环境科学(第3版美国初中主流理科教材)/科学探索者

作者简介

Michael Padilla is a leader in middle school science education. He has served as an editor and elected officer for the National Science Teachers Association. He has been principal investigator of several National Science Foundation and Eisenhower grants and served as a writer of the National Science Education Standards. As lead author of Science Explorer, Mike has inspired the team in developing a program that meets the needs of middle grades students, promotes science inquiry, and is aligned with the National Science Education Standards.

内容简介

生物多样性的价值 也许你会很好奇，为什么生物多样性那么重要。 在遥远的热带雨林中有50种还是500种蕨类与我们有 什么关系？有必要保护每一种蕨类吗？ 有很多理由可以说明保护生物多样性的重要性。 其中最简单的理由是，生物和生态环境是一种美丽和 供人们娱乐的资源。另外，生物多样性还具有经济价 值和生态价值。 经济价值对人类来说，许多植物、动物和其他生 物都有很大的经济价值。这些生物不仅为人们提供了 食物，还提供了制造服装、药品和其他产品的原材料 。没有人知道究竟还有多少有用的生物资源未被发现 。 生态系统也是具有巨大的经济价值的。例如，很 多公司开展了野生动物的观光业务，包括热带雨林、 热带草原、高山峻岭以及其他地区。生态旅游为很多 国家提供就业岗位，增加收入，如巴西、哥斯达黎加 、肯尼亚等。 生态价值生态系统中的每种生物都与其他物种有 所关联。物种之间可能是捕食关系，也可能是寄生关 系。影响一个物种的变化肯定也会影响其他所有的物 种。 有些物种在它们的生态系统中扮演着特别重要的 角色。一个物种如果会对生态系统中其他许多生物的 生存产生影响，那么就称这样的物种为基础物种 （keystonespecies）。例如，图3－9中的海星就是 它所在生态系统的基础物种。它以生活在潮池中的贻 贝为食。一旦研究人员将海星移出这个区域，贻贝就 会慢慢地使潮池中许多其他物种灭绝。海星的捕食使 贻贝数目保持稳定，也让其他物种得以生存。一旦海 星消失了，这个生态系统的平衡就会遭到破坏。 图3—9的水獭是另一种基础物种。19世纪最初的 十年间，为了获取水獭的皮毛，太平洋海岸大部分的 水獭都被捕猎了。当水獭几乎灭绝时，它们所捕食的 海参不受控制地大量繁殖。数量庞大的海参吃光了海 胆。当水獭再次回到这个生态系统后，它们捕食海参 。随着海参的减少，海胆的数量又恢复了。 影响生物多样性的因素 在地球上，生物多样性因地而异。在一个生态系 统中，影响生物多样性的因素包括地区、气候和小生 境的多样性。 地区在一个生态系统中，大区域中的生物种类要 比小区域多。例如，假设你要计算一个森林中的树种 ，你会发现，100平方米范围内的树木种类要远远多 于10平方米内的树木种类。 气候一般来说，从南、北两极到赤道，生物的种 类是不断增加的。拉丁美洲、东南亚和‘非洲中部的 热带雨林是世界上生物多样性最丰富的地区。这些森 林涵盖的面积占地球表面积的7％，但是却包括了世 界全部生物种类的50％以上。 人们至今还没弄清楚热带地区丰富的生物多样性 的形成原因。大部分的科学家认为这与气候有关。例 如，热带雨林常年温度较高、雨水充沛。这一地区的 大部分植物一年四季都在生长。这意味着其他生物在 整年内都可以得到食物。 小生境的多样性珊瑚礁所占的海洋面积不足1％ ，但它却是世界上20％的海洋鱼类的栖息地。珊瑚礁 是世界上物种第二丰富的生态系统。只能在温暖的浅 水中生长的珊瑚礁通常被称为海洋中的热带雨林。珊 瑚礁可以为生活在礁底、礁面、礁与礁之间的生物提 供不同的小生境。这使得生活在珊瑚礁上的物种比在 单一的栖息地，如平坦的沙洲，要多得多。基因库的 多样性 就像物种的多样性对一个生态系统非常重要一样 ，基因的多样性对一个物种同样重要。一个健康的种 群中的生物具有多种多样的特性。而这些特性，如颜 色、大小以及抗病能力，是由基因决定的。我们将生 物细胞中携带遗传信息的结构称为基因（gene）。 每个生物都接受了来自父母的基因组合。基因决 定了这个生物的特性，从大小、外形到抗病能力。 一个物种的各个生物有许多相同的基因。但是同 种生物中每个生物体也有一些不同于其他个体的基因 。这些独特的基因组成了该物种的总基因库。 缺少多样化基因库的物种是很难适应环境变化的 。如一些农作物，它们物种的基因几乎没有什么不同 。一种霉菌曾影响了美国大部分地区的玉米。值得庆 幸的是，一些野生玉米含有的基因使它们能对抗这种 霉菌。通过杂交或其他方法，科学家培育出了不受这 种霉菌影响的玉米。一个拥有多样化基因库的物种比 较容易在这样的生存挑战中存活下来。P96－99

国内首次全景式展现发达国家孩子们科学学习的糸统方案，让少儿读者在轻松愉悦、趣味盎然，像侦探破案那样的阅读与探索中，学会像科学家那样思考、探索和发现！