让孩子着迷的奇妙生物

距今大约37亿年前，地球上诞生了生命，生命又经过漫长的演变，地球上出现了“人”。人与地球上的各种生物产生关联，从它们身上得到了诸多好处。可以说，我们正是“多亏了这些生物的存在”，才能够在这个世界上生存。在本书中，我们希望以一种简单易懂的方式解释清楚：各种生物在漫长的历史中都获得了哪些巧妙的生理结构，以及那些结构又是怎样对我们人类的生活产生了帮助。读者若能通过这本书感受到生物的深奥、复杂及有趣，并能了解到多样的生物是如何对我们的生活产生深远影响的，我将喜不自胜。人类，为了理解自己身边的生命（生物），同时，又为了理解自身并以此过上更好的生活，持续不懈地对生物进行着各种研究。17世纪，人们首次使用显微镜发现了细胞并开始对微生物进行观察；18世纪，林奈为各种生物标注了学名，将物种进行了体系化；19世纪，查尔斯·达尔文发表了进化论；20世纪中叶，人们发现了DNA的双螺旋结构。这个时期，电子显微镜也进入实用化阶段，人们开始对各种细胞的内部结构进行更为详细的观察。随后，自20世纪后半期至21世纪，生物学实现了瞬息万变的发展。即便如此，我们仍然可以深切地认识到，关于生物的许多地方，都还是未知的。实际上，已被标注了学名的生物，只占地球上所有生物的1%或10%。这个世界上还有许多人类未曾见过的生物，以及未知的繁杂生命现象。未来的10年、20年间，人类会有哪些新的发现，只要想到这里，我就非常期待。在本书中，与动物学相关的部分，由琦玉大学教育学院准教授日比野拓执笔，与植物学相关的部分，则由我——金子康子负责。我个人主要使用电子显微镜进行植物研究。生物电子显微镜的领域，还属于发展阶段，新的技术在不断研发。在本书中，也有几张使用的电子显微镜拍摄的图片。希望读者通过开发的显微镜技术感受一下前沿微观世界的震撼。［书中出现的扫描电子显微镜（SEM）的图片，大多使用了TECHNEX工作室的Tiny-SEM进行拍摄。］在本书中，也使用了许多与其他研究者共同研究时拍摄的图片，尤其使用了我在电子显微镜和植物研究方面的恩师——松岛久老师拍摄的图片。此外，还包括我个人研究室里的学生们拍的图片，以及学生们做实验时一起拍摄的图片。一起愉快地使用电子显微镜进行了各种观察的埼玉大学教育学院理科专业的学生们，帮我拍摄了学生实验的显微镜图片的研究生鲹坂瑞晖，帮我进行了图片处理的厚泽季美江，正是由于你们的帮助，我才集齐了这些有意义的图片。此外，读完本书草稿后进行了点评的我的女儿们、总是对我进行着鼓励的TAMO，以及一直在等待本书出版的、我的88岁的母亲，谢谢你们！后，向我提供了本书问世机会和方法的实务教育出版社的佐藤金平先生，以及编辑工作室SHIRAKUSA的畑中隆先生，也请接受我诚挚的感谢！

本书对长期以来各种生物所获得的微妙的生命机制，以及它们如何帮助我们的生活提供详细清晰的解释。生物学涵盖的范围极其广泛，了解生物进化的原则并将物理、化学原则与生物现象相关联，就能轻松地理解生物多种多样的现象。希望通过本书，可以让小读者体会到生物的乐趣和其多样性，以及多样化的生物如何深深地融入我们的生活。

金子康子 1981年获得琦玉大学理学部学士学位、1983年获得琦玉大学理学部硕士学位。1986年获得威斯康星大学麦迪逊分校博士学位（植物学专业）。目前是琦玉大学教育学部教授、兼任理工学研究课教授。研究领域为植物细胞生物学。在学生时期就开始沉迷于电子显微镜的世界中，自此进行了各类植物细胞的微细结构及技能的研究。2009年负责琦玉县羽生市“宝藏寺沼囊泡貉藻自生地紧急调查”，为消失近半世纪的囊泡貉藻自生地的复原做出了贡献。日比野拓 1973年出生于东京。东京工业大学生命理工学部毕业后，获得东京大学理学系生物科学专业硕士学位、博士学位。目前是琦玉大学教育学部副教授。研究领域为海胆和海百合类动物的发生生物学及比较免疫学。

