我们每天都在阅读并感受自然和环境的变化，但从来没有真正了解地球的运转和生命的演变。迈克尔·J.本顿编著的这本《自然奇迹（地球生命的非凡故事）》通过讲述地球上的生命展现出的非凡的故事，用一个个专题敲开我们所在的星球队——地球的秘密，对我们所关心的问题给出了一个重要指导。

迈克尔·J.本顿编著的《自然奇迹（地球生命的非凡故事）》是一本讲述地球上生命故事的非凡之书。全书引用了数十位科学家的最新科学发现，包括地球及其生命的起源、地理和环境、植物和动物、进化和行为等，再现了从微生物到人类的生命大突破。惊奇和感叹组成了本书，发现和奥秘组成了本书，历史和未来组成了本书。我们只需要看看遥远的过去，就知道地球上生命的未来。

编写人员

地质年代表

了解地球

起源

 1 地球是怎样形成的？

 2 生命的起源

 3 多细胞生物的起源

 4 寒武纪生命大爆发

 5 空前绝后的大灭绝

 6 恐龙是温血动物吗？

 7 巨型恐龙：硕大体型如何长成？

 8 恐龙为何灭绝？

 9 哺乳动物为何统治世界？

 10 寻找人类的始祖

地球

 11 指南针为何指北？

 12 大陆和大洋是怎样形成的？

 13 珠穆朗玛峰仍在增高吗？

 14 大气层中的氧气从何而来？

 15 火山为什么会爆发？

 16 钻石的形成

 17 最大的火山喷发是哪一次？

 18 海啸之谜

 19 小行星、彗星撞击地球

 20 石油从哪里来？

进化

 21 进化的证据

 22 眼睛如何进化而来？

 23 为何有如此之多的人

不接受进化论？

 24 解开遗传密码

 25 自私基因理论

 26 绘制“生命之树”

 27 人类遗传变异

 28 新物种如何形成？

 29 探索进化与发育的关系

 30 五指（趾）必不可少吗？

生物地理与环境

 31 热带和极地的物种数量

 32 沙漠的进化

 33 沙漠中的动植物如何生存？

 34 极地一直是冰天雪地的吗？

 35 冰层和岩层下多深有生命？

 36 岛屿为何如此特别？

 37 关于达尔文雀

我们知道些什么？

 38 澳大利亚独特野生动物的起源

 39 以硫为生：深海烟囱里的生命

 40 其他星球上有极端微生物吗？

植物与动物

 41 估算当今全球生物多样性

 42 为什么昆虫种类繁多？

 43 为什么生物有大有小？

 44 现存最大的生物是什么？

 45 陆栖动物体型的工程学限制

 46 跑步、蹦跳、跳跃：

动物的运动

 47 飞行和行走：向大自然学习

 48 狗是如何看世界的？

 49 动物为何有颜色？

 50 动物如何适应深海？

动物行为

 51 动物行为中的

本能和学习能力

 52 蚁群是超个体吗？

 53 动物们为何友好相待？

 54 动物如何寻找方向？

 55 性选择

 56 鹿为什么长角：

为了战斗还是为了炫耀？

 57 看不见的信号：信息素

 58 动物有情感吗？

 59 蜜蜂的语言

 60 动物意识

全球变暖与未来

 61 全球变暖

 62 未来地球气候将会如何？

 63 厄尔尼诺：

正在增加的极端天气？

 64 温室气体和地球的自然节律

 65 可预见的未来人口发展水平

 66 流行性感冒和东亚地区

 67 野生生物的灭绝和保护

 68 液态烃燃料的替代品

 69 人类的生态足迹

 70 人类行为和拯救地球

延伸阅读

图片来源

索引

狗是如何看世界的？

15000年前，狼被驯化成狗，成为人类重要的伙伴。其工作范围广泛，从打猎、放牧，到引导盲人。尽管狗陪伴人类的历史久远，大多数狗主人出于好奇心对狗进行了很多研究，关于狗的视觉世界仍然存在很多误区。虽然狗的眼睛与我们的类似，但狗的视觉与我们相比存在几个重大差异。

