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动物生物学绪论动物生物学定义及研究目的动物学(Zoology)是研究动物各类群的形态结构和有关生命活动规律的科学。动物生物学（AnimalBiology）是以生物学观点和技术来研究动物生命规律的科学。它研究的动物生命系统涵盖基因、细胞、器官、个体、种群、群落等多个层次；涉及的研究领域包括形态、解剖、生理、分类、发育、生态、地理、行为、进化、遗传、动物资源保护等。动物学动物生物学动物生物学动物类群动物类群发育与分化动物进化遗传与进化动物行为动物地理动物地理多样性与保护动物生态动物生态.结构与机能生物结构与机能.动物生物学研究对象：1.个体-系统-器官-组织-细胞-分子-电子2.个体-种群-群落-生态系统-生物圈动物生物学的研究任务•了解自然界的动物，认识其生命活动的规律（包括分布、数量、生理、遗传、发育、生态、行为、进化等）。动物资源的合理利用与保护：动物新品种培育、禽畜饲养、水产养殖、野生动物保护等。•有害动物的防治：农业、林业的有害动物控制，畜牧业、水产养殖业的寄生虫病防治等。生物的分界及动物在其中的地位生物的分界随着科学的发展而不断的深化，而且不同的科学家对生物的分界有着不同的认识。但在早期，对生物与非生物的认识都不能得到一个共识。一、自然物质生物物质非生物物质自然物质生物物质的现代定义生物物质：是指具有新陈代谢、自我复制繁殖、生长发育、遗传变异、感应性和适应性等生命现象的物质。目前，地球上已鉴定的生物种类约有200万种，其中动物占其中的3/4，约150万种。二、生物分界发展史第一阶段：林奈系统——两界系统在18世纪，林奈（CarlvonLinne,1735）以生物能否运动为标准明确提出动物界和植物界的两界系统。6/6\n动物界植物界生物界界的定义：是生物分类的最高级单位，是为了方便人类研究与利用地球上丰富多采的生物世界而形成的一个分门别类系统中的最高级单元。第二阶段：三界系统原生生物界动物界植物界在19世纪，由于显微镜的广泛使用，发现了许多单细胞生物兼有动物和植物的特性如绿眼虫，造成了分类上的难题，所以霍格(J.Hogg,1986)和赫克尔(E.H.Hackel,1866)将生物界分为三界系统：原生生物界、植物界和动物界。三界系统绿眼虫特点：1、动物的特征：具有运动器官——鞭毛2、植物的特征：具有光合作用器官——叶绿体3、原始特征：为单细胞生物原生生物简介原生生物简介原生生物是由原核生物演化来的，是真核生物中最原始的一群，大部分为单细胞，少数为多细胞。原生生物界的成员依获得营养的方式可分为三类：(1)类似植物的藻类，含有叶绿体，可行光合作用，自行制造养分。(2)类似菌类的原生菌类，可分泌酵素，以分解外界的食物为小分子而进行吸收。(3)类似动物的原生动物类,从外界摄取食物包括寄生，进行体内消化，以获得养分。另有一些原生生物的营养方式兼具有植物和动物的特性，如绿眼虫，在有光的环境下可行光合作用而自制养分，但在黑暗中则摄取环境中的养分，是一种混合式的营养方式。常见的原生生物第三阶段：四界系统由于电子显微镜的发展，揭示出了原核细胞与真核细胞的区别，从而提出原核生物和真核生物的概念。据此，考柏兰(H.F.Copeland,1938)将原核生物独立为一界，提出了四界系统。原核生物界原始有核界后生植物界后生动物界四界系统第四阶段：五界系统由于原核生物的肯定，1969年惠特克(R.H.Whittaker)根据细胞结构的复杂程度及营养方式提出了五界系统，将真菌从植物中分出独立为界。原核生物界原生物界真菌界植物界动物界五界系统第五阶段：三总界六界系统1979年我国昆虫学家陈世骧提出了3总界六界系统，即非细胞总界、原核总界和真核总界。6/6\n生物的界级分类五界系统工程六界系统I.原核阶段I.非细胞生物1.原核生物界1.病毒界II.真核单细胞阶段II.原核生物2.原生生物界2.细菌界III.真核多细胞界3.蓝藻界3.植物界III.真核生物4.真菌界4.植物界5.动物界5.真菌界6.动物界T.Cavalier&Smith1989年提出了一个八界系统，古细菌界、真细菌界、古真核生物界、原生动物界、藻界、植物界、真菌界、动物界，有学者认为这一分界是较为合理和清楚。五界系统被比较多的学者所接受。目前，生物的分界尚存在着很多的分歧，不同的学者提出了不同的分界系统与方法，而且对病毒的认识还有很多的不足。所以，全世界对生物的分界尚无完全统一的意见，在某些方面存在着不同的见解。各国学者均采用自已认为是正确的分类系统，这不仅反映在生物的分界上，在生物的门、纲、科、属的分类上的分歧就更大了。动物学的研究方法一、物学研究方法的总体原则⑴辩证唯物主义的观点，从整体的观念出发。多方接触自然与实际，丰富感性认识，再通过整理与概括，提高到理性阶段，把最本质的问题揭露出来。