他收到了一位年轻博物学家和动物地理学家阿尔弗莱德·拉塞尔·华莱士(Alfred Russel Wallace,1823-1913)寄来的一篇《论变种无限地偏离原始类型的倾向》的论文,文中关于物种产生、更替、进化和灭绝的许多重要见解与自己的发现不谋而和,达尔文意识到,华莱士可能独立地发现了自然选择机制并成为自己创立的自然选择学说的强有力竞争者。于是他求助于赖尔和胡克等思想家和朋友的帮助,将华莱士的这篇论文和他在1844年起草的能够证明其率先发现歧化原理的论文的摘要以及1857年9月5日他写给美国学者爱沙·葛雷(AsaGray)的信一起,在1858年7月1日的林奈学会上宣读,并发表在同年的“林奈学会会报”上。这就是著名的有关自然选择学说的“联合论文”,它奠定了科学进化论的基础。不过这些文章和信件发表后并未引起什么争论和反响。达尔文认识到,对于这样一个重大的发现,他必须毫不迟疑地写出一部可以很快发表的包括其理论实质内容的书。于是,他立即放弃了撰写一部大部头著作的想法,而开始着手写作一部较短的著作,这就是1859年底发表的达尔文生物进化学说的经典之作《物种起源》一书的由来,该书出版后引起了很大的争议。
达尔文的《物种起源》主张:物竞天择,物种进化论,提倡在大自然里物种是环境的选择,物种会不断进化。
发现新物种上报方法如下:
发现一个与众不同的物种首先要查阅相关的分类文献、物图鉴或者鉴定确认是否是新物种,最好还能咨询一下这方面的专家,如果确定的确是一种新的发现那么应该按照分类体系的命名法则运用拉丁文为其命名,并为此撰写论文,发表在相关的学术杂志里。
发现一个不明物种之后,可以在国际学术著作和刊物上进行检索,如果没有找到相关资料,可以暂时定为新物种,保存采到的标本(模式标本)并发表论文。如果先前已经有人描述过,则新物种不能成立;如果未有异议,则发表者可以按照国际通用的规则对该物种进行命名,确立为新物种。
相关知识:
新物种的形成与种群基因频率有关系。当同一物种的两个种群各自的基因频率由于受到自然选择、突变、遗传漂变等影响发生后,会出现差异。当这两个种群由于基因频率的差异很大,以致不能自由交配或交配后不能产生可育后代后,即它们之间出现了生殖隔离时,标志着新物种的形成。
只有可遗传的变异才是生物进化的基础,若不可遗传,该性状只出现在一代,以后就会消失,对于进化毫无意义。
以上内容参考:百度百科--新物种
只有你提交材料并且被评审单位评议通过后,才算是有效发表。在这之前一定要做好准备,最好是超额完成发表任务,避免无法出刊或被撤稿被撤网甚至刊物被注销的情况发生。当然发表新物种也是可以的,但是需要有足够的证据来支撑。另外如果要求是带cn刊号的公开发表的刊物,那就必须要发表在cn刊物上,若是非cn刊物,那也算是无效发表,其次文章发表后会有录用通知,并且要出刊后才算是有效发表,出刊后在2-3个月上网可检索。
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知网上找到适合自己专业的杂志点开邮箱进行投稿审核通过了,编辑会给出结果,修改,或者通过通过了会给录用通知,付版面就可以了。这个简单,普刊没有多少的技术含量的。如果实在不想自己浪费时间可以找熟知的编辑帮忙,我也是编辑,也可以帮忙。
狗,形状大小各一;颜色、品种都很丰富;而且生性灵活,是惹人喜爱的动物。 狗的五官也像人般端正,四肢更是健全。它们走起路来,摇摇摆摆的,快活得不得了。一般情况下,狗的长度约八分米,其重量也不会超过35公斤…… 狗毛的颜色五颜六色,品种更是多的不可计数。狗毛的颜色以黑、黄、白为主,还有的黑黄、黄白、黑白相间……据说,狗毛的颜色与其本性有联系的:黑的紧守家门,凶猛如虎;黄的貌似流浪,来去自如;白的纯真活泼,言听计从……根据多年统计,狗的品种约占世界动物总数的四分之一;其中,"沙皮狗"便是我们大沥的名牌狗种。约有500个家庭领养了此种狗…… 狗的生性灵活。世界上几乎没有一只狗是痴痴呆呆,不爱吃也不爱玩的。然而,狗的反应十分敏捷。当看到有老鼠、虫蚁的出现,狗便展示其自身本领,快速地捕捉盯紧的"猎物";在狗的视线范围内,几乎没有一只"猎物"能够脱离它们的"五指山"。 狗的食量不大,但却很挑剔。狗每一天的食量大约是人类的三分之一,只吃鱼、肉或是其它的骨头,蔬菜、水果大多数都不喜欢吃…… 狗的智力在低等动物界中也是非比寻常的,是高等动物--"人类"的智力的四分之一。通过人工训练的狗能做许多高难度的动作:在低空中极其准确地接往从较高空中掉下来的微细物品;单脚踮地,双手握住人类的手,像和人类打交道般friend…… 狗--人见人爱,聪明伶俐的好动物
