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出版者:Princeton Univ Pr

作者:Vandermeer, John H./ Goldberg, Deborah Esther

出品人:

页数:296

译者:

出版时间:2003-3

价格:$ 71.13

装帧:Pap

isbn号码:9780691114415

丛书系列:

图书标签:

种群生态学
生态学
生物学
种群动态
种群增长
种群调控
生态系统
环境科学
进化
建模

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具体描述

How can the future number of deer, agricultural pests, or cod be calculated based on the present number of individuals and their age distribution? How long will it take for a viral outbreak in a particular city to reach another city five hundred miles away? In addressing such basic questions, ecologists today are as likely to turn to complicated differential equations as to life histories - a dramatic change from thirty years ago. Population ecology is the mathematical backbone of ecology. Here, two leading experts provide the underlying quantitative concepts that all modern-day ecologists need. John Vandermeer and Deborah Goldberg show that populations are more than simply collections of individuals. Complex variables such as the size distribution of individuals and allotted territory for expanding groups come into play when mathematical models are applied. The authors build these models from the ground up, from first principles, using a much broader range of empirical examples - from plants to animals, from viruses to humans - than do standard texts. And they address several complicating issues such as age-structured populations, spatially distributed populations, and metapopulations. Beginning with a review of elementary principles, the book goes on to consider theoretical issues involving life histories, complications in the application of the core principles, statistical descriptions of spatial aggregation of individuals and populations as well as population dynamic models incorporating spatial information, and introductions to two-species interactions. Complemented by superb illustrations that further clarify the links between the mathematical models and biology, "Population Ecology" is the most straightforward and authoritative overview of the field to date. It will have broad appeal among undergraduates, graduate students, and practicing ecologists.

