从系统到景观:区域物质流分析的景观取向

物质流过程是考察系统属性的重要维度。区域物质流分析在研究框架、指标体系、数据集成、管理应用等方面的发展困境,都不同程度地反映了"黑箱假设"以及"系统隐喻"等产业生态学理论的应用局限性。基于整合复杂性科学、广义进化论的生态学组织层次理论,对区域物质流分析开展理论探讨,指出应在原有的"系统"思维之外引入"景观"概念,以拓展区域物质流分析的空间与认知维度。基于"从系统到景观"的理念,将景观生态学原理引入区域物质流分析,建构区域物质流分析的景观取向,并从空间结构与认知图式两个方面对这一取向的核心涵义做以解读。结合区域物质流分析的最新研究案例,从多尺度MFA的综合研究框架、物质流动过程的时空集成研究、物质流动过程的空间行为管理等几个方面,对区域物质流分析的景观取向做了进一步探讨。     

生物的新陈代谢类型

新陈代谢是维持生物体一切生命活动过程中各种化学变化的总和,它包含着机体同外界的物质交换和能量交换,以及机体内部的物质转变和能量转移的两个过程。机体通过复杂多样的结构成分和酶系,协调地进行着同化作用和异化作用,从而表现出一系列的生命现象,例     

虾蟹类能量收支的研究概况

能量流体是生态系统的基本特征之一,动物生命活动中的行为和代谢过程物质的转化都需要能量,研究能量在生物体内转化分配过程的生物能量学也就成为生态学的基本内容。生物能量学的中心问题是阐明生物体内能量收支各组分之间的定量关系,以及各种生态因子对这些关系的作用...     

遗传与进化感悟

生命是什么?从生物学的角度来说,生命是生物体所表现的自身繁殖、生长发育、新陈代谢、遗传变异以及对刺激产生反应等的复合现象,即生命是一个物质系统。但如果上升到更高的层面,我觉得生命是一种燃烧着的活力,是一个从生到死、再生再死的过程,并且能通过遗传的方式将这种活力和过程延伸下去。这种"延伸"不仅能对上一辈的生物体发挥着承接作用,而且能对后一代的生物体发挥着引导作用,故生物能够在遗传过程中得到不断的进化和发展。本文将从四个角度阐述生物的遗传和进化特性。     

未/难培养微生物：风正扬帆再起航，共辉煌

正"未/难培养微生物"通常是指在环境中存在、但尚未在实验室条件下获得纯培养的微生物统称。微生物是地球上进化历史最长、生物量最大、多样性最丰富的生命形式。这种简单而古老的生命决定了地球演化的方向和进程,参与了生物圈的物质和能量循环,并深刻影响着人类社会发展的历史,在近现代生命科技不断进步的过程中发挥了基础性和关键性作用。     

丝状真菌蛋白质组学研究进展

丝状真菌不仅是致病菌,而且在异源表达工业酶、化学制品以及药物活性物质中发挥着越来越重要的作用。随着人类基因组计划的实施和推进,生命科学研究已进入了功能基因组时代,特别是蛋白质组学,在蛋白质水平对丝状真菌细胞生命过程中蛋白质功能和蛋白质之间的相互作用以及特殊条件下的变化机制进行研究,对生命的复杂活动进行深入而又全面的认识也为丝状真菌工业酶制剂和重组药物的开发提供广阔的创新空间。本文综述了蛋白质组学的研究内容和方法,总结了其在丝状真菌致病菌、抗生素产生菌和纤维素酶产生菌中的应用现状。不同层次的功能基因组学分析可以从各个角度掌握生物体的代谢网络和调控机制,本文还对蛋白质组学以及功能基因组学各部分内容的整合运用进行了展望。     

评当前学习与记忆生理基础研究中的唯心论思潮

脑是物质世界高度发展的产物;思维、意识和记忆是脑的机能。人们在认识生命、揭开生命奥秘的伟大历程中,既要探究生命的起源,论证生命是没有生命的无机物经过亿万年的运动、演化和发展的结果,批判将生命说成是“上帝创造的”唯心主义观点;还要研究生命物质运动发展到最高阶段的人脑的复杂活动,意识和记忆等生命现象的生理基础,批判脑与意识问题上的先验论等唯心主义观点和机械唯物论的形而上学观点。     

