本书是一本向青少年朋友普及生物科学知识的优秀读物。书中介绍神奇的生物天地、探秘动物世界、揽奇植物王国，解答了长期以来人们所关心的一些问题，如“生物钟”之谜、恐龙的消失之谜、动物语言之谜、植物睡眠之谜、生命起源之谜等。

张申碚，1958年进入中国科学院上海生物化学研究所工作，高级工程师。历任中国科学院上海脑研究所副所长，中国科学院上海生命科学研究中心副主任。

序
写在前面的话
神奇的生物天地
“生物钟”之谜
生物电现象探秘
探索生物发光的奥秘
生命起源之谜
探秘动物世界
恐龙之谜
海豚之谜
飞鸟定向的秘密
动物嗅觉之谜
动物语言之谜
有趣而奇妙的动物冬眠
揽奇植物王国
“吃人树”和食肉植物之谜
植物睡眠之谜
植物行为的奥秘
植物的“喜怒哀乐”之谜

1994年初秋的一个早上
，我的朋友张申碚同志告诉
我，他和赵晓梅同志正在一
起撰写一本书，书名为《生
物之谜》。写这本书的目的
是希望我国青少年读者们能
够从书中所举的实例中学习
到生物学的基本事实和原理
，提高他们对于生物世界的
正确认识，鼓舞他们将来投
身于生物科学研究，为改造
人类的生物环境、提高我国
的农业生产和医疗水平而努
力。他希望我能在本书的卷
首写几句话，我愉快地接受
了他的邀请。
他的上述这番话，使我
立即想起了当年在美国读书
时的一些往事。在那个年代
，我的一些同学和朋友中，
几乎人人都阅读过美国著名
科普作家卡尔逊(Rachel
Carlson)所著的《我们周围
的海洋》(The Sea Around
Us)和《从水母到人》(From
Medusa To Man)。这些畅
销书曾引起广大读者的兴趣
，特别是对于青少年的生物
科学教育，产生了巨大影响
。这些年轻的读者们后来大
多数成了知名的生物科学家
，为现代生物科学的进步与
发展做出了巨大贡献。当我
在1980年重新回到美国去
访问时，一些朋友们又介绍
给我一本畅销书，也是卡尔
逊女士写的，书名叫作《寂
静的春天》(The Silent
Spring)。这本书的主旨是
叙述近年来大量使用农药和
化肥对于生物和农业的毁灭
性影响，使大片大片的农田
变成了沙漠，成千上万的鸟
类被毒死。在春暖花开的时
节，人们再也听不到窗外的
鸟类歌口昌了。这本畅销书
在社会上引起了巨大反响，
并掀起了农业技术上的一场
革命。在这场革命里，人们
试图充分利用自然肥料和生
态学方法来摆脱对于农药和
化肥的依赖。这场革命目前
仍在进行着，而且取得了成
功。
我之所以在这里提起这
些往事，是因为我国目前也
有美国出现过的那种农业上
的人为灾难，而且知道一本
好的生物学科普读物会产生
多么巨大的社会影响。我殷
切地希望：本书作者们能在
《生物之谜》这本书出版以
后，继续出版续集，不仅继
续揭开生物世界的奥秘，说
明奇闻逸事背后的科学道理
，对青少年进行更全面更深
入的科普教育，而且还要像
卡尔逊女士那样，就我国目
前农业、医学方面出现的一
些严重问题进行阐述、揭发
。这不仅有利于我国生物学
教育的普及，而且还将会对
于我国农业和医学革命与创
新，起到推动作用。
张申碚同志是一位卓越
的生物化学家，赵晓梅同志
是一位出色的科普作者，他
们在生物科学方面，有着丰
富的知识与写作经验。我深
信他们一定会在生物科学普
及教育方面取得更大的成就
，祝他们成功。
张香桐
1994年9月20日
(张香桐教授系中国科学
院院士、中国科学院上海脑
研究所名誉所长，我国著名
生物科学家)

大约在45亿年前，地球诞生了。当时地球的温度大于2000℃，可想而知，地球上那时是不存在任何生命的，甚至于连组成生命的简单的有机化合物都没有。那么地球上的生命是怎样形成的呢？或者说是怎样来的呢？
地球是我们的母亲，生活着成百万种的生物，它们组成了我们多姿多彩的世界。但是，地球之外是否还有生命存在呢？这就是人类一直在探索的宇宙生命之谜。

