贝壳的自然史

A Natural History of Shells

 

作者:Geerat J. Vermeij

出版:PRINCETON UNIVERSITY PRESS

索书号:Q959.21/V523/2021/Y

ISBN: 978-0-691-22924-9

藏书地点:武大外教中心

 

制造贝壳的软体动物和我们其他人一样,必须在一个充满机会和限制、有利因素和竞争、选择过程和合作安排的世界中谋生,所有这些都面临着不可预测的灾难。通过它们的适应性形状和记录在壳上的个体生活事件,软体动物记录了现在和遥远过去的生活条件。自然之美,揭示历史深层规律的满足感,以及感知看似无关现象之间联系的兴奋感,使我对生命有了深刻的新意义,这种意义以对科学的热爱为中心,以志同道合的学者和有思想的朋友为中心,尤其是我的好妻子伊迪丝。

我写这本书的目的是要传达这种热情,以及我从软体动物壳中获得的一些见解,以便其他人也能欣赏并继续在这项科学事业的基础上发展。知识和理解就像金钱;如果囤积起来或留给自己,它们就没有多大用处。只有与人分享,知识和对知识的追求才变得真正有意义。我希望这本书能打开通往科学认知和自然世界奇观的大门,也希望它能丰富其他人的生活,就像对贝壳的研究丰富了我的生活一样。

与本书刚出版时相比,现在人们对贝壳的了解要多得多。本书中使用的许多学名都发生了变化,主要是在属水平上,但偶尔也在种水平上。新的工作,包括我自己的工作,大大增加了我们对本书中涉及的许多主题和问题的理解。例如,我们现在知道腹足类动物的帽状或拖鞋状帽贝壳形式至少独立出现了54次。像唇牙这样的创新在一些进化分支中反复出现,而在另一些进化分支中则从未出现过。唇牙是壳唇边缘的一个突出物,可以加速腹足类动物对硬壳猎物的捕食。人们也越来越清楚地认识到,壳的形状不仅受到捕食者的选择性作用和其他自然选择因素的影响,而且还受到软体动物所承受的力量以及它们自己通过活动产生的力量的影响。由于对DNA序列和化石记录的研究取得了巨大进展,软体动物的进化树现在有了更好的了解。然而,本书中的大部分内容保持不变;它只是被更彻底地记录下来,并被置于一个更安全的进化阶梯上。

很少有建筑作品能与软体动物外壳的优雅和多样性相媲美。美丽本身就是欣赏和研究贝壳的充分理由,但贝壳提供的远不止这些。随着软体动物的成长,它们的壳一点一点地变大,并在壳上详细记录了它们生活中的日常事件和不寻常的情况。此外,记录生命史的化石记录中充满了灭绝物种的贝壳。因此,我们不仅可以了解我们这个世界的软体动物的生存和死亡条件,还可以了解遥远的过去。贝壳的大小、形状和质地告诉我们骨骼的构造方式,以及动物如何应对周围的危险。

分子生物学家西德尼·布伦纳(Sidney Brenner)曾经观察到,关于生物结构,我们可以问三个基本问题。”它是如何工作的?它是如何构建的?它是如何进化的?这些问题适用于所有层次的有机结构,从蛋白质到细胞到整个动物、种群和生态系统。

布伦纳的第一个问题是设计的机制和有效性。结构和功能之间的关系是什么,结构在给定条件下的工作效果如何?决定适应性设计的可能性和局限性的机械原理和环境是什么?第二个问题涉及生物设计的规则。个体生物发育和生长的规则是什么,它们是如何工作的?它们对自然界中遇到的生物形式的多样性施加了怎样的限制?如何,以及在什么情况下,在规则所定义的既定模式内带来变化?当规则被打破或放松时会发生什么,什么时候会发生这种情况?

