植物從土壤中吸收的礦物質較終又會回到土壤中去
生物學的范圍
生物學是生命的科學研究。它的廣泛題材逐年增多。我們可以
將生物學的范圍分為兩個部分。第一，生命結構的尺度范圍是從分
子到全球那么大。第二，生物學的范圍包括地球上生命的巨大多樣
性，現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，負責遺傳的化學物質。生物學中大小和復雜性的另一個
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
環境——土壤、海洋、湖泊和其他水體，以及大氣層的內容。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，即櫟樹產生的。在松鼠體內、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合在一起的微生物以及吃樹葉和果實的
動物。我們當然也屬于這些動物之列。
生態學是生物學的一個分支，它研究生物和環境之間的這些關
系。生態學用生態系統這一術語來描述生物學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域，
例如長滿林木的峽谷或草地和其中的生物。
一個生態系統的動態決定于兩個主要過程。一個是養分的循環
。例如，植物從土壤中吸收的礦物質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。生態系統中的第二個主要
過程是能量的流動，能量從太陽流人生產者，再流人消費者。生產
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(從太陽到生產者再到消費者)，而養分是循環的。
化使我們進入松鼠體內，看到它的身體是由許多稱為細胞的顯微單
位所組成的。你可以看到每一個細胞中有一個細胞核，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
胞核內DNA的分子結構，DNA就是組成基因的物質。從生物圈內的相
互作用到細胞內的分子機制，生物學家從不同的層次研究生命�，F
在讓我們仔細研究兩個生物學層次，這是這一尺度系列中相對的兩
端，即生態系統和細胞。