能自动调节时间节律的提琴蟹
人类花了几个世纪的时间，才设计出与天体运行相符的日历和时钟，然而在美国东海岸科德角的海滩上，却有一种螃蟹能够根据太阳和月亮的运行每天校正自己的“作息制度”。这种螃蟹人称“提琴蟹”，又叫“招潮蟹”。雄性的提琴蟹前面长着一个大螯（不是一双），看上去像在演奏小提琴。这种螃蟹白天颜色变深，晚上颜色变浅。到黎明时又变深。表皮或外壳颜色变深是许多动物用以保护自己的一种本能。颜色变深，不仅使螃蟹的颜色与海滩颜色近似而使“敌人”难以发现，而且由于色素增加，使它能经得起中午强烈阳光的照射。
提琴蟹的另一种生物节律是它能根据潮汐的涨落而安排它的觅食活动。我们知道，潮汐是由于月球的引力形成的。看来，提琴蟹既能根据太阳光改变颜色，又能随着潮汐的涨落来寻找食物。当潮水退去的时候，提琴蟹在海滩上寻找食物，变得十分活跃，而在潮水到来前10分钟，它已经进入了它的洞穴。潮水来到的时间每天都有规律地变化，而提琴蟹能够根据每天潮水的变化调整它的生物节律，这座“生物钟”确实十分奇妙！
长周期的“生物钟”
动物的冬眠和候鸟的迁徙是一种长周期的“生物钟”在起作用。
每当秋天来临，松鼠就为过冬做准备。在夏天，一只活跃的松鼠一天能收集20个硬壳果；但是在秋天，它能收集到300个之多。一到秋天，熊体内的脂肪层增厚，毛也长得更浓密，这也是为冬眠做准备。 当北半球进入秋季的时候，北方的飞鸟就越来越不安了，有一天它们开始长途飞行，飞向南方，因为那里气候温暖。美国加利福尼亚州有一种燕子，它们每年都在3月19日前后的几天里从南美洲飞来。谁也不知道这类燕子用的是什么“日历”。不只是鸟类，海龟也有它出发做远洋长游的准确日期。
植物的“生物钟”
“生物钟”的现象也表现在植物中，例如，有的植物只在夜间开花，有一种芳香的开花烟草，只在日落以后几个小时才开花。夜间开花这种特征也许和花粉及花蜜的分泌有关。我们已经知道，某些植物花粉和花蜜的分泌是按一定的时间表进行的。某些植物还在其枝叶上表现出周期性的变化，如豆类植物幼苗的叶子白天抬起，夜间垂落。
科学家还发现，光合作用也有其节律，光合作用是绿色植物重要的机能，它对维持自然界的生态平衡方面有着极重要的作用。白天，在阳光的照射下，绿色植物中的叶绿素能利用根部吸收的水分和叶子吸收的二氧化碳合成碳水化合物（又称为糖类），同时释放出氧气；夜间，由于没有了光照，绿色植物也和动物一样，吸收氧气，释放出二氧化碳。生物学家对于光合作用的研究发现，光合作用在中午时间进行得最慢。中午时候，光照最强，温度和湿度也很适合光合作用，为什么会出现这种特殊的规律？目前生物学家还不能做出科学的解释，还需深入的研究。
在利用现代科学技术对单细胞生物进行研究时，科学家同样发现这种低等生物也存在着某些生物节律。例如，外形像草鞋而被称为草履虫的单细胞生物，它的细胞核在中午12点时最小，而在半夜12点时最大。
所有这些生物的时间节律是如何形成的呢？
“生物钟”的本质——外源性假说
当今世界上，有很多科学家在研究“生物钟”现象。早在1960年6月，就有200多名科学家出席了在美国长岛举行的生物节律国际研讨会。有关“生物钟”的研究历史，可以分为三个阶段：第一阶段是在50年代以前，科学家着重描述各种生物节律的现象；第二阶段在60年代，科学家设法建立一些模型来进行研究；第三阶段是70年代以来的工作，科学家试图用生物化学和分子生物学的一些理论来解释“生物钟”的现象。
P4－6