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☆☆☆☆☆

出版者:Cambridge Univ Pr

作者:Sten-Knudsen, Ove

出品人:

页数:696

译者:

出版时间:2002-9

价格:$ 230.52

装帧:HRD

isbn号码:9780521810180

丛书系列:

图书标签:

• 生物膜
• 膜生物学
• 细胞生物学
• 生物化学
• 生物物理学
• 膜蛋白
• 膜结构
• 膜功能
• 细胞膜
• 磷脂双分子层

好的，这是一本关于“深海热液喷口生物群落的演化与生态适应”的图书简介，完全不涉及《Biological Membranes》的内容。 --- 深海热液喷口生物群落的演化与生态适应 本书导读： 在地球最极端的环境中——深海热液喷口，生命以一种完全独立于太阳光合作用的模式蓬勃发展。这些喷口，如同海底的“生命绿洲”，喷涌出富含硫化物和重金属的超高温流体，为地球上最古老、最独特的生物群落提供了能量和物质基础。本书《深海热液喷口生物群落的演化与生态适应》旨在深入剖析这些奇特生态系统的复杂性、驱动其演化的生物化学机制，以及生命如何在这种极端压力、黑暗和化学能量驱动的环境中取得惊人的适应性突破。 本书集合了海洋生物学、微生物地球化学、古生物学和分子进化生物学的前沿研究成果，为理解生命起源的可能路径和地外生命探索提供了关键的参照系。 --- 第一部分：热液喷口：极端环境的物理与化学基础 第一章：海底火山活动与热液循环的动力学 本章首先勾勒出深海热液活动的地球物理学背景。详细阐述了洋中脊的构造运动如何驱动海水渗透到地壳深处，并在岩浆房附近被加热至数百摄氏度。我们将探讨“黑烟囱”和“白烟囱”的形成机制，重点分析流体化学成分的剧烈变化——从初始海水到富含氢气、甲烷、硫化氢、铁和锰等还原性化学物质的“热液流体”。对流体动力学和温度梯度的精细模拟，揭示了生命可利用化学能梯度存在的物理边界。 第二章：化能合成：驱动深海生态系统的能量引擎 与地表生命严重依赖光合作用不同，热液喷口生态系统的基石是化能合成（Chemosynthesis）。本章系统梳理了驱动这一过程的微生物群落。我们将深入探讨产硫微生物（硫氧化菌）如何利用硫化氢作为电子供体，将二氧化碳转化为有机物的过程。同时，书中也分析了甲烷氧化菌（Methanotrophs）在冷泉和部分热液系统中的能量贡献。通过比较不同喷口化学特征（如高Fe/S比或高CH4/H2S比）对微生物群落结构的影响，展示了能量源的多样性如何塑造初级生产力的上限。 --- 第二部分：生物群落的结构、共生与适应性 第三章：特有生物的形态学与生理学创新 热液喷口孕育了大量的特有物种，它们展现了生命在极端条件下的非凡适应性。本书将重点介绍巨型管虫（Riftia pachyptila）、甲壳类（如“幽灵虾”）和腹足纲软体动物（如“笠螺”）的生物学奇迹。其中，管虫缺乏口和消化道，完全依赖于其组织内共生的硫氧化细菌提供营养，这一共生机制的精妙结构和物质交换途径将被详尽解析。对这些生物体内热稳定蛋白、抗氧化机制以及渗透压调节策略的分析，构成了对极端生理学的深度探讨。 第四章：核心共生关系：宿主与微生物的分子对话 本书的重点章节之一，深入研究了宿主生物与化能合成细菌之间复杂的共生关系。我们不仅关注共生体的组织定位（如管虫的营养体），更着眼于分子层面上的物质传输。通过转录组学和代谢组学数据，解析了宿主如何高效地捕获、转运有毒的硫化物和氧气，并将这些物质安全地输送到内共生体，同时接收氨基酸和碳水化合物等营养物质。探讨了这种极端共生关系如何通过基因水平的水平转移（Horizontal Gene Transfer）来增强双方的适应性。 第五章：极端环境下的遗传多样性与分子进化速率 深海热液喷口通常被视为“孤岛”生态系统，喷口之间通过深海洋流连接，但隔离程度不一。本章利用宏基因组学和单细胞基因组学方法，评估了热液生物群落（特别是古菌和细菌）的遗传多样性水平。探讨了在持续的热流、化学梯度和高迁移率压力下，这些群落的适应性进化速率。研究表明，一些极端微生物携带了增强DNA修复和应对氧化应激的关键基因，这些基因的演化历史为理解生命在早期地球环境下的压力适应提供了窗口。 --- 第三部分：生命起源的启示与行星生命探索 第六章：热液化学与生命起源的假说 鉴于热液喷口提供了热能、化学梯度（特别是氢气和甲烷）以及矿物催化表面，许多科学家认为这可能是地球生命起源的理想场所。本章将回顾和批判性地评估“深海热液起源论”。重点分析了在类矿物表面（如黄铁矿）上，有机小分子如何聚合、催化自我复制，并形成原始代谢网络的化学路径。书中详细对比了碱性低温喷口与酸性高温喷口在支持前生物化学过程中的潜力差异。 第七章：热液生物群落的古生物学追踪与生物标志物 如何将现代热液生物群落的特征追溯到地质历史中？本章探讨了利用生物标志物（如特定的脂质分子和硫同位素分馏）来识别古代热液活动的证据。通过分析太古宙和元古宙的沉积岩记录，寻找可能由化能自养微生物留下的化学指纹，并将其与现代喷口微生物的代谢特征进行比对，以重建早期地球生态系统的功能结构。 第八章：行星科学的视角：地外生命探索的蓝图 本书的收官部分将视角扩展到太阳系乃至更远的宇宙空间。木卫二（欧罗巴）和土卫二（恩克拉多斯）被认为是太阳系中最有可能存在地外液态水的星球，并且其冰层下可能存在与地球深海热液活动相似的化学能驱动的生态系统。本章根据地球热液喷口生物学的经验教训，推导了未来行星探测任务（如欧罗巴快船）应重点关注的化学信号和环境特征，为寻找地外生命提供了一个基于已知极端生命模式的探测蓝图。 总结： 《深海热液喷口生物群落的演化与生态适应》不仅是一部海洋生物学的专著，更是一部关于生命韧性的史诗。它邀请读者潜入地球最黑暗的角落，探索生命在没有阳光的世界里，如何通过化学的魔法，构建出复杂、独特且持续繁荣的生态奇迹。

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