第 1章　为医学和健康做出贡献的“生物”们　/ 001
01　因在水母体内发光而被作为标记物的“GFP”　/ 002
02　将“胎生”的人从病毒中拯救出来的“卵生”的鸡　/ 008
03　健康的秘诀就隐藏在“肠道菌群”里　/ 013
04　我们利用“癌”而生存　/ 019
05　诞生于“重复序列”的DNA鉴定　/ 025
第2章　“细菌、植物、动物”的生存战略　/ 033
01　反面教师?! 保卫“眷群”的逻辑　/ 034
02　若想子孙繁荣，就向“矮雄”学习　/ 039
03　通过“共同进化”而实现繁荣的菊科植物　/ 045
04　诞生于领地行为的特效药　/ 053
05　“抗生素”与细菌之间无尽的拉锯战　/ 060
第3章　将生命维持至今的“生物”结构　/ 067
01　取自生物外形的“仿生学”　/ 068
02　令人期待的“DNA纳米技术”　/ 073
03　地球上所有生命的生存都依赖“光合作用”　/ 080
04　对植物的陆地生活起到极大作用的“角质层”　/ 087
05　植物的“蒸腾作用”打造出天然的冷气机　/ 094
第4章　将不可能变为可能的“植物”的巧思　/ 101
01　来自宇宙中发芽的黄瓜“钉子”的教训　/ 102
02　植物身上不可思议的“向重力性”　/ 109
03　上了年纪也会“无限成长”的植物　/ 116
04　在贫瘠的土地上也能生存下去，豆科植物“根瘤”的力量　/ 123
05　学习食虫植物“貉藻”的生长方式　/ 130
第5章　那些不为人知“生物”的不可思议之处　/ 139
01　当我们用“血型”来判断危地马拉人的性格　/ 140
02　保护人类身体的“体腔”　/ 147
03　进化的等级由“心脏”的进化程度来决定吗　/ 152
04　为什么存在各种各样的“植物细胞形态”　/ 158
05　创造出红叶与花色的“液泡和质体”　/ 164
第6章　支撑“生物学”的法则和发现　/ 171
01　通过“等位基因”来解开遗传之谜　/ 172
02　加深对DNA理解的“中心法则”　/ 177
03　牵牛花通过“光敏色素”来感知开花期　/ 183
04　被忽视了100年的“蓝光受体”　/ 191
05　证明诗人歌德“花是叶的变形”观点的“ABC模型”　/ 197
06　海胆的“调节卵”是生物学发展的贡献者　/ 204
第7章　“生物学”中不为人知的趣事　/ 211
01　从三花猫追溯“克隆”的真相　/ 212
02　有人气与没人气——两极分化严重的“活化石”　/ 218
03　“优异数据”与孟德尔定律　/ 223
写在后　/ 227

本书对长期以来各种生物所获得的微妙的生命机制，以及它们如何帮助我们的生活提供详细清晰的解释。生物学涵盖的范围极其广泛，了解生物进化的原则并将物理、化学原则与生物现象相关联，就能轻松地理解生物多种多样的现象。希望通过本书，可以让小读者体会到生物的乐趣和其多样性，以及多样化的生物如何深深地融入我们的生活。

金子康子 1981年获得琦玉大学理学部学士学位、1983年获得琦玉大学理学部硕士学位。1986年获得威斯康星大学麦迪逊分校博士学位（植物学专业）。目前是琦玉大学教育学部教授、兼任理工学研究课教授。研究领域为植物细胞生物学。在学生时期就开始沉迷于电子显微镜的世界中，自此进行了各类植物细胞的微细结构及技能的研究。2009年负责琦玉县羽生市“宝藏寺沼囊泡貉藻自生地紧急调查”，为消失近半世纪的囊泡貉藻自生地的复原做出了贡献。日比野拓 1973年出生于东京。东京工业大学生命理工学部毕业后，获得东京大学理学系生物科学专业硕士学位、博士学位。目前是琦玉大学教育学部副教授。研究领域为海胆和海百合类动物的发生生物学及比较免疫学。