奥德姆的生态思想是整体论吗?

奥德姆的生态思想是妥协的整体论,有还原论的一面。把生态系统看作是功能性整体、承认生态系统各层次的涌现属性属于整体论,把生态关系简化为能量关系、把生态系统看作是物理系统的分析方法则是还原论的。这种矛盾的生态思想决定了其方法论的先天不足:生态模型的内在逻辑关系没有理顺;较少考虑生态系统的进化;生态研究方法的排它性等。但是,它并不妨碍奥德姆的生态思想在夯实生态学的本体论基础、促进理论生态学和生态工程学的形成、协调生态整体论与还原论分歧、奠定生态系统服务功能研究基础等方面发挥重要作用。要超越生态整体论与还原论,繁荣发展生态复杂性理论也许是最好的选择。     

生态系统生态学研究的关键问题及趋势——从“整体论与还原论的争论”看

在生态学领域中,存在着生态系统整体论与还原论的争论。Tansley A.G.提出,生态系统是"准有机体"。Odum兄弟提出的"生态系统能量说"被广泛接受,但也受到质疑,称其为"还原论者的整体论"。基于对上述质疑的回应以及对生态系统整体论的追求,Patten B.C.等提出"生态网络理论",运用"网络‘环境子’分析"方法,试图从物理层面分析解决生物层面的"涌现性"问题。不过,这一理论也受到批判,认为其在探究符号化的现象对生态系统的动态影响时,陷入了还原论困境。Jrgensen S.E.等更进一步,提出"系统论"的生态系统生态学,试图从系统科学的角度研究生态系统的"物质-能量-信息-网络"系统。这一理论受到生态学界高度重视,但是也存在着在具体研究过程中如何平衡能量视角和生物地球化学视角的问题。由上述争论可见,生态系统生态学研究的趋势是从"物质实体"到"能量流动",再到"网络信息",最后到"开放系统"层层递进。目前面临的关键问题是:如何在更好地定义生态系统整体性的基础上,采取相应的能够体现生态系统整体性的方法,去获得更多、更好的生态系统整体性的认识。     

牵动内耳的纤维

据美国新近的解剖学研究结果,认为哺乳动物耳朵的最深部位并不是听觉的集中点。一些美国科学家在蝙蝠的耳朵里首次发现了一种异常细胞,这些细胞含有与肌肉中所见相同的收缩蛋白质。这种细胞能使内耳结构受到声音刺激时改变其振动方式。科学家们认为,这种异常细胞内部的收缩蛋白质能牵动附着于基底膜的螺旋形内耳结构的外部纤维。基底膜的运动是听力的一个关键因素,可能因外部纤维所施加的紧     

贻贝肌肉收缩时钙通量的变化

贻贝前足丝收缩肌在直流电或交流电刺激引起收缩时,纤维钙的外向通量和内向通量都增高,其程度和收缩的大小有平行关系。用氧化钾或乙酰胆碱引起肌肉挛缩时,纤维钙的内向通量也增高。从这些结果来看,贻贝肌肉的收缩或挛缩和钙可能有密切的关系。     

论物种与物种的形成过程

达尔文对于物种发展渐进的没有飞跃的理解的错误是不可讳言的。他的这些观点,非常清楚地表现在他的巨著“物种起源”一书中,他写道:“自然界里没有飞跃。”(周建人等译“物种起源”第二分册223页)。又写道:“我认为物种这个名词是为了便利而任意加于一群互相密切类似的个体的,它和变种这个名词本质上并没有区别,变种是指区别较少而徬徨     

略谈生命的属性——评莫诺的《偶然性与必然性》

生命有什么属性?对这个问题的看法,历来存在着两条不同的认识路线,反映两种不同的世界观。生机论者认为生命是由非生命物质加上超自然、超物质的因素构成的,而这超自然的因素在那里发挥主导作用,离开它,生物体就失去了生命。这是唯心主义的生命观。另有人认为生物跟非生物没有本质上的区别,生命现象完全可以还原成理化作用甚至机械运动。这就否认了生命起源中的质变、飞跃。这是“还原论”,是机械唯物主义的生     

“智能药丸”

