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你是否想過:
為什么住在同一個寢室的女生,生理周期會漸漸同步?
為什么同一塊土地連續(xù)種植同一種作物,長勢會越來越差?
為什么一只雄蛾能穿越幾公里,精準(zhǔn)找到雌蛾的所在地?
這些看似“玄妙”的現(xiàn)象,其實(shí)背后都有一套共同的語言在起作用——化學(xué)信息。
生物之間,正是通過揮發(fā)性物質(zhì)、信息素、次生代謝物等化學(xué)信號,實(shí)現(xiàn)交流、競爭、協(xié)作甚至欺騙。
而這,正是化學(xué)生態(tài)學(xué)研究的核心。
什么是化學(xué)生態(tài)學(xué)?
化學(xué)生態(tài)學(xué)是一門年輕而充滿活力的交叉學(xué)科,它關(guān)注的是生物之間通過化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行信息傳遞的機(jī)制與規(guī)律。
在地球上所有的生態(tài)系統(tǒng)中,生物間的化學(xué)聯(lián)系是一種普遍規(guī)律。
從昆蟲尋找伴侶,到植物抵御害蟲;從微生物影響宿主行為,到全球氣候變化下的生態(tài)響應(yīng)——生物間的化學(xué)通訊交織在一起,形成一個紛繁復(fù)雜的化學(xué)信息網(wǎng)絡(luò)。
解析生物的化學(xué)語言及交流方式,就是化學(xué)生態(tài)學(xué)的研究內(nèi)容。
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青蒿 Artemisia carvifolia
圖源:中國生物志庫
我們的祖先早就懂得利用蒿草驅(qū)蚊,使用植物提取物防治害蟲。而與害蟲作斗爭,人類越走越遠(yuǎn),從草木灰、硫磺、瀝青到DDT,消滅了害蟲,但也傷害了自己。長期依賴化學(xué)農(nóng)藥,帶來了環(huán)境污染與食品安全問題,“農(nóng)藥殘留”至今仍然是不可避免的食物安全問題之一。
而昆蟲與植物本身就存在著斗爭和協(xié)調(diào)的關(guān)系,因此有些學(xué)者提出應(yīng)當(dāng)“以自然為師”,通過解析生物間天然的化學(xué)通訊網(wǎng)絡(luò),發(fā)展綠色防控策略,實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧共處,化學(xué)生態(tài)學(xué)初見雛形。
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劉冬/供圖
如今,經(jīng)歷了60多年的發(fā)展,不斷借鑒其他學(xué)科的理論和技術(shù),特別是化學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、組學(xué)等理論和技術(shù)得到廣泛應(yīng)用,化學(xué)生態(tài)學(xué)已成為名副其實(shí)的多學(xué)科的交叉學(xué)科。
為什么要關(guān)注化學(xué)生態(tài)學(xué)?
因?yàn)椋@與每個人的生活息息相關(guān)。
糧食安全:通過信息素干擾害蟲交配,可以減少農(nóng)藥使用,讓你我餐桌上的食物更加放心安全;
生態(tài)保護(hù):理解種間化學(xué)作用,能夠?yàn)樯锒鄻有员Wo(hù)提供依據(jù),為傳統(tǒng)生態(tài)學(xué)觀察到的食性、分布、行為提供更深層的理論支持;
人類健康:研究蚊蟲定位宿主的化學(xué)機(jī)制,能夠防控蟲媒疾病,研究生物對化學(xué)信息物質(zhì)的感受機(jī)理,能夠?qū)θ祟悓τ谀X功能的認(rèn)識產(chǎn)生重大影響。
從實(shí)驗(yàn)室到田間,從理論到產(chǎn)品,化學(xué)生態(tài)學(xué)正在成為解決農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境等領(lǐng)域?qū)嶋H問題的重要支撐。
如何研究化學(xué)生態(tài)學(xué)?
