《我们脆弱的星球丛书》共8册，以气候变化的原因和效应为中心，论述人类活动对大气圈、地图、水固、生物圈、自然环境、气候、海洋和两极地区所产生的冲击。丛书的核心理念是：所有人都需要以科学知识作为坚实后盾，改变我们人类的不当行为，解决我们人类给这个脆弱星球带来的各种问题。

《生物圈(谁是地球最后的生灵)》(作者达娜·德索尼)是该系列中的一册，描述了生物多样性及其进化过程，讨论了生物之间和生物与生态系统之间的相互关系，介绍了地球历史上的五次大灭绝，并重点阐述了人类如何拯救现存的物种。

地球是迄今我们所知的唯一一个有生命的星球，它所容纳的生物多样性令人难以想象。然而，人类活动改变甚至破坏了地球生态系统。现在，物种灭绝的速度是地球历史上正常灭绝水平的10—100倍。《生物圈(谁是地球最后的生灵)》描述了生物多样性及其进化过程，讨论了生物之间和生物与生态系统之间的相互关系，介绍了地球历史上的五次大灭绝，并重点阐述了人类如何拯救现存的物种。

《生物圈(谁是地球最后的生灵)》的作者是达娜·德索尼。

中文版导读

序言

致谢

绪论

第一部分 进化、生物和生态系

第1章 生命的起源和进化

第2章 地球生命

第3章 地球生态系统

第二部分 第六次大灭绝

第4章 地球史上的灭绝

第5章 生境的消失

第6章 污染

第7章 气候变化

第8章 对动植物的过度掠邛

第9章 入侵物种

第三部分 保护生物多样性

第10章 生物多样性为什么重要

第11章 拯救濒危物种

第12章 土地保护

第13章 生物多样性保护的未来

结论

延伸阅读

译后记

在过去的几十年中，一个新假说逐渐被人们接受，这就是：生命起源于海底热液，热泉位于大洋底的火山区。直到今天，在这些地方，温度高达400℃的滚烫海水携带着矿物质(或许还有氨基酸)，从喷口冲人冰冷的海水中。在早期的地球上，复杂的有机分子由通过喷口的简单有机分子在热能作用下合成。支持这个假说的最重要的线索是：地球上大部分的原始生物主要是现在在热泉水中生存的嗜热(喜高温的)细菌。细菌是微小的、单细胞有机体，以极高的密度生活于环境中。

复杂有机分子用一层膜把自己所需的物质包裹起来，而把氧气隔绝在外边，以避免氧气的毒害；因为氧气对简单的生化反应是有毒的。第一个细胞就这样形成了。细胞可能聚集到一起形成一个复杂的生物体，或者单个细胞也可能就是一个生物体。每个细胞都含有一个细胞核，它决定了细胞的重要功能。每个细胞核都含有核酸，这是一种对下一代储存和复制遗传信息都很重要的有机物。在较高等的生物体中，携带遗传信息的核酸是脱氧核糖核酸(DNA)。DNA能够进行完整地自我复制，所以当细胞分裂时，每个子细胞都能从母细胞得到遗传信息。生命进化中最重要的一环，就是能够繁殖并将遗传信息传递给子代。

最初的细胞是很简单的原核细胞、单细胞生物体，比如细菌，它们是没有核膜包被的细胞核。最早期的生物体将身边少量的有机分子作为食物，利用发酵过程将其消化；在这个过程中，糖被分解为二氧化碳、乙醇或乳酸和能量。像酵母等很多原始生物都参与有机物的发酵。

然后，真核细胞出现了，这是一类有着核膜包被的细胞核和更复杂内部结构的细胞。随着生命的不断增殖，能被简单生物当做食物的小分子越来越少。细胞不能再依赖从外界获取营养，因此生物必须在进化中形成自己制造食物的能力。大约35亿年前，原核生物和真核生物都进化出了光合作用能力，这是当时地球上制造食物能量的首要方法。

植物是有光合作用能力的真核生物，可以利用二氧化碳(CO：)和水(H2O)来生产糖类(C6H1206)和氧气(O2)。

光合作用简化的化学反应式是：

6C02+12H20+太阳能→C6H12O5+602+6H2O

在能进行光合作用的生物出现之前，地球大气层中几乎没有氧气。氧气最初出现时，就与岩石和海水中的游离铁结合形成铁的氧化物(铁锈)。当所有暴露的游离铁都被氧化之后，氧分子才开始在大气层中累积。当游离氧达到一定量时，就形成臭氧。臭氧(O3)是氧在外层大气中的存在形式，它可以保护地球上的生物免受有害的太阳紫外辐射(UV)。这样，那些有可能被高能紫外线破坏的复杂的生物学分子，就可以在臭氧的保护下继续进化。当大气层中出现氧气之后，动物也开始进化了。

