进展,但是新现和再现的微生物感染还是不断发生,像大量的病毒性疾病一直缺乏有效的治疗药物。一些疾病的致病机制并不清楚。大量的广谱抗生素的滥用造成了强大的选择压力,使许多菌株发生变异,导致耐药性的产生,人类健康受到新的威胁。一些分节段的病毒之间可以通过重组或重配发生变异,最典型的例子就是流行性感冒病毒。每次流感大流行流感病毒都与前次导致感染的株型发生了变异,这种快速的变异给疫苗的设计和治疗造成了很大的障碍。而耐药性结核杆菌的出现使原本已近控制住的结核感染又在世界范围内猖獗起来。 微生物千姿百态,有些是腐败性的,即引起食品气味和组织结构发生不良变化。当然有些微生物是有益的,它们可用来生产如奶酪,面包,泡菜,啤酒和葡萄酒。微生物非常小,必须通过显微镜放大约1000 倍才能看到。比如中等大小的细菌,1000个叠加在一起只有句号那么大。想像一下一滴牛奶,每毫升腐败的牛奶中约有5千万个细菌,或者讲每夸脱牛奶中细菌总数约为50亿。也就是一滴牛奶中可有含有50 亿个细菌。微生物能够致病,能够造成食品、布匹、皮革等发霉腐烂,但微生物也有有益的一面。最早是弗莱明从青霉菌抑制其它细菌的生长中发现了青霉素,这对医药界来讲是一个划时代的发现。后来大量的抗生素从放线菌等的代谢产物中筛选出来。抗生素的使用在第二次世界大战中挽救了无数人的生命。一些微生物被广泛应用于工业发酵,生产乙醇、食品及各种酶制剂等;一部分微生物能够降解塑料、处理废水废气等等,并且可再生资源的潜力极大,称为环保微生物;还有一些能在极端环境中生存的微生物,例如:高温、低温、高盐、高碱以及高辐射等普通生命体不能生存的环境,依然存在着一部分微生物等等。看上去,我们发现的微生物已经很多,但实际上由于培养方式等技术手段的限制,人类现今发现的微生物还只占自然界中存在的微生物的很少一部分。 微生物间的相互作用机制也相当奥秘。例如健康人肠道中即有大量细菌存在,称正常菌群,其中包含的细菌种类高达上百种。在肠道环境中这些细菌相互依存,互惠共生。食物、有毒物质甚至药物的分解与吸收,菌群在这些过程中发挥的作用,以及细菌之间的相互作用机制还不明了。一旦菌群失调,就会引起腹泻。 随着医学研究进入分子水平,人们对基因、遗传物质等专业术语也日渐熟悉。人们认识到,是遗传信息决定了生物体具有的生命特征,包括外部形态以及从事的生命活动等等,而生物体的基因组正是这些遗传信息的携带者。因此阐明生物体基因组携带的遗传信息,将大大有助于揭示生命的起源和奥秘。在分子水平上研究微生物病原体的变异规律、毒力和致病性,对于传统微生物学来说是一场革命。 以人类基因组计划为代表的生物体基因组研究成为整个生命科学研究的前沿,而微生物基因组研究又是其中的重要分支。世界权威性杂志《科学》曾将微生物基因组研究评为世界重大科学进展之一。通过基因组研究揭示微生物的遗传机制,发现重要的功能基因并在此基础上发展疫苗,开发新型抗病毒、抗细菌、真菌药物,将对有效地控制新老传染病的流行,促进医疗健康事业的迅速发展和壮大!从分子水平上对微生物进行基因组研究为探索微生物个体以及群体间作用的奥秘提供了新的线索和思路。为了充分开发微生物(特别是细菌)资源,1994年美国发起了微生物基因组研究计划(MGP)。通过研究完整的基因组信息开发和利用微生物重要的功能基因,不仅能够加深对微生物的致病机制、重要代谢和调控机制的认识,更能在此基础上发展一系列与我们的生活密切相关的基因工程产品,包括:接种用的疫苗、治疗用的新药、诊断试剂和应用于工农业生产的各种酶制剂等等。通过基因工程方法的改造,促进新型菌株的构建和传统菌株的改造,全面促进微生物工业时代的来临。 工业微生物涉及食品、制药、冶金、采矿、石油、皮革、轻化工等多种行业。通过微生物发酵途径生产抗生素、丁醇、维生素C以及一些风味食品的制备等;某些特殊微生物酶参与皮革脱毛、冶金、采油采矿等生产过程,甚至直接作为洗衣粉等的添加剂;另外还有一些微生物的代谢产物可以作为天然的微生物杀虫剂广泛应用于农业生产。