化學(xué)生物學(xué)的研究重點(diǎn)涉及的領(lǐng)域有很多,比如化學(xué)感受機(jī)理、昆蟲信息素的研究和應(yīng)用、植物誘導(dǎo)反應(yīng)和誘導(dǎo)抗性、植物化感作用、海洋生態(tài)系統(tǒng)化學(xué)生態(tài)學(xué)、脊椎動物和人的化學(xué)生態(tài)學(xué)等等。
而研究方法也不一而足。
萬幸,如此重要、復(fù)雜、多元的學(xué)科,有一本能夠?qū)栴}說清楚的著作可以參考——《化學(xué)生態(tài)學(xué)》(第三版)。
由閆鳳鳴、湯清波、趙新成三位教授主編的《化學(xué)生態(tài)學(xué)》(第三版),近日由科學(xué)出版社正式出版。
該書自2003年首版以來(2003第一版,2011年第二版),已成為國內(nèi)眾多高校和科研院所的經(jīng)典教材和參考書。
自2021年起,閆鳳鳴團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國內(nèi)化學(xué)生態(tài)學(xué)研究的中青年專家對第二版進(jìn)行修訂,經(jīng)反復(fù)打磨,于2025年10月出版了第三版。
新版哪里不同?
內(nèi)容全面更新
第三版全面反映了近年來化學(xué)生態(tài)學(xué)的學(xué)科新發(fā)展、技術(shù)新進(jìn)步。
全書共23章,包括“原理篇”(12章)、“方法篇”(9章)和“應(yīng)用篇”(2章)。
較第二版新增8個章節(jié):
“多營養(yǎng)級互作的化學(xué)生態(tài)學(xué)”
“微生物介導(dǎo)的化學(xué)生態(tài)學(xué)”
“全球變化下的化學(xué)生態(tài)學(xué)”
“復(fù)合種植作物化學(xué)生態(tài)學(xué)”
“分子生物學(xué)驅(qū)動的化學(xué)生態(tài)學(xué)”
“組學(xué)、RNA干擾和轉(zhuǎn)基因技術(shù)方法”等章節(jié)。
兼顧理論與技術(shù)
康樂院士作序推薦:“這是目前為止我國唯一同時涵蓋理論和技術(shù)的化學(xué)生態(tài)學(xué)著作。”
比起前兩版,第三版的“方法篇”更加突出實(shí)用性和指導(dǎo)性。編寫原則是簡要概述原理,詳述實(shí)驗(yàn)方法。因此研究生和青年研究人員可以將其作為化學(xué)生態(tài)學(xué)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。
“化學(xué)生態(tài)學(xué)家的綜合素質(zhì)培養(yǎng)”一章還為學(xué)科的人才成長,給予了學(xué)術(shù)和倫理方面的具體指導(dǎo)。
強(qiáng)調(diào)應(yīng)用轉(zhuǎn)化
第三版新增“應(yīng)用篇”,系統(tǒng)總結(jié)昆蟲信息素在病蟲害綠色防控中的實(shí)踐成果,為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供解決方案。
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適合誰讀?
生態(tài)學(xué)、植物保護(hù)、昆蟲學(xué)、環(huán)境科學(xué)等專業(yè)師生;
從事農(nóng)業(yè)技術(shù)、生物防治、生態(tài)保護(hù)的科研人員;
對自然奧秘感興趣、希望理解生物間“暗語”的科普愛好者。
目前第三版已正式出版,點(diǎn)擊圖片即可購書,享受新書79折優(yōu)惠,雙十一同價。
用一本書,讀懂自然界最隱秘的“化學(xué)對話”。
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主編:閆鳳鳴 湯清波 趙新成
前版著作歡迎訪問“中國生物志庫·知識庫”,可直接搜索關(guān)鍵詞/書名,查閱相關(guān)內(nèi)容。
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撰文 | 劉冬
審核 | 閆鳳鳴
中國生物志庫
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