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物种起源参考文献怎么找?高手在民间,我可以慢慢教会你怎么找。先转第一个球,外面留三个三角形,再转第二个球,再搭在三个三角形上,在中间转180度,到第十个三角形时,再转180度,留一个三角形再转180度,留十个三角形,转180度,最后转入第一个球中就行了。
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生物学发展百年史: 生物学是一门研究活的有机物质的科学,地球上总共有超过一千万个以上的物种,从必须要在显微镜底下才能观察的细菌到徜徉在大海里的蓝鲸和森林里面的老神木,都是生物学家关心的范围。有一些不同的特质,是生命型式与非生命最基本的差异,例如生命个体可以繁殖、生长、新陈代谢并且对外在的环境做出反应。生物学包含的范畴相当的广泛,型态学、微生物学、生态学、遗传学、分子生物学、免疫学、植物学、动物学、细胞生物学、环境化学等都为其所涵盖。 而近几年来生物科技成为热门话题,举凡「基因工程」、「DNA复制」、「基因疗法」等这些科学领域中人所熟悉的语汇,突然间成为普罗大众注目的焦点;原本镇日埋首於研究室中做实验的研究工作者们,在人们心中的印象也由「整天做那些玩意儿,到底是有什麼用啊?」转变为「搞生物科技的科学家耶,好厉害喔,一定很赚吧?」面对这样子的转变——没没无闻到掀起风潮——对加快研究脚步固然有所帮助;然而对想一窥究竟、没受过相关专业训练的社会大众来说,科学术语背后所代表的意义毕竟太过艰涩难以理解,但吸收资讯、增进学识之路不应该这样就被阻断,因此,进入生物科技的殿堂窥探其奥妙最好的入门方式便是由浅显易懂的生物学发展史著手。 西元1954~1974年可说是生物学发展百年史中最具承先启后代表性的时代,此时生物学家已逐渐由探讨「会是怎样」转变为「为什麼会这样」,故从观察现象慢慢进入了基因表现的领域。而华生和克力克发现了DNA双股螺旋结构无疑地是划时代的重大成就,此一发现加快了相关的研究脚步。 1954年,美裔俄国物理学家George Gamow提出遗传物质的讯息以三个碱基为一个单位依照顺序排列在DNA分子上;此一论点在1961年被英国分子生物学家Frnacis Crick和北非化学家Sydney Brenner证实:每三个在DNA上的盐基序列就指向一个截然不同的氨基酸。而美国遗传学家Joshua Lederberg和Norton Zinder在1955年的发现——性状引入作用(Transduction) :病毒可以将部分的遗传物质传递给细菌——在往后的基因研究工作上成为一个非常重要的工具。 1956年,美裔罗马尼亚生物学家Geroge Palade发现核糖体并且包含著RNA;於此同时,美裔西班牙分子生物学家Servero Ochoa更进一步找到合成RNA所需要的一种多核苷酸-磷酸酶(Polynucleotide phosphorylase)——之后这个酵素被广泛用来合成RNA。美国生化学家Arthur Kornberg则是利用放射线标定核苷酸并且在大肠杆菌上发现了一个合成DNA的酵素:DNA聚合酶——此酵素在往后几年被他利用於试管中合成DNA。 在遗传讯息的复制、表现方面,美国生物学家Maklon Hoagland与Paul Zamecnik於1956年发现tRNA可以携带氨基酸并且结合到mRNA上正确的位置;法国生物化学家Francois Jacob和Jacques Monod则在1961年确定mRNA的功能是将遗传密码自核内的DNA传递到核糖体,并参与蛋白质生成的过程。1967年研究又有两个新发现:美国科学家Charles Caskey和同事证实在不同的生物个体中,同一段mRNA制造相同氨基酸序列;美国生化学家Marshall Nirenberg则是证实哺乳类、两栖类以及细菌都使用相同的遗传密码。 到了1968年,美国遗传学家Mark Ptashne和Walter Gilbert成功分离出第一个具有抑制功能的DNA,代表著人类对DNA的概念由「表现基因的功能」演变成「具有调控的机制」;美国遗传学家Jonathan Beckwith和同事们更进一步於1969年在哈佛大学的医学院实验室中第一次分离出了单一的基因。 1970年可说是基因研究发展相当灿烂的一年,美裔印度生化学家Har Gobind Khorana成功组合了一段人工合成的酵母菌基因,这个结果宣示了人工合成基因的可行性。