通过对枯草芽孢杆菌的基因组研究,发现了一系列与抗生素及重要工业用酶的产生相关的基因。乳酸杆菌作为一种重要的微生态调节剂参与食品发酵过程,对其进行的基因组学研究将有利于找到关键的功能基因,然后对菌株加以改造,使其更适于工业化的生产过程。国内维生素C两步发酵法生产过程中的关键菌株氧化葡萄糖酸杆菌的基因组研究,将在基因组测序完成的前提下找到与维生素C生产相关的重要代谢功能基因,经基因工程改造,实现新的工程菌株的构建,简化生产步骤,降低生产成本,继而实现经济效益的大幅度提升。对工业微生物开展的基因组研究,不断发现新的特殊酶基因及重要代谢过程和代谢产物生成相关的功能基因,并将其应用于生产以及传统工业、工艺的改造,同时推动现代生物技术的迅速发展。 农业微生物基因组研究认清致病机制发展控制病害的新对策 据资料统计,全球每年因病害导致的农作物减产可高达20%,其中植物的细菌性病害最为严重。除了培植在遗传上对病害有抗性的品种以及加强园艺管理外,似乎没有更好的病害防治策略。因此积极开展某些植物致病微生物的基因组研究,认清其致病机制并由此发展控制病害的新对策显得十分紧迫。 经济作物柑橘的致病菌是国际上第一个发表了全序列的植物致病微生物。还有一些在分类学、生理学和经济价值上非常重要的农业微生物,例如:胡萝卜欧文氏菌、植物致病性假单胞菌以及我国正在开展的黄单胞菌的研究等正在进行之中。日前植物固氮根瘤菌的全序列也刚刚测定完成。借鉴已经较为成熟的从人类病原微生物的基因组学信息筛选治疗性药物的方案,可以尝试性地应用到植物病原体上。特别像柑橘的致病菌这种需要昆虫媒介才能完成生活周期的种类,除了杀虫剂能阻断其生活周期以外,只能通过遗传学研究找到毒力相关因子,寻找抗性靶位以发展更有效的控制对策。固氮菌全部遗传信息的解析对于开发利用其固氮关键基因提高农作物的产量和质量也具有重要的意义。 环境保护微生物基因组研究找到关键基因降解不同污染物 在全面推进经济发展的同时,滥用资源、破坏环境的现象也日益严重。面对全球环境的一再恶化,提倡环保成为全世界人民的共同呼声。而生物除污在环境污染治理中潜力巨大,微生物参与治理则是生物除污的主流。微生物可降解塑料、甲苯等有机物;还能处理工业废水中的磷酸盐、含硫废气以及土壤的改良等。微生物能够分解纤维素等物质,并促进资源的再生利用。对这些微生物开展的基因组研究,在深入了解特殊代谢过程的遗传背景的前提下,有选择性的加以利用,例如找到不同污染物降解的关键基因,将其在某一菌株中组合,构建高效能的基因工程菌株,一菌多用,可同时降解不同的环境污染物质,极大发挥其改善环境、排除污染的潜力。美国基因组研究所结合生物芯片方法对微生物进行了特殊条件下的表达谱的研究,以期找到其降解有机物的关键基因,为开发及利用确定目标。 极端环境微生物基因组研究深入认识生命本质应用潜力极大 在极端环境下能够生长的微生物称为极端微生物,又称嗜极菌。嗜极菌对极端环境具有很强的适应性,极端微生物基因组的研究有助于从分子水平研究极限条件下微生物的适应性,加深对生命本质的认识。 有一种嗜极菌,它能够暴露于数千倍强度的辐射下仍能存活,而人类一个剂量强度就会死亡。该细菌的染色体在接受几百万拉德a射线后粉碎为数百个片段,但能在一天内将其恢复。研究其DNA修复机制对于发展在辐射污染区进行环境的生物治理非常有意义。开发利用嗜极菌的极限特性可以突破当前生物技术领域中的一些局限,建立新的技术手段,使环境、能源、农业、健康、轻化工等领域的生物技术能力发生革命。来自极端微生物的极端酶,可在极端环境下行使功能,将极大地拓展酶的应用空间,是建立高效率、低成本生物技术加工过程的基础,例如PCR技术中的TagDNA聚合酶、洗涤剂中的碱性酶等都具有代表意义。极端微生物的研究与应用将是取得现代生物技术优势的重要途径,其在新酶、新药开发及环境整治方面应用潜力极大。