敏锐度

敏锐度是看清物体细节的能力，首先取决于图像的质量（尤其是对焦），图像是通过晶状体和角膜在眼球后方的视网膜上形成的。狗与人类一样，看到的图像有不同程度的散光、球面和色差，还有近视或远视的情况。很大一部分狗都是近视（近视眼），不同品种普遍存在不同程度的对焦缺陷。一项研究发现，接受测试的超过半数德国牧羊犬和64％的罗特韦尔犬都是近视（屈光度约一3，需要距离物体30厘米对焦）。如此高度的近视，也许可以解释一些不恰当的行为，当然很多狗可以通过戴眼镜来改善视力！

随着年龄的增长，狗的近视会加重（人类通常是相反的），其适应能力（如对不同距离的物体改变对焦点）也在弱化。与人类一样，狗通过改变晶状体的形状来变焦，但狗的晶状体比我们的硬，所以可调整的范围不大。比如说，人类——起码在其幼年时——可以对焦距离眼睛7厘米的物体，但不近视的狗最多只能对焦30～50厘米远的物体，当物体在它们鼻子底下时，就要依赖嗅觉了。

抛开光学原理，狗类视敏度的另一个重要的局限就是视网膜组织。狗的视网膜与我们的一样，几个感光细胞的输出结果在单一的神经节细胞上聚合，再通过视神经传达到大脑。高度的图像聚合度导致图像的低采样率，图像的敏锐度降低。狗的视神经纤维通常不足20万根，而人类大约有120万，两者的眼睛尺寸却几乎相当。在此基础上可以推测，狗的视觉敏锐度要低于人类。  狗的视网膜也不同于人类，因为没有中央凹。在我们视网膜（其实就是你用来看清本文的部位）中央的这一区域，感光细胞和神经节细胞的密度非常高。而狗的视网膜是水平的椭圆形区域，其感光细胞和神经节细胞比周边区域的密度高一些。因此，在狗的视野内有个水平区域，这个区域的物体比其他区域更清晰。这种高敏锐度的水平带，即“视觉带”，与动物生活在公开栖息地需要环视四周以防天敌和觅食有关系。

狼的神经节细胞密度比大多数狗要高，因此有更清晰的视觉带，这说明狼的视敏度更高。的确，驯化似乎降低了狗的视敏度，可能改变了狗的大脑处理视觉信息的方式。其结果便是人类的视敏度是狗的4～9倍，即使是锐目猎犬和寻回犬。在实际生活中，狗需要接近到6米的距离才能看清物体细节，而我们只需要距离24米或者更远。

亮度灵敏度

狗缺乏人类的视敏度，但它们在灵敏度方面显然胜过我们。在晨昏时遛狗，即可看出端倪。狗看清物体所需要的光仅为人类的六分之一。

在夜晚，视力依赖视杆细胞，狗的视网膜细胞中有95％都是视杆细胞。这个值与人类视网膜上的平均值区别不大，但在狗的视网膜上，每个神经节细胞从视杆细胞接受的信息都比人类的要多，这就增强了狗的灵敏度。而且，人类的视觉决定于中央凹的信息输入量，我们视网膜的这一区域几乎全是视锥细胞，灵敏度只有视杆细胞的百分之一。

狗类拥有反光膜，即位于感光细胞后方的反射层，进一步增加了其视杆细胞的敏锐度。该反射层最广为人知的作用就是，当很多动物被汽车前大灯照到时，它们的眼睛会发光。反光组织几乎能将眼睛的敏感度翻倍，其工作原理只是反射穿透视网膜的光线，供视杆细胞二次吸收（并感知）。反光组织的底层会分散眼睛里的光线，降低敏锐度，这也许是我们没有该组织的原因。在狗的视网膜的上半部分，反光组织更为发达，这是为了通常从更暗的前景吸收光线，而非较亮的背景，如天空。

色彩视觉

我们经常以为狗只能看到黑白色。实际上，在1989年就有明确的证据显示狗有色彩视觉。实验还显示狗的色彩视觉和大多数人类不一样，更接近“第二型色盲”，即红绿色盲。狗的色盲和人类的红绿色盲一样，不是完全看不出颜色，只是无法区分颜色。感光细胞对不同光的灵敏度不同，造成输出视觉信息的不同，比较其间的差异即是色彩视觉。狗和人类的红绿色盲只有两种视锥细胞输出。两者与大多数被研究的非灵长类哺乳动物相似，而大多数人类的视网膜中拥有3种视锥细胞。