美国生化学家Howard Termin和David Baltimore发现一些RNA病毒能利用反转录酶将它们的遗传物质(RNA)反转录为DNA,这样一段经过反转录后的DNA经由病毒蛋白质的作用可以镶嵌在宿主的DNA上。美国遗传学家Hamilton Smith则是发现第二型的限制酶——这种酵素可以切断DNA双股螺旋於特定的辨识切点上——此一发现使得基因重组不再是空想,成为可能。 到了1972年,美国微生物学家Daniel Nathans使用限制酶(切DNA双股螺旋分子的酵素)去标定一种会造成猴子癌症之病毒(Monkey Simple virus)的DNA——这是第一次使用这一类酵素来对一段已知的DNA进行标定的工作,此时已逐渐为往后的基因定序工作铺路。美国生物化学家Stanley Cohen和Herbert Boyer更进一步於1973年时,将来自某一物种的DNA被限制酶酵素切成几个片段,并且放入其他物种的DNA内发展出重组DNA的技术,此为基因工程技术的起始点。 除了基因相关研究蓬勃发展之外,同一时代其他领域的知识亦日新月异。在疾病防治方面,1954年二月美国的生物学家沙克医生(Jone E. Salk)发展出沙克小儿麻痹疫苗,接种在宾州匹兹堡的小孩子上帮助他们抵抗小儿麻痹的侵袭——这是人类第一个有计画、大规模的疫苗注射试验。1955年四月,接种结果证明沙克疫苗的确能有效帮助遍布四十四州的孩童抵抗小儿麻痹。因此在1956年七月,沙克医生参与美国医学年会时与另外一位外科医生Leonard A.Scheele便乐观地预期小儿麻痹将在未来三年内从人类社会中消失。 1965年美国病毒学家Daniel Gajdusek和Clarence Gibbs成功地将库鲁症及人类库甲氏症(狂牛病)传染给灵长类,证明不同物种之间可以相互传染疾病。同年美国生物化学家Robert Woodward合成抗生素「头孢酶素C」以解决日益严重的细菌感染问题。1972年瑞士研究人员J.-F. Borel发现了cyclosporin-A药物对於免疫反应具有抑制的效果;同年美裔维吉尼亚免疫学家Baruj Benacerraf和Hugh ONeill McDevitt确认免疫反应是受到基因层面的调控的。 在医疗健康方面,1954年美国乌斯特基金会的科学家Gergory G. Pincus, Hudson Hoagland以及Min-Cheh Chang发展出荷尔蒙避孕方法。1957年七月,美国外科医师Leroy E. Burney发现了吸烟与导致肺癌之间的关系;同年,乌斯特基金会科学家Gregory Pincus以及波士顿的妇产科医生对波多黎各展开了药物控制的家庭计画。Cleveland General医院则於1964年成功地藉由神经外科手术自恒河猴身体取出活的脑部组织。 1969年二月十五日,英国生理学家Robert Edward在剑桥大学的生理实验室完成第一个体外受精的人类卵细胞,这个成果开启了人工生殖弥补自然生殖缺憾的新页,点燃不孕症夫妇养育下一代的希望曙光。同年九月十五日,加州的史丹佛医学中心进行全球首例的心脏与肺脏移植手术,将人类的活体移植发展更向前推进一步。1971年一月六日,加州大学医学中心的Choh Hao Li团队成功合成出人类的成长荷尔蒙:somatotrophin。同年加拿大的外科手术医生Frank H. Gunston发展出替换膝关节的方法;英国生理学家C.A.L. Bassett、R.J. Pawluk和R.O. Becker证实使用电流刺激可以加快骨折康复的速度;美裔波兰细胞学家Andrew Schally分离出对人类排卵来说非常重要的促滤泡成熟激素。 1971年外科医师发展出突破性的诊断技术——内视镜,这个发明使得医生可以藉著插入导管在没有进行手术的情况下直接看到人体的器官的状况,令医疗诊断技术更上一层楼。同年,抗癌药「紫杉醇」(Taxol)由太平洋紫杉木的树皮被分离出来,无疑地成为众多身受癌症之苦的病患最大的福音。而根据英国皇家外科医学院的研究结果显示,因吸烟导致死亡的人数相当於十九世纪时死於伤寒及霍乱的人数。英国工程师Godfrey Hounsfield於1972年对人体成功的进行了第一次「电脑断层扫描」,再度为疾病诊疗技术写下新页。1973年人类成功孕育出第一只来自冷冻胚胎的小牛;同年美国3M公司制造出第一只耳蜗型的助听器。1974年六月,美国外科医生Jay Heimlich发明了“哈姆利克急救法”。 至於生命组成物质的部分,1955年英国生物化学家Dorthy Hodgkin确定了维他命B12的结构——一种肝脏的萃取物,被认为可以医治恶性贫血。