⑵以对立统一的规律来看待动物与周围环境之间的关系；以发展的眼光看待动物的过去和现在。二、动物学研究的具体方法1、描述法是通过观察将动物在不同水平上的上部特征、内部结构、生活习性及经济意义等用文字或图表如实地系统地记述下来。2、比较法是通过对不同动物的系统比较来探究其异同，可以找出它们之间的类群关系，揭示动物生存和进化规律。3、实验法是在一定的人为控制条件下，对动物的生命活动或结构机能进行观察和研究。4、仿生法是在一定的人为条件下，根据动物的生理机能或器官结构进行模拟，研究生命活动的现象并为人类所用的研究方法。动物学发展简史动物生物学的发展史•动物生物学的发展历史大体上可以划分为四个阶段：1.描述性动物学阶段；2.实验生物学阶段；3.分子生物学阶段；4.生物学多学科交叉阶段。一、西方动物学的发展1、动物学之父：亚里士多德，生活在公元前384-前322年。是著名的古希腊学者，总结了劳动人民在生产斗争中得来的动物学知识，记述了450种动物，6/6\n首次建立起动物分类系统，将它们分为有血动物和无血动物两大类。在亚里士多德之后，欧洲进入封建社会，宗教的统治阻碍了动物学及其他学科的自由探讨和发展，这种现象一直拖延至资本主义因素萌芽的文艺复兴时期。亚里士多德是16世纪以前的动物学发展的代表。是世界古代史上最伟大的哲学家、科学家和教育家。他创立了形式逻辑学，丰富和发展了哲学的各个分支学科，对科学作出了巨大的贡献。2、16世纪后的动物学发展①17世纪：显微镜的发明，使得动物组织学、胚胎学及原生动物学等相继得到发展。②18世纪：瑞典生物学家林奈（CarlvonLinne,1707-1778）创立了动物分类系统，将动物划分为哺乳纲、鸟纲、两栖纲、鱼纲、昆虫纲和蠕虫纲，又将动植物分成纲、目、属、种及变种五个分类阶元，并创立了动植物的命名法。③18世纪初期，法国生物学家拉马克提出了物种进化的思想，并且证明动植物在生活条件影响下是可以变化的，“用进废退”和“获得性遗传”是他的著名论点。④18世纪初期，法国自然科学家居维叶认为有机体各部分是相互关联的，确立了器官相关定律。⑤19世纪中叶，两位德国学者施莱登和施旺提出了细胞学说，认为动植物的基本结构是细胞。⑥19世纪中后期，英国科学家达尔文(C.Darwin,1809-1882)在他的伟大著作《物种起源》中，提出了自然选择学说。⑦1953年，沃森和克里克提出了DNA双螺旋结构模型，极大地促进了动物科学在分子水平上的发展。二、我国动物学的发展①3千多年前的原始社会，我们的祖先就知道养蚕和饲养家畜。②在《周礼》一书中，将生物分为两大类，相当于动物与植物，将动物分为毛物、羽物、介物、鳞物和赢物五大类。③明朝（公元618-907年）陈藏器著的《本草拾遗》记有鱼类分类，所依据的特征有侧鳞的数目。目前鱼类的分类仍以此作为分类依据之一。④明朝李世珍《本草纲目》记载了400多种动物，还将动物分为虫、鳞、介、禽、兽几类。⑤现代动物学的发展始于20世纪初，特别是80年代以后，在改革开放政策的指引下，我国动物学得了长足的发展。19世纪前：描述性动物学阶段•希腊的亚里士多德(Aristotle公元前384—前322)在动物学方面的主要著作有《动物自然史》、《动物的组成部分》、《动物的繁殖》等。他认识了520多种动物，并首次运用了“属”genus和“种”species作为分类的范畴，因此被认为是系统分类学的先驱，他的工作被看作是动物学作为一门学科正式创立的开始。•1735年瑞典的林奈（Linnaeus,C.1707—1778）的《自然系统》（NaturalSystem）一书，创立了纲、目、属、种、变种五个分类阶元和“双名法”。动物生物学发展趋势动物生物学的发展史•动物生物学的发展历史大体上可以划分为四个阶段：1.描述性动物学阶段；2.实验生物学阶段；3.分子生物学阶段；4.生物学多学科交叉阶段。中国古代时期的动物学史•歌谣《诗经》（公元前1100）提到鸟类77次，如鸠、鸡、鹭、鹤、6/6\n鹳、鸳鸯等，为最早记载鸟类的古籍。•《尔雅》（作者不详）是出自秦和西汉时期（约在公元前200）的辞典性著作，精辟定义鸟兽等动物，如“二足而羽谓之禽，四足而毛谓之兽”。•明朝李时珍（1518——1593）的《本草纲目》（1596年出版）列有动物400种，分隶于虫、鳞、介、禽、兽等类型。19世纪—20世纪30年代：实验生物学阶段•1838—1839年，两位德国学者施莱登（Schleiden，M.J.1804—1881）和施旺（Schwann,T.1810—1882）创立了细胞学说，•1859年英国的达尔文（Darwin,C.R.1809—1882）在《物种起源》（TheOriginofSpecies）一书创立了进化学说。•1876年英国的华莱士（Wallace,A.R.1823—1913）写出的《动物的地理分布》（Thegeographicaldistributionofanimals）一书是动物地理学发展的一个标志。