结果就是狗可以对我们看到的蓝色物体，和绿色、黄色、橙色、红色物体进行色彩辨别。的确，你可以很容易就训练它们辨别颜色。不过，在后一组颜色辨别中可能失败，正如红绿色盲的人类。所以，别指望你的狗能在绿色草地上迅速找到红色的球——在狗看来两者并非是不同的颜色，而相比起辨别颜色，狗可能需要通过亮度、形状和纹理来辨别两者。

P202－204

了解地球

人类自远古以来，便一直对地球和自然界充满迷恋。大约3万年前，人类就开始将自己猎到的和畏惧的动物绘入画中，可能还会向智者求取建议，以寻找最佳兽群的所在。而四季轮回的现象更曾引起人们无限的遐思和忧虑，勉强维生的农户和如今的人们一样，盼望能再逢甘霖，盼望宗教仪式能保证庄稼的好收成。在现代社会，自然或许不再那么神秘，但仍然让人敬畏。一座山，一次日落，一棵巨大的红木，一头鲸鱼甚至一块恐龙化石，往往都能让人们叹为观止。

从古希腊时代的哲人们，再到文艺复兴时期的人们，人类断断续续的科学发展为我们勾勒出一个清晰的轮廓，引导我们了解自然世界。我们知道夏天去了还会回来，并且明白个中原因。我们了解恐龙的历史，知道它们在地球上生活了多久，甚至还或多或少知晓它们灭绝的原因。人类对地球和自然的认识在近两个世纪的发展，已然成为人类最引人注目的成就之一。在本书中，我们将对所有重大问题进行探讨——其中既包括我们已经充分了解的领域，也有数量巨大亟待人们重新认识的话题。60名来自世界各地学府或政府机关实验室的专家，同时也是当今最优秀的科学作家，联合为本书执笔，对上述问题进行深入的剖析。

本书第一个主题主要关注的是地球起源、地球生命的起源以及动物和人类的起源。几千年来，世界各国的人们都在进行这种“追本溯源”的研究，尽管开展了大量工作，许多谜团仍有待解决。下一个主题则是世界上的陆地，以及一些地质学的重大问题。我们将探索地球的内部结构、海洋和大陆的由来，以及火山喷发、地震、海啸和陨石撞击等突发地质事件。虽然我们对这些问题已有部分了解，但很多研究仍亟待开展。对于山脉高度和形状的推测，最终会回归到板块构造理论。

“进化”部分讲述的是自然科学中一个宏大的议题，至关重要却又被人们误解得很深。我们将从达尔文的进化论着手，研究他的理论如何渗透进现代生物学的方方面面。另外很重要的一点就是了解这一议题为何如此具有争议性。基因是进化的核心，它们决定各种动植物的特征，也导致了地球上如此大量的物种的形成，而达尔文对此却一无所知。

在“生物地理与环境”部分，我们要探讨的是堪称地球一大奇迹的动植物分布。为什么澳大利亚的野生动物和世界其他地方大不相同？两极和沙漠是如何演变的？生命可能存在的极端环境是什么？以及地理环境如何在进化中起到根本性作用？这些都是我们要研究的问题。

在“植物与动物”这一部分，动植物丰富的多样性及其独特的生活方式不断给我们带来惊喜与乐趣。地球上的物种繁多，尤其是昆虫，而生物体的尺寸可谓天差地别，似乎一切皆有可能。然而基础工程原理限定了动植物的能力范围。

在“动物行为”这一部分，我们探索了本能与习性之间的区别，以及动物，不管是简单动物还是复杂动物，其习性模式是如何表现出来的。习性取决于感知以及进化，而某些动物和人类的习性之间存在着显著的相似之处。

本书的最后一部分为“全球变暖与未来”，从科学的角度探讨全球变暖、人口过剩、野生动植物保护、资源衰竭与可持续性等时下热门话题。这些话题引发了人们的热烈讨论，但也经常被误传误解。科学家们针对这些重要问题展开争论，某些观点已经获得了广泛认同。作为世界公民，我们考虑未来的前提是掌握科学常识，而非偏听偏信一些鄙俚浅陋的一面之词。