植物从土壤中吸收的矿物质较终又会回到土壤中去
生物学的范围
生物学是生命的科学研究。它的广泛题材逐年增多。我们可以
将生物学的范围分为两个部分。第一，生命结构的尺度范围是从分
子到全球那么大。第二，生物学的范围包括地球上生命的巨大多样
性，现在的和贯穿在生物的全部历史中的。
生命的许多层次
在本书中，我们对生命的探讨将一直深入到分子的亚显微范围，
例如DNA，负责遗传的化学物质。生物学中大小和复杂性的另一个
极端是全球范围的整个生物圈，生物圈包括地球上支持生命的所有
环境——土壤、海洋、湖泊和其他水体，以及大气层的内容。通过
一系列画面把我们带进了生物界，这些画面一个比一个放大了1 00
0倍。我们从由太空观察生物圈开始。距离近1 000倍后，我们就看
出了曼哈顿及其中央公园。再近1 000倍，我们看到了该公园的林
地。下一个画面我们看到了生物，一只松鼠。这只松鼠正在吃一枚
橡子，橡子是另一种生物，即栎树产生的。在松鼠体内、体表上和
周围还生活着许多生物。下一个大小的变于使岩石破碎而形成土壤
。生物和环境相互作用而相互影响。树也和其他生物相互作用，这
些生物包括土壤中与树根结合在一起的微生物以及吃树叶和果实的
动物。我们当然也属于这些动物之列。
生态学是生物学的一个分支，它研究生物和环境之间的这些关
系。生态学用生态系统这一术语来描述生物学的这个由所有的生物
和非生物因素组成的层次，这些非生物因素影响着一个特定区域，
例如长满林木的峡谷或草地和其中的生物。
一个生态系统的动态决定于两个主要过程。一个是养分的循环
。例如，植物从土壤中吸收的矿物质较终又会回到土壤中去，因为
微生物会分解枯枝败叶和有机的废弃物。生态系统中的第二个主要
过程是能量的流动，能量从太阳流人生产者，再流人消费者。生产
者是进行光合作用的生物，如植物；消费者是那些直接(吃植物的
动物)，或间接吃植物(吃那些吃植物的动物)的动物。因此，能量
的流动是单向的(从太阳到生产者再到消费者)，而养分是循环的。
化使我们进入松鼠体内，看到它的身体是由许多称为细胞的显微单
位所组成的。你可以看到每一个细胞中有一个细胞核，核中是松鼠
从它的双亲那里遗传来的基因。较后l 000倍的放大使我们看到细
胞核内DNA的分子结构，DNA就是组成基因的物质。从生物圈内的相
互作用到细胞内的分子机制，生物学家从不同的层次研究生命。现
在让我们仔细研究两个生物学层次，这是这一尺度系列中相对的两
端，即生态系统和细胞。