人们新近开发出一种“智能药丸”，是针对个人编程的、含有药物的胶囊，把其植入皮肤下，由软塑料制成的人造肌肉环绕。这个“智能药丸”内部含有一个传感器，可以监测体温、血压和pH值。根据这些数据，预先针对特定的药物和健康条件，把“药丸”设置好。据加拿大卡尔加里大学电子计算机工程系的Wael Badawv物理博士说，“智能药丸”能决定在特定间隔、释放合适的药量到体内，或连续释放药物。当传感器检测到身体的需要，人造肌肉收缩，把“药丸”上释放药物的孔对准血流，通过药丸内的微型泵释出药物；达到需要剂量时，肌肉会关闭孔，停止释放。当一个“药丸”用完后，通过手术移去空胶囊，植入新药丸。     

"本刊编委展望21世纪生命科学座谈会"的部分发言

21世纪的生命科学:活力论的复兴?吴家睿(中国科学院上海生物化学研究所):　　从古至今,在对生命现象的研究中一直存在着两种对立的观点。一种是“活力论”,认为生命世界不同于非生命的无机世界,有其特有的性质,难以甚至不能从一般的物理和化学角度进行认识和解释。另一种是“还原论”,认为生命现象虽然很复杂,但同样遵循着基本的物理、化学规律,可以通过对构成生命的物质基础的研究来揭示生命的活动规律。(1)20世纪的“还原论”:分子生物学在20世纪的生命科学研究中,还原论占据着主导地位。生命有两个主要的特征,新陈代谢和自我繁殖。科学家…     

关于“动物电”的争论

1786年著名的意大利解剖学家加尔瓦尼(Galvani1737～1798)在一次实验中偶然发现,挂在铁栅栏的铜钩上的蛙腿在风的吹动下而左右摇晃时,一旦蛙腿碰到铁栅栏,蛙腿肌肉就猛烈地收缩一次。这一现象引起了加尔瓦尼的注意。在此之前,人们已经知道电可以刺激肌肉收缩。加尔瓦尼在仔细排除当时已知电源(如大气的雷电、摩擦起电)的作用后,意识到他发现了新的电源。他大胆设想,动物体内可以产生电,即“动物电”。他认为,青蛙的神经和肌肉带有不同的电荷,故两者之间     

基于复杂适应系统理论的城市规划

全球城市化的快速发展带来了诸如气候变化、海平面上升等一系列的问题,而这些问题的解决归根到底是人与自然如何相处的问题。回顾古代中国和西方哲学中关于人与自然关系的朴素整体论描述,认为近代以来西方自然科学以还原论为中心的方法已经不能很好地解决现实世界中的复杂性问题,城市是一个开放性复杂巨系统,是人类改造自然最彻底的地方,也是面临问题最多的地方。城市的发展是一个自然适应性演进的过程。在城市规划中引入复杂适应系统理论,结合复杂适应系统的7个基本特征,给出了城市复杂适应系统的基本特征,进一步将复杂城市系统分为物质和非物质两大子系统,探讨城市系统适应性主体的交互性、复杂性以及适应和过程机制。以山地城镇规划为例,建立了山地城镇适应性规划框架,并以此框架应用于福建省长汀县城市总体规划的应用实践中,得出城市规划适应自然是城市可持续发展的有效选择。     

鸡的快肌在切碎移植并受到慢神经支配后的组织化学观察

使用出壳后3星期的鸡,把后背阔肌(快,α型纤维)切碎然后使之占据前背阔肌(慢-紧张,α’和β’型纤维)的空缺位置,并在前背阔肌神经的支配下生成新肌,新生肌肉象正常前背阔肌一样具有 ATP-ase 淡染的性质,但它也与前背阔肌不同,它具有酸不稳定性,而这后一性质却是碎肉源(后背阔肌)的性质。另外,把前背阔肌切碎然后把它放归原位,则由此新生的肌肉在上述两个方面都象正常的前背阔肌。以上实验证明在出生后3星期的鸡的横纹肌中的卫星细胞已带有向某种类型发育的倾向,以致于这些细胞经繁殖、融合后所产生的肌纤维仍带有肉源肌肉的某些性质。     

心脏工作与“心的定律”