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依题所述,我认为你没有发现新物种。如果要发表,首先验证,那么如何验证呢?如果是植物有具体的植物志,在花、果主要特征上先用分类学知识找到可能的几个近似科,逐页翻查植物志和多识百科结果,将所有近似种选出与体式显微镜下的“新种”特征进行分析,如果一致,非新种。如果以上结果大多均不一致,开始逐一与已发表相关学术论文阐述进行比较,如果一致,非新种。如果仍与所有阐述均不一致,开始进行多样本的重新审视,进行3株以上的特征确定。将“标本”的主模和副模进行区分,并提交至标本馆进行审视与保存。根据外类群、已有近似物种的公开表型信息与新鉴定种的表型结果构建表型进化树(基于MP或NJ)然后,表型分类部分结束,开始分子分类。
植物在生长过程中,如果适当的添加一些科学技术,对于植物的健康成长是有一定的帮助的。下文是我为大家整理的关于植物生长的科学论文,希望能对大家有所帮助。
摘要:在长期的进化过程中,植物通过体内水分平衡即根系吸收水和叶片蒸腾水之间的平衡来适应周围的水环境。不同的水体对于水生植物的影响不尽相同,本文通过水体与水生植物的发展过程,分析了不同水体对水生植物的生长的影响。
关键词:水体;水生植物;水位;波浪;生长;影响
1水体与水生植物
1.1概念
水体指的是液态和固态水体所覆盖的地球空间。水圈中的水上界可达大气对流层顶部,下界至深层地下水的下限。包括大气中的水汽、地表水、土壤水、地下水和生物体内的水。各种水体参加大小水循环,不断交换水量和热量。水圈中大部分水以液态形式储存于海洋、河流、湖泊、水库、沼泽及土壤中;部分水以固态形式存在于极地的广大冰原、冰川、积雪和冻土中;水汽主要存在于大气中。三者常通过热量交换而部分相互转化。
水生植物一般指能在水中生长的植物。水生植物主要分为挺水植物、浮叶植物、漂浮植物和沉水植物四大类,有时把一些水缘植物和喜湿植物也划归水生植物。水生植物具有保存生物多样性、净化水质、美化水景和固坡护岸的作用。
1.2水体和水生植被的发展阶段
描述水生植被演替系列多通过植物群落的空间排列顺序(生态系列)来推断时间演替系列。水体沿岸带有沉水植物群落、挺水植物群落和湿生植物群落,它们代表了淡水水生植物群落演替的不同阶段。水生植被的演替以植被优势种的演替为代表。水生境中的原生演替是从藻类开始,路径是:藻类→沉水植被→浮叶植被→挺水植被→湿生植被→陆生植被,最终结局是水生植物和水体消失。逆向演替也称为退化,表现为其演替方向与原生演替相反。演替的结果是植被结构趋于简化,生物多样性下降。
任何水体一经产生就开始了在物理、化学和生物因子等方面的相互作用,早期环境因子起主导作用,到后期生物因子又占主导作用。同一生活型的不同水生植物可能是水体和水生植被不同发展阶段的代表性种类。例如,沉水植物苦草和竹叶眼子菜是水体发展早期的优势种,适宜水位波动大的环境,它们呈稀疏分布,群落生物量低。当水位逐步稳定后,水生植物的优势种可能更替为微齿眼子菜、黑藻和穗花狐尾藻等,水底密闭起来,群落生物量增加。
2水体水位对水生植物的影响
在自然生境中,水位很少保持不变,面对这种动态条件,植物通常会产生形态可塑性以及改变地下生物量和地上生物量的分配方式确保生存。对于整个群落而言,水位变动产生的影响也很显著。
2.1植物形态的改变