虽然到目前为止，光合作用仍然是地球上食物能量的最大来源，但进行化能合成的生物也可以制造食物能量。化能合成生物只存在于海底热液中，它们通过分解化合物获得能量。如果生命起源于海底热液，化能合成很可能要比光合作用更早出现。

早期地球上的进化是非常缓慢的。直到10亿年前，生命才从单细胞生物体进化到多细胞真核生物，这时出现了覆盖地球的大量藻类。(藻类是能够进行光合作用的一大类生物，一些人认为它们不是植物。)大约3亿年后，多细胞的动物出现了，那时，植物已经制造出了足够的氧气来供这些动物呼吸。呼吸过程是用氧气将糖转化为植物和动物都能使用的能量，就像是光合作用的逆过程：

C6H12O6+602→6C02+6H2O+可用能量

呼吸作用和光合作用是气体交换过程。在光合作用中，CO2转化为O2；在呼吸作用中，O2转化为CO2。

经过了漫长的时间，最早的多细胞生物进化出了很多种类型的生物。  正是自然选择的进化让今天的地球拥有如此惊人的生物多样性。进化是指随着时间消逝而发生的变化，进化理论用来描述生物如何随时间变化以适应异常多样的生境。生境是一种根据气候、资源可用性和捕食者定义的环境。生境仅仅定义这几个因素。(捕食者是指捕食其他动物的动物。)生境有很多种，例如北极，在冬天是极夜，而在夏天是极昼；沙漠，有着强烈的阳光和持续几个月的干旱；热带，气候持续温暖湿润。每种生境都有适合该生境的各种生物。如果生境的条件发生改变，物种也必须进化。

科学在看待世界如何运转方面有独特的视角；这种视角之独特在于它是基于事实和解释的，而不是信仰。科学提供了一种研究世界如何运转的系统方法，即科学方法。除了观察事实和过程，找出其中奥秘的方法之外，科学也是用科学方法得到的所有知识的综合体。

科学方法有一系列清晰的步骤。根据背景信息，科学家可以提出一个假说来解释观察到的现象。然后，科学家就可以通过观察和实验来验证这个假说。从观察或者实验中得到的事实称为数据。对于一个现象，可能会用多个假说来解释。

如果在经历进一步的测试后，一个假说能够解释所有的数据而其他假说则不能，并且没有数据与该假说冲突，那么这个假说就变成了理论。理论被很多现象支持，而且没有明显不一致的现象。理论还可以预测行为。但是在发现与理论相对立的数据后，即使已被广泛接受的理论也可以被推翻；一个理论作为某学科的基础理论的时间越长，就有越多的数据支持，也就越易被广泛接受。进化论和板块构造说是各自学科即生物学和地质学的构成骨架，它们可能在细节上会有一些修正，但似乎不太可能被推翻。

定律解释了在一定情况下确定要出现的事物。重力定律说明，被抛起的物体会落向地心，而且每次都是如此。理论则是建立在物理定律(比如重力定律)之上的解释，但是它们不会变成定律。虽然进化论永远不能成为定律，但是称其为理论并不会降低它对于解释世界如何运行的重要性，也不会降低其对科学的价值。就像进化论的倡导者达尔文所说的：“在自然界，生存下来的不是最强的，也不是最聪明的，而是最能适应改变的。”P5-7

地球，是人类赖以生存的唯一家园；土地，是人类繁衍生息的立足之本。在过去漫长的岁月中，人类一代又一代播种希望、收获成果、创造奇迹，几乎是在不受任何限制的情况下，慢慢地发展壮大起来。于是，人类不自觉地认为，人类拥有的非凡创造力和勇往直前的精神，是财富创造的永不枯竭的源泉；自然资源及环境，是财富生成的永不沉陷的基石。人类无视脚下这片有限而娇弱的土地，大肆挥霍着自然赐予我们的一切。终于，人类疾步前行的步伐，给大自然埋下了处处祸根。

位处两河流域的古代巴比伦王国，是世界四大文明古国之一。公元前，这里林木葱郁、沃野千里，“空中花园”更是盛名在外，被誉为世界七大奇迹之一。但在2000年前，漫漫黄沙将巴比伦王国整个淹没，“空中花园”从地球上永远地消失了。恒河与印度河流域亦是人类文明的发祥地之一，4000年前，这里气候湿润、农业发达，然而人类对资源的过度掠夺带来了生态的严重恶化，昔日的广袤沃野变成不毛之地，形成了今日面积达65万平方千米的塔尔大沙漠。中国古代的黄河流域曾经也是林木茂盛、富裕繁荣的地区，商朝时的森林覆盖率达55％以上。而如今，孕育了辉煌灿烂的中华文明的黄土高原却是满目疮痍、荒凉无比，成为中国最贫困的地区之一。