第三条探究线是历史。所有现存和化石物种的祖先都可以追溯到遥远的过去。这种进化的过程是怎样的,哪些因素在绘制它的过程中很重要?一个物种在多大程度上带有历史的印记,它的特征在多大程度上反映了当时的环境。

在贝壳的背景下,这三个基本问题可以用经济学的术语来有效地框定。我们可以把贝壳想象成房子。建造者的建造、修理和维护需要能量和时间,同样的货币也用于其他生命功能,如进食、移动和繁殖。投入在贝壳上的能量和时间取决于原材料的供应,将这些资源转化为可用结构的劳动力成本,以及对贝壳的功能要求。对于次要的贝壳居民来说,他们通常不能扩大或修复他们的住所,住房的数量和质量取决于贝壳进入住房市场的速度以及贝壳腐烂的方式和速度。“经济学”和“生态学”这两个词在这种情况下特别合适,因为它们都源自希腊语oikos,意思是房子。简而言之,生物学的问题可以用供给和需求、收益和成本、创新和监管来表述,所有这些都是在环境和历史的背景下进行的。

当然,贝壳不只是房子。对于许多软体动物和大多数次要居住者来说,它们也是交通工具,它们通常专门适应爬行、跳跃、游泳、挖洞等各种运动方式。此外,在某些情况下,贝壳还可以作为捕获猎物和潜在入侵者的陷阱,作为进攻性的攻击武器,作为吸引配偶的信号,甚至作为培育植物细胞的温室,帮助动物获得食物。各种各样的功能需求往往是互不相容的。任何一种外壳的结构不仅反映了这些功能需求之间的妥协,还反映了建造和维护的成本,支配生长的规则,以及进化祖先的标志。就像人们的房子在不同的地方和历史的进程中有很大的不同一样,软体动物的贝壳也带有地理和时间的印记。建筑成本因地理和栖息地的不同而不同;捕食者的种类和丰富程度、食物的可得性、生长速度,以及其他许多对带壳动物的生活很重要的因素也会有所不同。希望了解现存物种的种群规模是如何调节的生态学家可能满足于记录今天生物圈中的这些变化,但对于对记录生命的经济史感兴趣的进化生物学家来说,确定成本、收益和资源在地质历史过程中是如何变化的,并推断进化过程是如何受到经济因素的影响的,这一点变得至关重要。

《贝壳的自然史》一书于2021年由PRINCETON UNIVERSITY PRESS出版,作者为Geerat J. Vermeij

《贝壳的自然史》一书,作者展现了动物学研究领域中关于贝壳自然史的一些最新研究,讨论的主题主要包括贝壳与生物学问题,贝壳结构的规则,贝壳的几何形状,建设和维护的经济学,贝壳们如何工作,贝壳的力学,掠食者和它们的方法,应对敌人,贝壳的历史地理,进化经济学。

《贝壳的自然史》是生物学实验室不可或缺的工具用书,适用于动物学和生物学等相关专业的高年级本科生、研究生,也可作为教师的教学和科研参考书,亦可供进化生物学及相关领域的研究人员参考。

《贝壳的自然史》一书作为动物学和生物学专业研究读物,内容饱满详实、语言浅显易懂,除此之外,还包括一些其他的特点:

1.本书介绍了贝壳的自然史,包括贝壳与生物学问题,贝壳结构的规则以及贝壳们如何工作的。本书还提供了一个优雅的文字和精美的插图说明壳的结构、功能和进化,同时展示了这些软体动物的房子如何让我们了解生态学和生命的历史。是一本科学家和普通读者都将珍爱的书。

2.本书末尾附有索引,便于读者查找相关词汇。

3.本书图表丰富,读者能够结合清晰的图表更加清楚的理解相关的知识。

总的说来,《贝壳的自然史》一书为想要了解贝壳的自然史的人员提供了清晰的导读路径,作为动物学领域的一本前沿研究图书,是一本值得为想要涉足该领域的人员推荐的专业书籍。

 

本书目录:

新序言

1 贝壳与生物学问题

第一部分 贝壳结构的规则

2 主题与变奏:贝壳的几何形状

3 建设和维护的经济学

带注释的书目

第二部分 危险世界中的生命:贝壳们如何工作

4 贝壳的力学

5 掠食者和它们的方法

6 应对敌人:外壳作为保护

带注释的书目

第三部分 时间的维度

7 贝壳的历史地理

8 进化经济学:崛起与适应性主题的兴衰

带注释的书目

索引

 

 

胡萌欣 武汉大学生命科学学院 博士