以无性繁殖为主的水生植物,尤其是具有较遗传延展性的个体,能够通过改变植物本身的形态来适应水深在时空上较大的变化。如在深水里,蓖齿眼子菜的生活型从原来的毛刷型变为聚合型。这是有利的,能够增强植物的功能。各种生活型植物对于水深的变动呈现不同的形态。挺水植物对水位梯度的形态改变,主要包括生长形态、繁殖和生物量分配模式的改变。形态方面,主要包括叶柄伸长、异型叶的产生,茎长、茎数、茎直径、匍匐茎直径和匍匐茎等级的改变。如芦苇幼苗在淹没状态下其节间距会增长。这种增长有2个可能的机制,由于向周围水体释放的截短而导致乙烯浓度升高的或是由于溶氧减少导致乙烯产生增高的一种协调。在淹没期间,部分淹水植物所有的被淹没的叶子都会衰老,只有末端的叶子会偶尔幸存。繁殖的变化主要包括花期、花序长度、花瓣宽度以及繁殖器官干重等的改变。如芦苇在水位下降后其种子有很高的萌发率。浮叶根生植物改变的形态主要表现在叶和花。如水位上升,浮叶植物荇菜的叶柄迅速伸长,但是支撑叶片的叶柄和茎变得更脆弱。浮叶植物菱有相对发达的根系统,在一定范围内的水位变动下,菱仍能固定在底泥中,而且幼叶能通过叶柄的伸长维持在表面。水位的升高导致花以及芽苞被水淹,无法形成种子,水位降低并不会影响花和果实的产生。沉水植物的也很显著,如苦草在深水中具有较高的株高,叶更长更薄,因为在光强较弱的深水中合成单位干物质需要更多叶面积去获得光资源。而在水较浅时,光强太大会抑制其生长,叶子变成紫红色来调节对所需光资源的摄取。
2.2植物数量的增加
水位对植物产生的另一个显著影响是改变其数量。对于不同生活型的植物而言,水深影响其生物量的机理是不一样的。水深直接地影响挺水植物群落的数量,通过减小光照强度间接地影响沉水植物群落数量。对于同 种植 物,水位的变动能改变地下数量和地上数量的分配比例。挺水植物随着水位的增加,茎重在整株数量中的比例上升,地下部分比例就会降低,分配到根和根状茎的数量降低,在风浪的作用下更容易被连根拔起。
2.3植物物种的多样性
在沿岸带,通常水生植物生物多样性很高,其原因之一是水位波动使得沿岸带一直处于干扰状态。根据中度干扰法则,适度的干扰有利于物种多样性的提高。水位波动引起湿地种子库的再生也是重要原因,而且这种作用与洪涝和干旱发生的频率以及持续时间相关。水位的短期变动和长期变动,特别是水位下降,通过建立和破坏低多样性集群的外来物种入侵,从而影响物种多样性。水位下降是多种植物成功萌发和存活的先决条件,为适应浅水生活的物种建立创造了机会,也能支持新的外来物种的成功入侵。水位下降会阻止优势种控制整个群落,从而增加物种多样性。然而,在高水位条件下,很多湿地植物种的根茎萌发受抑制,降低了物种的多样性;如莱茵河畔在河流低泄量期间,夏季特大洪水会引起水生植物物种多样性减少。可见高水位和低水位对物种多样性的影响是不同的,相对于高水位,低水位的作用更显著而且有利。
3波浪形态的水体对水生植物的影响
江、河、湖岸浪蚀是这些水体顺向演替的自然过程,浪蚀淤积也是影响这些水体寿命的重要因素。在自然界随着水体的演替,岸坡趋缓并沉积土壤,为水生植物的生存繁衍创造了条件,植物的生长减缓了水岸的侵蚀,是演替的阻力,但植物体的腐烂沉积、水中有机质含量的大幅度提高,丰富了水体营养,提高了水体生物量,从这个角度说水生植物对整个水体的演替是有贡献的。
商住区和公共绿地内部的小水系一般来说范围小、禁航、水流缓慢,对岸线冲刷、侵蚀较小,对水生植物的种植生长影响不大。江河湖泊等水体由于风浪、船形波或水流急速冲刷给水生植物的种植、生存带来很大困难。如风浪和船形波将会直接或通过堤岸反射,强烈地直接拍打或摇动植物体,从而使植物叶片破碎、茎被折断,甚至植物体被连根拔起,影响植物的生长甚或导致其死亡。
4沼泽地对水生植物的影响
沼泽是指地表过湿或有薄层常年或季节性积水,土壤水分几达饱和,生长有喜湿性和喜水性沼生植物的地段。由于沼泽地土壤水多、缺氧,故沼生植物有发达的通气组织,有不定根和特殊的繁殖能力。沼泽可生长的水生植物很多,如萱草、泽泻、慈菇、海芋、花菖蒲、千屈菜、梭鱼草、小婆婆纳等。沼泽植被以挺水植物为主,多属于莎草科、禾本科及藓类和少数木本植物。
5结束语
