一、 微生物生态学简介
微生物生态学(Microbial Ecology)是生态学的一个分支学科,它是研究微生物与其环境间相互作用规律的科学,是由生态学和微生物学相结合所产生的一门边缘学科。它与许多学科有着密切的联系,是一门综合性很强的学科,涉及到自然科学的广泛领域。近年来,微生物生态学蓬勃发展,国内外研究资料十分丰富,研究方法和技术上都有较大的突破,特别是生物技术的广泛应用,使微生物生态学的应用更为广泛。
微生物是自然界有着丰富的微生物资源,由于微生物具有分布广泛,种类多样,繁殖迅速等特点,使其在自然界物质循环和转化中起着巨大的生物降解作用,并且在环境污染治理过程中占据重要的地位,是整个生物圈维持生态平衡不可缺少的、重要的组成部分。
物质循环不仅包括氧、碳、氮、硫、磷、铁、锰等天然物质的循环,还包括有毒或者无毒污染物的循环。在环境微生物的主导作用下,自然界中有机氮化合物,氨态氮,硝态氮三种形态的氮相互转化,构成氮循环;以二氧化碳为中心,外加碳水化合物,脂肪和蛋白质等含碳化合物相互转化,构成碳循环。
微生物生态学是一门令人兴奋并不断发展的学科。人们认识到世界上许多令人赏心悦目的事物是由微生物主宰的。知道这一点,人们开始感激微生物。对大多数人来说,所有微生物都是极其可怕的,尤其是病毒与细菌,以致于要坚决的消灭掉。通过许多科学家的矢志不移的努力,微生物世界已经展现在人们的面前。新观点认为:我们所赖以生存的世界如果没有这些微生物的作用,将无法得以维持。
本书通过进化生态学的视角阐述了微生物生态学,进化与生态学的规律已经成功的应用于高等生物,但很少应用于微生物领域。然而,这些基本的生物规则可以帮助我们理解许多微生物策略与预测许多未认识的规律。另外,微生物提供一个理解基本的进化与生态原理的独特工具,因为它们相对短的传代时间,使得我们可以对许多代的微生物进行观察与研究,而研究高等生物来说就没有此优点。进化学与生态学的理论的威力可以利用这些微生物来检验。
从分类学的视角来说,微生物生态学是一个相当广阔的领域,囊括了地球上生物的多样性,包括真核与原核生物。本书独特的整合了生态学与进化学两者的观点,从个体,群体与群落角度审视了微生物体。种间的相互作用,包括:竞争,捕食,寄生,互利共生及微生物通过光子传感器通讯,利用了进化生态学的视角重新审视,为科学视野提供了重要的观点也探索了微生物性别与繁殖,营养周期与进化诱骗对微生物群体与过程的影响,并且为进化生物学与微生物生态学的研究工作者与学生提供一个理解多种观点的机会,利用微生物的视角,新的进化机制,探讨了许多其它话题。该方法的结果是理解自然界的微生物的背景,并且是工业,医学与环境微生物学家的一个框架。
今天,微生物生态学是一个重要的研究领域,特别包括对自然环境和人造环境的微生物种群的多样性和功能的研究。例如,在工业废水反应器里,许多微生物生活在生物膜上组成种群,它们的化学通信的用途引起人们的注意。最后,详细的了解微生物的毒性和耐性以及生物恐怖的重要性至关重要。近年来微生物生态学和工业微生物的研究的联系逐渐加深,结果是发现大量微生物的新物种,但95–99.9%的微生物通过实验室条件还不能纯培养。生物多样性和生物地理学的研究给我们提供了发现新的生物反应过程和新的自然产物的机会。
二、本书特色
1.把进化生物学概念应用于微生物
2.审视个体,群体与群落生态学
3.覆盖了生命起源至现代微生物的多个主题
4.从进化视角探讨了种间相互作用,群体感知、诱骗与营养循环
5.包括颜色以突出主题与彩色的插图
目录
第一部分 生态学与进化学
1. 研究生态学与进化学的核心概念 3
2. 生命的分子及其起源 21
3. 物种概念与物种形成 35
第二部分 个体生态学
4. 个体 57
5. 生长与捕食 83
6. 性别的生态学107
第三部分 在群体中共同生存
7. 微生物生态学的基本原型131
8. 集合种群,多细胞性与构件生长149
9. 生境,基因组大小,多样性与细菌通讯对种群过程的影响171
10. 种群的空间稳定性195
第四部分 在群落中共同生存
11. 群落与多样性的特点227
12. 群落生态学概念253
13. 微生物与营养过程277
14. 物种相互作用与过程 297
15. 物种相互作用的附加内容 345 (武汉大学生命科学学院 许均华)