现代植物生理学：从分子到生态系统的视角作者： [此处可填写一个虚构的权威学者姓名，例如：艾伦·范德比尔特教授] 出版社： [此处可填写一个虚构的学术出版社名称，例如：环球科学出版社] --- 导言：生命的奥秘在光合作用的彼岸《现代植物生理学：从分子到生态系统的视角》是一部全面、深入且极具前瞻性的专著，旨在系统梳理和阐释植物生命活动的内在机制及其在不同环境尺度上的表现。本书突破了传统生理学教材侧重于描述性观察的局限，而是着重于整合分子生物学、生物化学、生物物理学以及生态学的前沿发现，为读者构建一个动态的、多层次的植物功能图景。本书的核心论点在于，植物作为一个高度复杂的系统，其生理过程并非孤立的事件，而是通过精密的信号网络和反馈机制，在从细胞器到整个生物群落的尺度上相互耦合的。我们不再将植物视为被动的“绿色机器”，而是将其视为主动的环境塑造者和适应者。本书的结构设计兼顾了严谨的科学深度与清晰的逻辑脉络，分为六大部分，共十八章，力求使初学者能够建立坚实的知识基础，同时为资深研究人员提供深入探讨和最新进展的参考。 --- 第一部分：物质基础与能量转换——植物生存的基石本部分聚焦于植物生命活动的物质与能量基础，深入剖析植物体构建自身的“工厂”是如何运作的。第一章：植物细胞的结构与动态组织学本书首先回顾了植物细胞的独特性——细胞壁、液泡系统和质体。然而，重点在于阐述这些结构如何随环境刺激而发生可塑性变化。我们详细讨论了细胞骨架（微管和微丝）在定向生长、物质运输和细胞分裂中的动态重塑机制，以及细胞间通讯网络（胞间连丝）在群体响应中的作用。第二章：光合作用：效率、限制与适应光合作用是植物生理学的核心。本章超越了简单的碳固定反应式，深入探讨了光合系统的光化学效率的分子调控。我们详细分析了光合系统中捕光复合物（LHCs）如何进行快速的能量猝灭（NPQ）以应对光抑制。更进一步，我们引入了“光呼吸的生态意义”这一前沿议题，探讨C4和CAM途径的演化压力及基因表达的重编程。此外，对叶绿体基因组和核基因组之间复杂的协同调控机制也进行了深入剖析。第三章：水运动的物理化学：从根部到蒸腾水是植物生理的命脉。本章结合流体力学和生物物理学，阐述了水势（Water Potential）的概念及其在植物体内的传递梯度。重点章节包括对水通道蛋白（Aquaporins）家族的分类、功能及其在胁迫下的动态表达调控。我们还探讨了根系分泌物（如有机酸）如何影响根际土壤的离子平衡，从而间接影响水分吸收的阻力。第四章：矿质营养的吸收、转运与同化本章系统地介绍了宏量和微量元素在土壤中的形态、根系吸收的转运蛋白机制，以及这些营养元素在体内被用于合成关键生物分子的途径。尤其关注氮、磷、钾的循环与信号传导。例如，磷饥饿信号如何通过启动特定转录因子（如PHR1）来调控磷酸酶的表达，以最大化利用有限的磷资源。 --- 第二部分：生长、发育与信号转导——生命的蓝图与执行本部分转向植物的生命史策略，探讨内部激素网络如何精确地控制植物的形态建成和生命周期进程。第五章：植物激素：分子信使与发育控制本章对生长素（Auxin）、赤霉素（Gibberellins）、细胞分裂素（Cytokinins）、脱落酸（ABA）、乙烯（Ethylene）、油菜素内酯（Brassinosteroids）和水杨酸（Salicylic Acid）进行了系统性梳理。但重点在于解析它们的信号转导路径。例如，我们详细阐述了生长素依赖的转录激活复合物（TIR1/AFB-AUX/IAA-ARF）如何实现对基因表达的快速、空间特异性调控。第六章：光形态建成：视觉感知与形态塑性植物对光环境的感知是决定其形态的关键。本章深入探讨了光敏色素（Phytochrome）、隐花素（Cryptochrome）和向光性受体（Phototropin）的分子机制。重点研究了远红光介导的Dwarfism的调控网络，以及这些光信号如何通过调节生长素的极性运输，实现对茎的伸长和侧枝发育的精确控制。第七章：植物的生命周期与开花机制本章聚焦于植物如何感知环境信号（光周期、温度）以决定何时进入繁殖阶段。详细讨论了“开花时间基因组”中的核心组分，如FT（Flowering Locus T）及其在叶片中产生后通过韧皮部远距离运输到分生组织，触发开花反应的分子机制。同时也探讨了休眠打破（Vernalization）的表观遗传学调控。 --- 第三部分：环境胁迫生理学——生存的极限挑战本部分是本书的亮点之一，它将生理学知识应用于理解植物如何应对非生物和生物胁迫，是生态适应性的核心体现。