纳米生物效应及安全性研究

纳米生物效应是研究纳米尺度物质与生命过程相互作用及其结果的一个新兴科学领域。介绍了纳米生物效应研究的内容、科学意义、国际发展现状和我国的研究进展。     

生物学课程中的自然哲学问题

自然哲学的研究对象是自然界的存在和演化的最一般的规律,生物科学素养包含着对自然哲学范畴生命问题的认识。例如,人工生命的研究,启示我们从科学一般意义上去认识生命的本质;对生物的物质价值、科学认识价值、审美价值和生态价值的认识,构成了生物科学素养中的价值观;对生物界发展的探索．形成了新的发展和进化的思想。     

呼吸之间

古人把生命的奥秘归于神秘的生命之气。今人认为生命是具有新陈代谢、可运动、能相对稳定遗传的个体。人类在探索自然奥秘的同时也伴随着对生命认识的不断深入。从巴斯德的曲颈瓶实验到细胞学说的建立,从DNA双螺旋结构模型的建立到人类基因组图谱的完成,人类在认识生命的道路上执着地前进……     

中国合成生物学发展回顾与展望

合成生物学既是一门"汇聚"型新兴学科,又孕育着颠覆性的使能技术.它在系统生物学基础上,融会工程科学原理,采用自下而上的策略,重编改造天然的或设计合成新的生物体系,以揭示生命规律和构筑新一代生物工程体系,被喻为认识生命的钥匙(建物致知)、改变未来的颠覆性技术(建物致用).中国科学家曾经首次实现人工合成蛋白质(牛胰岛素)和核糖核酸(酵母丙氨酸tRNA),近年来又在染色体合成与染色体工程、基因组编辑、生物底盘构建、定量工程生物学、生物元件工程和基因回路工程、天然活性物质和有机化工产品的人工合成代谢、计算机生物模拟等方面取得系列原始发现和创新成果,成为国际合成生物学领域中的一支重要力量.时值新中国科技发展70年,撰写本文,从一个视角讨论合成生物学发展及中国科学界的贡献,纪念开拓者,励志来者,总结经验,梳理发展思路.期待中国合成生物学繁荣发展,更多地贡献于人类.     

2022年生命健康领域科技发展态势

该文系统分析了各国的科技规划,总结了生命健康领域的战略与布局重点。分析发现,提高关键技术竞争力,强化科技主权成为科技战略的重点。2022年度,全球主要国家(地区)出台了多个生命健康科技规划,足见对该领域的重视;为了推动科技创新发展,多个国家成立了新的研究资助机构,并已开始运行。该文也从认识与解析生命、改造生命、模拟生命等角度,系统回顾了生命健康领域重点与前沿方向的发展趋势与突破性成果。2022年,生命健康领域创新活跃,多个细分领域取得突破性进展,并不断产生新的前沿方向,整体领域呈现从点的突破到系统性突破态势。最后,该文展望了生命健康科技发展前景。     

协调人与生物圈 保护生命共同体 专家视点回眸之人类

伴随着改革开放40年的伟大实践,本刊始终关注着,如何协调生态保护与经济发展这一重大问题,秉持人与自然和谐共生的理念,围绕人,山、水、林、田、湖、草相互联系的辩证关系,以及生物多样性、文化多样性等跨学科视角,通过对自然保护区的科考和社区调查活动,不断加深对绿色发展理念的认识。为了清晰地回眸这一过程,特从近10多年来出版的期刊中,选取摘编了30位专家学者的相关观点。我们将不断深化对"生命共同体"的认识,以应对全人类共同面对的生态安全问题,以追求建设绿色家园这一全人类的共同梦想,更为在我国生态文明建设不断深入的过程中,更有效地推动"人与生物圈"计划在我国的实施,与世界各国一起,共同建设一个清洁美丽的世界。     

基于“肝肾失调”探讨阿片类物质心瘾形成的中医病理基础

阿片类物质滥用是目前社会及医学领域的一大难题,其戒断复杂而艰难,关键问题在于阿片类物质心瘾难以戒除。阿片类物质心瘾是指物质滥用者对阿片类物质强烈持久的渴求和难以抑制的用药欲望,其形成的核心机制在于成瘾者对于阿片类物质的异常动机。异常动机的形成在于两个方面,即"产生动机不良"以及"控制不良动机能力下降",本研究即从异常动机形成的两个方面切入,通过类比法、引证法及演绎法进行理论研究,分析认为阿片类物质心瘾的形成与肝肾功能的失调相关相关性,研究认为不良动机形成的关键在于阿片类物质引起的肝失疏泄功能的异常,而控制不良动机能力下降则与肝胆主谋略司决断以及肾所藏之志功能的异常相关。     