(一)W.Harvey早就清楚地知道静脉血液之所以能回流入心脏,其中最主要的原因是肌肉的收缩活动挤压静脉管壁,而且静脉中有瓣膜,能防止血液倒流。可是心脏的射血何以能如此良好地与回流血量相适应?左右两心的工作为何能这样的协调?心脏的工作通过什么机制才这样恰当的满足机体的需要?他并没有解决。而这些问题到现在为止,在生理学上还是使人感觉到有趣味的。远在1871年,Ludwig实验室中的Bowditch就已在蛙心上看到心肌反应对刺激强度的相对独立性,即后来Ranvier所称的心肌反应的“全或无”现象;同时他又指出:刺激频率不同,反应还可出现“阶梯”现象。这很明显地意味着“全或无”反应的强度取决于当时心肌内在的情况。1884年,Howell及Donaldson     

微丝

生命在于运动,各类生物有机体都在进行运动。动物和人有肌肉,肌肉收缩引起运动。构成肌肉的是肌纤维,肌纤维内有肌原纤维,肌原纤维内有粗细两种纤维,粗纤维含有肌球蛋白,细纤维含有肌动蛋白,两种蛋白相互滑动,使肌肉进行收缩运动。肌球蛋白和肌动蛋白不但分布在肌肉细胞里,还广泛地分布在非肌肉细胞里。在非肌肉细胞里它们以微丝的形式存在。肌动蛋白在2M Mg~(++)或0.1M K~+存在下,在体布能形成微丝,或者以未聚合的肌动蛋白单体的形式存在。各类真核细胞都发现有微丝,动植物细胞的生长和细胞的有丝分裂,细胞质的流动,以及变形虫和粘菌的变形运动,这些都有微丝的功能。     

系统生物学——21世纪生物学的主流研究方法

随着还原论的现代医学从器官、细胞、基因乃至分子一步步解析研究的深入,20世纪的生物学也经历了从宏观到微观的不断发展过程,然而人们在为医学科技飞速发展取得的成就不断欢欣鼓舞的同时。面对海量的研究数据以及现代医学的实际困境,迷惑和疑问也与日俱增——人们曾经寄予厚望的基因研究并没有能够真正解开疾病的奥秘,分析和还原的研究思路正在受到越来越多的质疑,此时,系统生物学作为对现代还原的一个“反动”诞生了,系统生物学的产生源于目前生物学研究本身固有的局限性。很快受到了各国科学家的重视。     

在鸡慢肌神经支配下由快肌碎片形成的新生肌肉保持快肌的某些性质

本工作使用肌肉的切碎移植的方法来作快、慢肌肉的运动神经的交叉支配。将鸡右侧前背阔肌(慢)摘除而使其神经留在原位,再将左侧后背阔肌(快)取出切碎并放在右前肌的空位(第一组),在另一组动物是将右前肌摘出切碎后仍放回原位(第二组)。数月后用电刺激慢神经并用等长杠杆记录肌肉的收缩。第一组动物的新生肌肉的单收缩显然比第二组快些,而且在高频(250/s)刺激下表现抑制现象。第二组动物的新生肌肉不但收缩较慢,而且与前背阔肌一样不产生高频抑制。上述现象证明鸡的由快肌碎片形成的新生肌肉仍保持快肌的某些性质,而且在慢肌神经支配下仍能如此。本工作也进一步提供了维金斯基抑制与神经无关而与肌肉有关的证据。本文推测肌肉很可能是通过其卫星细胞而把某些性质传给新生肌肉的。     

在改变大鼠比目鱼肌纤维类型特征中不活动不同于去神经

在本工作中,用河豚毒素长期阻断坐骨神经,使大鼠快肌伸趾长肌(EDL)和慢肌比目鱼肌(SOL)完全不活动,观察了这些不活动肌肉在收缩特性,三磷酸腺苷酶(M-ATPase)组织化学染色和 Z-带宽度等方面的变化,并把它们与去神经产生的变化作了比较。在 EDL,不活动与去神经引起的变化相同,即收缩变慢,各类纤维比例和Z-宽度无明显变化,但是对于SOL,则有一些差别。去神经的SOL的收缩变慢,而不活动的SOL却变快。与此同时,去神经基本上不改变SOL中各类纤维比例,而不活动的SOL中,Ⅱ型纤维增加一倍。本文讨论了在改变大鼠比目鱼肌纤维类型特征中,不活动不同于去神经的可能原因。     