水生植物具有观赏、净化以及生物多样性高的特点。水生植物及其环境是许多鸟类、鱼类和其他动物的栖息地和繁殖场所,在生物多样性保护方面具有重要意义。另一方面,水生植物及其环境又是一种脆弱的生态系统,易受到人类活动的影响。水体与水生植物关系也随着人类的活动影响,变得互动起来,水体的污染问题在水生植物的作用下也得到了很好的解决。
摘 要: 植物生长三维动画已经越来越广泛地应用在各个领域,如城市规划、影视娱乐、 广告 宣传等。对植物生长三维动画的研究内容、演示方式、动画特点进行归纳与概括。从软件技术的角度对植物生长三维动画的表现形式、研究现状、关键技术、制作 方法 、适用对象、优缺点进行研究、分析和比较,对该领域未来的发展趋势进行了展望。为有效推进植物数字可视化建设和提高动画创作效率提供参考。
关键词: 三维技术; 植物; 生长; 动画
0 引言
植物是大自然的重要组成部分,随着计算机三维动画技术的发展,植物生长三维动画被广泛应用于 教育 、科研、遥感、游戏、数字影视等众多领域。
1 植物生长三维动画的生长方式
经过大量的理论和实证研究, 总结 了植物生长三维动画方式,主要有以下几种。
⑴ 破土而出式
植物最初是生长在暗地里的一颗种子,慢慢破土而出,拔节而长,枝繁叶茂,开花结果。这类生长动画便于演示植物动态的生长过程,营造出生命和希望爆发的活力。
⑵ 藤蔓伸展式
不少影视作品和建筑艺术动画中都能看到藤蔓植物慢慢伸展,绝强地依附攀援,增加场景生机和活力的景象。除了绿化的作用,这类动画给人以在逆境中不屈服,顽强展示生命力和活力之意。
⑶ 层叠上升式
层叠上升式比较符合林木类植物的生长规律。植物按照一定的层次从地面节节往上拉升,叶子、花、果等则以粒子形态般急剧增长,就像地面赋予无穷无尽的生命力和活力一样,给人以强烈的视觉冲击和神奇的创意享受。
⑷ 迷幻障眼式
迷幻障眼式是植物生长中比较虚幻、神化的方式,好比变 魔术 ,往往借助于强烈光效、迷幻烟雾等效果来实现,光效、烟雾之后植物出现在面前。
图1 植物生长三维动画方式
2 植物生长三维动画关键技术
植物生长三维动画有许多方法。3ds max、MAYA等三维软件都带有植物模型,粒子系统也能实现植物生长动画效果。但是三维软件自带的植物模型种类较少,粒子系统又难以实现较为真实、自然的生长动画效果。植物插件的出现,能有效解决动画效果和创作效率上的问题,成为三维动画创作的热门工具。下面就几款主要的植物插件进行分析和比较,以助于提高应用者的动画创作效率。
2.1 Ivy Generator和Guruware Ivy插件
Ivy Generator是德国康斯坦茨大学开发的一款藤本三维软件,主要用于模拟以攀爬为主的藤本或草本植物的生长。通过对生长参数的调节,可随机生成不同形态的藤本植物模型。其特点是不需要应用复杂的植物生长机理模型,侧重于计算机图形学,迅速生成逼真的植物模型,追求基于视觉效果的真实性[1]。但Ivy Generator不能直接实现植物生长动画,只有将模型输出成OBJ和MLT材质物体,再导入3ds max等三维软件中制作动画效果。该插件的系统耗用较大,不适合表现大规模的植物场景[2]。
Guruware Ivy是Ivy Generator的改进版本。Guruware Ivy使用更方便,功能亦有增强,通过为Age(藤蔓年龄)属性设置关键帧可以轻松实现藤蔓生长、攀爬的动画效果[3]。
2.2 XFrog
XFrog是德国Greenworks公司开发的三维植物软件,可实现植物的直观交互建模和生长模拟。XFrog所有的树叶、枝干、花朵等都采用实物扫描,使得模型更加真实,开放的光年系统和层级的表现方式,使其操作性更简便,可控性更强[4]。XFrog在植物生长模拟过程中,通过关键帧动画实现,有两种方法。①起始和结束关键帧为同一关键帧。可以保证模型拥有相同的拓扑结构,生成动画较为平滑。但应尽量减少直接修改植物参数的操作,否则会大大降低动画的真实感。②起始和结束关键帧为不同关键帧。可以把起始关键帧的模型细化,缺点是XFrog插补的部分较多,不如第一种方法的动画效果平滑自然[5]。 2.3 GrowFX