奥地利的孟德尔（G.Mendel，1822—1884）以豌豆的杂交试验发现其后代相对性状遵循一定比例，即遗传学的两个基本规律——分离律和自由组合律；•美国的摩尔根（T.H.Morgan，1866—1945）等人以果蝇为材料，研究发现了连锁、互换和伴性遗传规律，并把遗传学和细胞学结合起来，确立和发展了染色体遗传学说。摩尔根等人把遗传因子命名为“基因”（gene），因此染色体遗传学说又称基因学说。20世纪30—60年代：分子生物学阶段•20世纪30—60年代，研究集中于生命本质密切相关的生物大分子，即蛋白质、核酸和酶等方面。•美国的华特生（JamesWatson）和英国的克立克（FrancisCrick）合作，于1953年阐明了DNA分子双螺旋结构，获得诺贝尔奖。20世纪70年代以来：生物学多学科交叉阶段•20世纪70年代以来，分子生物学的突破性成就和引入物理学、化学、计算机科学的概念、方法和技术，生命科学各个领域取得了巨大进展。•宏观生命科学——生态学研究生态系统的物质和能量流动。生态学的理论和知识正在为解决人口膨胀、环境污染、资源短缺等重大社会作出积极贡献。•微观生命科学——基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程等新技术，逐步应用于医药卫生、农林牧渔、食品、化工和能源等领域，对人类社会将产生深远的影响。中国的动物生物学研究现状20世纪20年代开始建立动物学的研究机构，同时在大学开设生物学系培养动物学研究人才。•1928年在北京建立北平研究院动物研究所。•1929年在南京建立中央研究院自然历史博物馆，1934年改为动植物研究所，1944年分别独立为动物研究所和植物研究所。•私立研究机构有：1922年设立在南京的中国科学院生物研究所，1928年在北京的静生生物调查所以及1930年在四川的西部科学院。•1934年成立中国动物学会。•新中国成立后，动物生物学的教学和研究有了迅速的发展。•（1）50-60年代期间，各高校和有关研究机构培养了大批的动物学人才。•（2）80年代以来，众多学者出国合作研究和深造，不少人带回学术新思想、新理论和新技术。•（3）经过多年的努力，高校和研究所配备了部分的先进仪器设备，逐步开展一些动物生物学的基础、前沿以及学科交叉性的研究。•但就总体而言，我国的动物生物学基础仍然薄弱。人才、设备、经费与发达国家仍无法相比，尚须努力赶超世界先进水平。6/6\n动物生物学的发展趋势•动物生物学由于分子生物学、生态学及相关研究方法和技术的渗透和应用，而使研究的范围向微观和宏观两个方向展开，形成了从基因—细胞—器官、器官系统—个体—种群—群落与生态系统等多个层次的分支学科。学科的渗透和研究工作在不同层次的展开，使传统动物生物学的界限变的模糊。•动物分类学（taxonomy）或系统分类学（systematicbiology）：动物生物学的研究离不开对研究对象（物种）的正确鉴定；此外地球上还有众多物种未被认识和鉴定；哪些物种是特定生态系统的关键种，需要加以保护？动物之间的演化关系如何？•各国的发展趋势是：分类鉴定工作结合生物多样性或生物进化研究，并趋向于使用多种方法（数值分类、分子系统学），加快建立物种库。生物多样性（biodiversity）：从宏观和微观两个方向，了解现在生存的生物多样性（遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性和景观多样性）和分布格局，解释其在生物进化过程中是如何形成的，需要从生态学、遗传学、细胞学、分子生物学、古生物学、动物地理学、地质学等多学科的广泛介入。最终目的是保护生物多样性。生物多样性保护是各国政府和科学家关注的一个重要课题。•动物的功能生物学（functionalbiology）:即动物的解剖学、生理学和行为学等特点在整体功能上的相互一致。•动物的生存及其基因能够得以传递，取决于它们具有一套适应环境变化的功能系统。在自然选择过程中，不同类群的动物产生出特定的功能系统，具有不同的身体结构、行为方式和栖息环境等（进化设计或称为生活对策），解决它们所面临的生存和繁衍问题。•功能生物学所研究的问题已不再是停留在回答“what”（一般性的描述)，而是要解答“why”或“how”。•例如：研究动物的取食已不再停留在回答某种动物取食什么，而是更侧重于回答为什么该动物要取食这些食物，其食性为什么比其它动物广或窄，其取食对策在进化过程中是如何产生或得以保留。动物生物学工作者的必备条件•要作为一个动物生物学工作者，首先必须对动物有兴趣，对动物的生命活动感兴趣；•动物生物学工作者的兴趣必须与实践活动相结合，经常到大自然、生产实际中观察、研究动物，发现新问题；•能够将不同层次或领域的思想、理论、技术综合起来，用于探索动物的整体结构和机能等问题。6/6