第八章：干旱胁迫的分子与生理响应本书将干旱胁迫视为一个多维度的挑战。从根系层面的水势下降引起的信号（如ABA的积累），到叶片层面的气孔导度的关闭。详细阐述了ABA信号通路如何激活一系列保守的胁迫响应基因（COR genes），并讨论了渗透调节物质（如脯氨酸）在细胞保护中的作用。第九章：极端温度下的生存策略探讨了低温（霜冻）和高温胁迫下的保护机制。对于低温，重点是细胞膜稳定性的维持和抗冻蛋白的诱导。对于高温，则聚焦于热休克蛋白（HSPs）的分子伴侣功能，以及它们如何阻止蛋白质的不可逆变性。第十章：盐胁迫与重金属毒性盐害不仅仅是渗透胁迫，还包括离子毒性。本章详细分析了Na+和Cl-进入细胞后的区室化机制，特别是通过液泡膜上的Na+/H+反向转运体（NHX）实现离子的隔离。对于重金属，则讨论了螯合剂（如植物细胞中的螯合肽）的合成与转运。第十一章：病原体相互作用与免疫激活生物胁迫方面，本章侧重于植物免疫系统。区分了PAMP诱导的免疫（PTI）和效应因子诱导的免疫（ETI）。详细描述了细胞表面模式识别受体（PRRs）如何识别微生物相关分子模式（MAMPs），并启动RBOH介导的活性氧（ROS）爆发，作为快速防御信号。 --- 第四部分：光合产物的运输、分配与储存本部分探讨植物如何管理其生产的能量和碳骨架，将其合理分配给生长、繁殖或储存器官。第十二章：韧皮部运输：碳的动态分配韧皮部（Phloem）运输是植物远距离通讯和资源分配的生命线。本章深入探讨了压力流理论（Pressure-Flow Hypothesis）的分子基础，包括筛管伴侣细胞（Companion Cells）中主动运输蔗糖的载体机制。同时，探讨了韧皮部蛋白（如CmPP2）在信号分子运输中的非营养性作用。第十三章：淀粉与蔗糖代谢的交替调控碳水化合物在日/夜周期中的储存和利用是能量平衡的关键。我们详细分析了叶片中叶绿体（淀粉合成）和细胞质（蔗糖合成）之间的代谢耦合，以及关键限速酶（如ADP-葡萄糖焦磷酸化酶）如何受到光照和激素的精确调控。第十四章：器官间信号的相互作用本章关注不同器官之间的对话，例如“源-库”关系如何通过激素和代谢信号进行动态调整。研究了营养信号（如氮代谢物）如何影响根系的生长速率，以及果实发育中对糖分需求的信号反馈机制。 --- 第五部分：气体交换与环境适应性生理学本部分将视角拉回到植物与大气环境的界面，关注气体交换和水分利用效率（WUE）。第十五章：气孔的调控与生理意义气孔是水分流失和CO2获取之间的关键权衡点。本章集中于保卫细胞信号通路：阐述了ABA如何通过G-蛋白偶联受体和钙信号，激活离子外流通道，导致细胞失水和气孔关闭。同时，探讨了蓝光信号在驱动气孔开启中的作用。第十六章：水分利用效率（WUE）的分子基础 WUE是衡量植物在特定环境下生存能力的综合指标。本章将WUE分解为生理WUE（光合速率/蒸腾速率）和形态WUE，并探讨了通过调控气孔密度、叶片结构（如角质层厚度）以及光合酶的效率来优化WUE的进化策略。 --- 第六部分：整合视角：植物生理学在生态系统中的体现第十七章：生物量积累与生产力模型本章将微观的生理过程与宏观的生态系统功能联系起来。讨论了不同生理参数（如光合速率、呼吸速率、氮分配）如何被整合到生态系统生产力模型中。引入了基于过程的模拟方法（Process-Based Models）来预测气候变化下植物群落的响应。第十八章：跨尺度整合与未来方向本书的最终章强调了“自下而上”和“自上而下”研究方法的整合。我们展望了合成生物学在改良植物代谢通路，提高环境适应性方面的潜力，以及代谢组学和转录组学数据如何帮助我们理解复杂环境下的整体生理状态。本书呼吁未来的研究必须跨越细胞、器官和种群的界限，才能真正理解植物在地球系统中的核心地位。 --- 本书特色：强调机制：每一个生理现象都追溯到其底层的分子事件和生物物理原理。整合前沿：广泛引用近十年来的顶尖期刊研究，特别是在基因编辑、信号转导和胁迫生物学领域。图表丰富：包含数百张高质量的实验数据图、分子通路图和结构模型图，极大地辅助理解复杂的调控网络。批判性思考：每章末尾均设有“未解之谜与研究前沿”讨论区，鼓励读者进行批判性思考和创新性探索。《现代植物生理学》不仅是一本教科书，更是一份指导未来植物科学研究的路线图。它为植物学家、生态学家、环境科学家以及所有对生命科学抱有热情的读者，提供了理解这个绿色星球上生命核心驱动力的钥匙。