GrowFX是俄罗斯Exlevel公司基于3ds max平台开发的一款植物插件,可创建参数化的树木、花草及其他植物模型,自由创建风力和生长动画效果,前提是要有GrowFX调节出来的未塌陷的文件[6]。GrowFX除了可使用官方的植物库资源,还有灵活的自由度。通过植物年龄、生长方向、风效、动画效果等随机参数的调节,快捷得到植物的其他形态。
2.4 Vue
Vue是一个专业的CG景观设计工具套组,可以制作出逼真的自然环境,还可以和3ds max等三维软件套用。Vue可以在现有植物库基础上进行再加工和改造,容易产生新的植物形态和物种,根据用户实际需要自由形成植物生长、形态变化等动画效果。Vue操作简便、场景表现逼真。云计算的建模方式、快速的渲染时间等特点,使得它特别适合表现自然空间大场景,主要用于中、远景表现[7-8]。
2.5 T-Gen插件
T-Gen是第一个完全整合进SoftImage|XSI的植物生成插件,拥有强大的灵活性和无穷的可能性。可以使用几乎所有XSI工具对其产生的植物模型、材质、层级结构做进一步修改。T-Gen各类参数几乎都可用于设置动画效果,强大的优化工具使其在植物生长动画方面有着快速、高效的优势。
2.6 SpeedTree、TreeStorm和Forest Pack Pro
SpeedTree、TreeStorm和Forest Pack Pro都是目前在建筑漫游动画和园林设计中比较常用的植物插件,拥有强大的植物库,模型真实感强,绘制效率高,支持植物动力学,可模拟风吹植物动画效果,分别适宜表现中近景和大片的远景植物[9-10]。但它们没有植物生长动画功能,凭借丰富的软件开发接口可以和3ds max等三维软件结合使用,以实现植物生长动画效果。
3 结束语
植物生长三维动画将缓慢的植物生长过程动态化、形象化展现。本文所介绍的几种植物三维生长动画关键技术,因各自不同的特点和优势,在表现一些大型的自然场景中,往往需要把多种方式相结合。
由于植物结构复杂,表面细节丰富,使其无论在三维建模、动态模拟方面都存在较大难度,以下问题有待进一步深入研究:①当前主要实现单株植物的三维模拟,缺乏对于大规模植物生长动画场景的模拟研究;②植物形态受到光照、风力、温度等自然环境因素影响,对更为复杂、逼真的植物生长交互模拟将是未来的一个重要研究方向。
参考文献:
[1] 王海,林杉,黄心渊.植物生成软件的评价和比较[J].计算机仿真,2006.8:177-180
[2] 王媛等.An ivy Generator三维藤本植物建模技术应用研究[J].安徽农业科学,2008.36(08):3196-3197
[3] 孙楠.藤蔓可以这么“种”出来――Groupware Ivy插件牛刀小试[J].现代电视技术,2009.2:127-129
[4] 胡逊之.面向树木 科普知识 的三维游戏设计[D].北京林业大学,2010.6:27-28
[5] 王忠芝,胡逊之,伍艳莲,梁敬东.基于XFrog的树木建模及生长模拟[J].北京林业大学学报,2009.31:64-68
[6] Grow FX定制树[EB/OL].[2012-10-29
[7] 于淼,杨立新.基于Vue软件的景观场景表现技术的应用研究[J].中国园艺文摘,2011.3:94
[8] 贾勇,于淼.VUE软件在园林设计应用中的构成要素分析[J].中国园艺文摘,2011.5:116-117
[9] 赵塘滨.基于3ds max的自然场景制作技术[J].美术学刊,2012.3:57-58
[10] 刘颖,罗岱,黄心渊.基于OSG的SpeedTree植物模型绘制研究[J].计算机工程与设计,2012.6:2406-2407