中国伟大的生化学家曹天钦博士——“原肌球蛋白”先生

对于那些在我的长期研究生涯中结识的许多科学家，有几位是使我实在难以忘怀的。他们的业绩传诸于文献，其人品的魅力则随其谢世而返归大地。他们所曾知遇的人应当有义务把这些遗留给后世的吧。作为曹天钦（ＴｓａｏＴｉｅｎＣｈｉｎ，即ＣａｏＴｉａｎＱｉｎ）的朋友是我本人引以为荣的。在谈到肌肉生物化学家的曹先生时，我必须阐明他在肌肉生物化学历史中所占有的地位。１　肌肉生物化学简史Ｗ．Ｋüｈｎｅ（１８３７～１９００年）是肌肉收缩生物化学研究的先驱。在２０年代他就用肌肉生理学家的最佳材料———青蛙肌肉加以研磨，浸…     

在生物教学中加强观察能力的培养

生物科学是一门实验科学,因此,以“观察实验作为基础”进行教学,应该是中学生物教学改革的指导思想。中学生物学的另一个突出特点是描述性,如关于生物的生活习性、形态结构、分门别类等。而这种“描述”来自于准确的观察,没有科学的观察就没有科学的描述。在生物科学史上,许多伟大的生物学家都把观察能力,作为进行生物科学研究的最基本最重要的能力。例如,生物进化论的创立者达尔文就具有惊人的观察能力,容易被别人忽略的东西,他却能观察得很仔细,这来自于他对大自然长期而艰苦的观察的结果。再如,现代生物学之父巴浦洛夫,把“观察、观察、再观察”作     

必须批判遗传学理论中的唯心主义和形而上学的观点

遗传学在整个自然科学特别是在近代生物科学中占有极其重要的位置。在遗传学的发展过程中,一直存在着两种思想路线和两种世界观的斗争。目前,生物科学和遗传学中还出现利用科学成果公开标榜僧侣主义和形而上学,或是对唯物主义认识论作疯狂的歪曲、诽谤和攻击。例An遗传学家Stent竟然宣扬“分子生物学的成就提供了‘上帝,存在的证据”的谬论。他认为科学对世界的解释是以一套先验的信条为基础的,而这些信条的“合理性”不能作为科学审查的对象。他举出柏拉图的“永恒道理”就是“上帝”的同义词,这种“永恒道理”的力ILL赋予所有东西和生物特殊的功能,实际上和我国孔孟之徒宋代理学家的“理”如出一辄。Stent认为相信上帝不仅与合理的思想相容,而且是形而上学的公理。他进一步认为一个科学家是相信上帝的,因为缺少了这种信仰而要去发现“上帝的定律”就会是徒劳。Stent的谬论不值一驳,他的论点恰恰是企图把人类的认识再度禁锢在神学之中的又一例证。又如《偶然性与必然性》一书的作者法国分子生物学家Monod站在经验主义的立场对辩证唯物主义认识论竭尽其歪曲、低毁和攻击的能事,胡说什么种种科学事实都与辩证法不符,妄图否定辩证唯物主义对自然科学,特别是遗传学的指导。这本书流传较广,应进行重点和系统的批判。这里反复提出了一个必须解决的头等重要的问题：什么是科学研究正确的指导思想？唯心主义还是唯物主义？本文主要以遗传学为例,仅就下列几个方面进行分析和批判。     

横纹肌肌原纤维的秸构、生物化学和收缩

序言直到约十五年以前,对于横纹肌的研究,几乎都是在不同的领域内分别进行的。生物化学方面的工作,主要是研究从肌细胞抽提出来,并且经过纯化的酶和收缩蛋白的性质。虽然这些研究已经取得了不少很重要的结果,使我们从肌肉获得的关于细胞组成成分的性质和这些成分相互关系的知识,几乎比从身体中任何其他组织获得的都多,可是这些知识还远不足以使我们了解有严密而完善结构的横纹肌细胞,作为一个整体,是如何工作