如今，全人类正面临着一场因空前的环境退化所引起的深刻危机——环境危机，而始作俑者就是人类自己！臭氧层的破坏使到达地球表面的太阳紫外线辐射增多，皮肤癌和白内障患者的数量呈几何级数增长。温室效应引起全球气候变暖，海平面升高。酸雨横行导致陆地生态和水域生态平衡遭受严重破坏。淡水的严重枯竭和污染使人类面临日益严重的水荒，全世界每年有数十万计的人由于饮用被污染的水而致病死亡，12亿人缺少安全饮用水，18亿人口的生活环境中缺少生活污水排放与处理装置。地球物种的不断灭绝，正在使地球的生物多样性和全球生态系统受到最为严重的损害。如果照此发展，那么再过几十年时间，在世界上相当多的国家和地区，淡水、海鱼的可靠供应和肥沃的土壤将不复存在。而森林的消失以及土地的荒漠化、水土的不断流失等人为以及自然的灾害，不但给人类社会和世界经济的发展带来空前损失，而且直接威胁到了地球生命的延续。

中国的现状也是空前严峻。中国是世界上野生物种最丰富的国家之一，但是有资料表明：中国的动植物物种已有20％受到严重威胁，高于世界10％的水平；在国际公认的640个濒危野生动物中，中国占有156个。今天的中国人正在逐渐失去接触和了解野生动物的机会。

人类的文明之舟自古就依水而行。水是我们这个蓝色星球上生命的摇篮和象征。然而，曾几何时，当我们行走在华夏大地上，我们已很难找到一条不受污染的河流。一份报告表明，全国500多条主要河流中，有400多条已受到不同程度的污染。

由于过度放牧、乱砍滥伐、陡坡垦耕等不合理开发利用，我国的土地沙漠化问题更是令人触目惊心。近20年来，我国土地沙化面积正平均以每年2460平方千米的速度继续扩展，相当于每年损失一个中等县的区域面积！如果按照《联合国防治荒漠化公约》所确立的定义，我国荒漠化的土地面积高达280多万平方千米，占我国国土面积的近1／3。在华北、东北、西北的“三北”地区，有80％的土地正在发生着不同程度的荒漠化。

……

我们只有一个地球！

爱惜环境就是爱惜人类自己，保护环境就是保护人类自己！

在“我们脆弱的星球”丛书中，作者达娜·德索尼博士根据人类对地球产生重要影响的领域，将地球环境进行了细分，在《大气圈》、《气候》、《水圈》、《海洋》、《生物圈》、《地圈》、《极地》和《人与自然》8个分册中，详述了人类活动对地球产生的影响，并探寻人类可持续发展的途径。丛书展示了地球环境的全面退化，对人类的行为进行了反思，并从科学的角度提示人类对待自然界应持有怎样的态度。

尤其值得一提的是，在这套丛书中，作者不仅仅描述地球受到的破坏和人类环境的恶化状况，她还传递了这样一种思想：科学知识是人类可持续发展的坚固基石。要减轻人类活动对地球的负面影响，我们就必须认识自然界的科学规律；无论是个人还是国家，都需要以科学知识作为后盾来改变人类的不当行为，解决人类给这个脆弱星球带来的各种问题。

让我们立即行动起来，拯救地球，为时不晚！

同济大学环境科学与工程学院

院长、博士生导师

周琪

2011.11

美国著名科普作家达娜·德索尼博士编著的《生物圈——谁是地球最后的生灵》是“我们脆弱的星球”丛书之一。本书分三部分：第一部分描述了地球上生物多样性及其进化过程；第二部分阐述了地球上生物灭绝的历史及其原因；第三部分介绍了拯救地球物种和保护生物多样性的方法。全文语言流畅，生动活泼，图文并茂，知识性强，意味深远，适合于广大大中院校学生以及高中生阅读，也适合其他科普爱好者阅读。

本书共13章，其中序言、致谢和绪论由陈启晴、胡霞林翻译，第1—3章由张洪昌翻译，第4—6章由徐挺翻译，第7—9章由姜蕾翻译，第10—13章和结论由陈启晴翻译。全文由胡霞林和尹大强统稿，并加以完善。

在该书翻译过程中，译者尽管付出了艰辛的劳动，但由于专业水平以及时间有限，难免有所疏漏和错误，敬请读者在阅读过程中予以斧正，我们将诚恳地接受批评并在今后加以修正。

胡霞林尹大强

2009年8月于上海