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。     

细胞工厂和生物纳米机器

细胞是维持生命活动的基本单元,也是最繁忙的工厂,其内含有无数的纳米机器,它们无时不刻地作功,而且高度精准、有序协调,以维持正常新陈代谢。本文从纳米生物学角度探讨在细胞中所发生的事件,总结概述生物纳米机器类型,细胞工厂的组织结构及分工,生物纳米机器的主要特点,以及研究生物纳米机器的目的。     

微生物,高智商,大产业——合成生物学助力阿维菌素的高效智能制造

合成生物学研究具有两种属性,即生命本质的认识提升属性与生物制造属性。以阿维菌素产生的生命过程复杂性为例,几乎可用"高智商"来形容。通过系统认知微生物的"智商",从"格物致知"到"建物致用",实现师法自然,让微生物更高效地为人类服务。在人工工业大规模制造时,上述生命本质的认识无疑是有帮助的,但在微生物与生物反应器组成的复杂系统中,如何从基因到代谢的细胞生理状态到胞外的环境影响中,由"格物致知"的因果关系找到可人工操作的生物智能制造(智造),这又是极其困难的科学问题,这就是合成生物学的生物制造属性。因此,必须开展生物过程大数据分析,克服基因、代谢、过程到生产组织中产生的大量互不联系的数据孤岛。近年来,合成生物学的蓬勃发展掀起的技术革命已经彻底颠覆了人们过去对于生物和生物技术的认识。该文以阿维菌素的研究为例,讨论在合成生物学时代如何利用微生物的"智商"来加速实现微生物药物高效智能制造的研发过程,并为其他微生物天然产物药物的智能化生产提供可借鉴的思路和方法。     

从生命伦理到生命法

20世纪下半叶以来,生命科技的发展极大地增进了人类的福祉,但也引生了大量伦理与法律问题,使得生命科技的伦理调整与法律规范成为必然。在生命科技发展的过程中,生命伦理发挥了重要的引领作用,它以其自身特定的机制保障着生命科技的健康发展。生命伦理与生命法存在着明显区别,这些区别使得生命伦理在现代生命科技社会中无法独立承担引领生命科技健康发展的使命,而必须与生命法共同在生命科技社会治理中发挥作用。在现代生命科技社会中,生命法具有不可取代的重要作用,正是基于此,20世纪70年代以来,各国兴起了一场生命伦理法律化的运动,纷纷强化了本国的生命法制建设,改变了以往单纯依赖生命伦理调整生命科技活动的历史,使法律也参与到生命科技的规制中来。人类生命科技治理必然要经历一个由单纯依赖生命伦理到依赖生命法与生命伦理相结合的发展阶段。当前,我国生命立法还存在诸多不足,难以适应生命科技发展的现实需要,需要采取相应的完善对策。     

鸡蛋里的生活物质

用组织培养的方法,我们进行了一些"细胞起源于生活物质"的实验.从一个普通的鸡蛋内取一滴卵黄,我们看见未经暖孵的卵黄颗粒是静止的,经暖孵后开始活动.在显微镜观察下,这些卵黄颗粒与卵黄球都在不断地变化与发展.它们都是有生命的物质——生活物质.可惜我们在实验过程中未能摄成电影,只能用片断的摄影,来表示这些生活物质的活动性及其如何由简单而变为复杂的演发过程.现在把我们的实验观察分成两方面来说明:卵黄演发成为细胞的过程和蛋白演发成为前细胞阶段的过程.     

中国生物多样性探访行动——海洋生态 需要关爱

正古老的汉字"海",由三个部分组成——"水""人""母"——这颇具况味,意味着"海"之水是人的母亲!现代科学技术研究表明,地球上的生命起源于海洋,海洋是生命的摇篮。在有关人与海洋的根本关系认识上,古老的中华文明与现代科技高度吻合。海洋不仅孕育了生命,还一直呵护着人类。如同20世纪80年代流行开来的歌曲《大海啊,故乡》唱的那样:"大海啊大海,就像妈妈一样,走遍天涯海角,总在我的身旁。"浩瀚的海洋,不仅向人们馈赠食物、药物、美容品、建材等物质礼物,为人们提供海航的便利,还向人们馈赠审美、思维等精神礼物。