1959年英裔澳洲生化学家Max Perutz发现血红素的结构。1960年英国生化学家John Kendrew使用X光绕射的技术,阐述肌肉蛋白中肌球素Myoglobin的立体结构;同年美国生化学家Robert Woodward和德国生化学家Martin Strell合作合成叶绿素。1963年美国生化学家Robert Woodward合成秋水仙素,这种植物性的化学药物可以改变染色体套数使得生物体异常硕大,被广泛运用於作物改良上。 其他方面,1957年美裔俄国工程学家Vladimir Zworykin获得了藉由电子萤幕显现显微镜视野的专利——这个发明增进观察微生物、细胞等物质的便利性。1960年英国珍古德博士发现黑猩猩也会像人类一样制造并使用工具,例如把草编织成类似针刺的形状,插入白蚁巢穴中,驱逐白蚁。1962年福特基金会在菲律宾创立稻米研究机构,并且开始繁育出超过一万种的稻米品种。。1963年澳洲动物学家Konrad Lorenz认为只有人类这个物种会倾向於杀掉自己的族群及具有侵略性的行为,而这些行为都是天生的并且可以被后天环境所改造。1964美国动物学家William Hamilton发现利他行为在动物社群中的重要性,开启了社会生物学的发展。1968年美国科学家Elso Sterrenberg Barghornc和他的同事报导了在岩石上残存了三十亿年的氨基酸,证明三十亿年前地球就存在著氨基酸一直到现在)。 而科学发展急速推进的结果,造成环境某些问题逐渐浮现,因此Rachel Carson於1962年在「寂静的春天」一书当中呼吁全人类注意化学药品对环境的杀伤力。1972年因为DDT已经被证实会影响鸟类的生育能力,故美国政府开始限制DDT的使用。来自七个国家的的代表在1973年签署国际贸易协定,明文禁止运送以及贩售包含象牙等375个濒临绝种的动物及植物。1974年7月,由於害怕制造出威胁生态及人类的新物种,美国科学协会建议停止重组DNA的试验。 简短叙述了1953年到1974年的生物学发展,然而,无论到目前为止累积了多少的生物学知识,已知的与未知的一比总是有如九牛一毛,不过是沧海中的一粟;时代在演变,科学研究亦不断前进、前进、再前进,从前人的结果学习先贤的思维模式、实验态度,不但作为借镜,也能引以为明灯
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
如果你现在发现了一个与众不同的物种,首先你要查阅相关的分类文献,最好还能咨询一下这方面的专家,如果确定这的确是一种新的发现,那么你应该按照分类体系的命名法则,运用拉丁文为其命名,并为此撰写论文,发表在相关的学术杂志里。
确立新物种,是一个承认的过程,你必须要理由充分的论述它为什么是一个新物种,而且也要让相关领域的专家相信。该如何论述呢?
首先,不同的物种之所以为不同物种,除了分子水平上的不同以外,最直观的就是形态上的不同,我拿球蛛科来举例子:
找到了不同特征之后,需要语言精确的描述这些特征,这一过程可以参照前人的工作,看看他们描述了什么特征,有哪些特征比较重要,措辞是什么,类比描述就行。描述中,就含有命名了,我个人比较喜欢以特征命名,地名命名目前不太常用,因为要是在其他地方又有发现就尴尬了(比如说日本扁蛛中国就有分布)。其次是人命,这个就是随心所欲了,以前我还想过拿我室友的名字(玏)来命名蜘蛛……当然,命名之后你还要在描述中给出解释,为什么要这么命名。
再者,无图言屌。除了描述之外,你还需要拍照与画图,只有这一步需要专业的工具和技术来进行,一般可以找研究所,通过申请可以用他们的显微镜拍摄照片。有些不易观察的特征(比如说膜状结构)则需要画图或者用电镜来拍。下图则是显微镜拍摄、电镜拍摄、与手绘图(我画不好我的新种……,因此手绘图和前两者不是同一物种)。
论文撰写完后,就是投递了,国内的不太清楚,目前常用的节肢动物分类杂志是 zoootaxa 与 zookeys,一般新种都投这两个。在杂志的编辑页面找到负责相关类群的编辑,邮件联络就好。投完核审几次修改过后,就会通知你可以发表了。也代表着新物种的正式确立。
只有你提交材料并且被评审单位评议通过后,才算是有效发表。在这之前一定要做好准备,最好是超额完成发表任务,避免无法出刊或被撤稿被撤网甚至刊物被注销的情况发生。当然发表新物种也是可以的,但是需要有足够的证据来支撑。另外如果要求是带cn刊号的公开发表的刊物,那就必须要发表在cn刊物上,若是非cn刊物,那也算是无效发表,其次文章发表后会有录用通知,并且要出刊后才算是有效发表,出刊后在2-3个月上网可检索。