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从个体到全球——共同原理和差异点生物学谱Odum的生物学谱基因系统细胞系统个体系统种群系统生态系统基因细胞个体种群群落生物学谱的启示–生命多层次等级系统概念–认清对于尺度不同的系统应采取不同方法进行研究–解决了不少争论新的生物学谱根据最新知识绘制的新生物学谱生物大分子、大分子种群、细胞器、细胞、组织、器官、多细胞有机体、种群、生态系统、全球生命系统生物学谱中的难题虽然有等级层次系统的概念，但对于不同层次系统之间的整合，或者说对于某一尺度外推时却遇到了极大的困难这条谱带上相邻层次系统之间的自相似性均不好上述问题的原因如何？等级层次生命系统的螺旋结构？螺旋图上的三类系统同构系统（homologoussystem）破缺系统（brokensystem）完全系统（perfectsystem,结构功能耦合）基于螺旋模型的推测从图上看，P系列应该有4个层次，但我们所知的只有3个层次，还应该有第4个层次。目前是否已经有？是什么？生态系统排列在B系列上，意味着它在结构和功能上是破缺的，事实如何？推测1——P系列的新层次系统从螺旋结构图推测，P系列上的第4个层次应该具有的特征–尺度大于生态系统–具有完全系统的特征，与P系列系统相似–因为是刚刚形成的系统，结构比较松散判断：这个系统应该是刚刚形成的全球生命系统验证推测1——从生物圈到全球生命系统生物圈（Biosphere）–活跃生物圈–泛生物圈–副生物圈智慧圈（Noosphere）Gaia假说全球生命系统（Globallifesystem，Glos）完整的生命系统的螺旋结构等级层次生命系统之间的差异性体积显著增大组分增多结构与功能的复杂化系统结构发育过程涉及的调控机制复杂化系统内部状态的相对更稳定寿命延长增加单位土地面积上的生命物质密度（生物量），更充分利用空间等资源原来低层次没有的新特征出现生物学谱的螺旋结构在研究方法论上的意义这种类比可以使我们获得很多灵感我们既要研究“森林”，也要研究“树木”，同时还要研究制约“森林”和“树木”的一致性规律低层次系统的研究结果为高层次系统研究提供机理，高层次系统研究为低层次系统研究提出问题，指出方向生命系统生存与进化的“目的性”生态学优越性——从系统雏形到成熟系统，历时很长。而当一个系统到达成熟阶段后，很快便开始自组织升级成熟系统的生态优越性–调控中心–子系统的分工与耦合–系统自组织升级各等级层次系统同时进化生态学的研究方向生态学必须注重理论研究，努力寻找新工具必须强调系统结构的极端重要性中国的生态学对世界的贡献全球生命的未来有3次主要的革命是地球生命历史的标志人类的出现和发展，产生了新的独特事物文字，作为内信息（DNA）的补充和扩大人类精神对于生命世界的影响是两面的从某种意义上说，地球生命的未来命运将掌握在人类手中，只有当人类能够真正认识和掌握自然规律，让包括人类在内的地球生物圈长期存在和繁荣下去，才能真正体现出人类的聪明和理智一切理论都是灰色的，唯有生命之树常绿！从个体到全球——重构生态学理论框架你年轻过吗？对中国人特别需要问这个问题！科学、科学家梦—想、狂想、怀疑信心、雄心、野心讨论、闲聊科学的分类和方法论纯粹科学与应用科学实验科学与理论科学还原论与统合论生物学中的大人物目前有生物学科而无生物学家，原因是分科太细，无统一的理论生物学。99％的生物学家都在研究生命的多样细节，探讨某一物种某一层次的结构或功能。各个领域的顶尖人物都是统合论者，这在物理学界尤其明显。物理上的伟大成就大多属于统合论，即把越来越多的事实以一些基本原理统合起来。——这个领域在叫做理论物理学。生物学界恰恰相反，很少有人是统合论者，这可能是生物学家中很少伟大人物的原因生物学中的大人物生物学中仅有不多的伟大人物之一——达尔文是位统合论者，他对生物学的处理方式和牛顿在物理学上的做法非常类似：把整个有机世界用他的演化理论来涵盖。达尔文的“继承人”是FrancisCrick。他的风格和达尔文十分类似。在达尔文发表他的“物种起源论”后98年，克里克宣布了他称为分子生物学的中心定则。许多年以后人们还会记得这位曾简单叙述过生物学法则的人，就像我们至今都还记得19世纪的达尔文一样。诺贝尔奖获得者不一定就是伟大人物!生物学中理论研究的贫乏分子生物学是当今生命科学的带头学科之一，但值得深思的是，分子生物学这门学科的创建几乎没有多少生物学家的功劳。从20世纪30年代开始，物理学家就开始闯入到生物学中来了–1932年，哥本哈根学派的领袖玻尔在一篇“光和生命”的论文–德布吕克发展了玻尔的思想，薛定谔受德布吕克的激发，在1943年发表了《什么是生命——活细胞的物理观》,这本书在生物学界极负盛名，被称为“生物学中的《汤姆叔叔的小屋》”物理学家对生物学的贡献薛定谔的《什么是生命》中论述的三个观点后来发展成为理论生物学的三个方向–分子生物学–耗散结构理论–量子生物学May对生态学和理论生物学的贡献生物学家重观察轻理论的原因生命现象极端复杂–每一个生物体、每一个细胞以及一切生物化学大分子，都是延续了几十亿年的长期复杂的演化过程的最终结果，这就使生命科学成为一门与物理学、化学很不同的，研究对象和内容十分复杂的学科。–目前，生命科学已成为现代自然科学中分支学科门类最多的学科体系达920多门历史科学与非历史科学–非历史科学更符合传统的“科学”定义思想的火花——理论科学家趣闻爱因斯坦Gull-man“别闹了,费曼先生!”理论生物学与数学理论生物学不等于生物数学模型或者生物数学理论生物学与数理科学关系密切生物学家数学的退化决定了合作的重要性重构生态学的主要方面生态学系统谱的等级层次结构生态学系统的基本属性：结构、过程和功能三个方面自组织系统的发育与进化生命系统的过程生命系统中各种事物运行或发展所进行的活动有机体中的生理活动都属于系统的过程。尽管不同层次生命系统的尺度差异极大，结构也有所不同，但其中的基本过程却十分相似–能量和物质代谢–信息传递–生长发育–内稳态调节–生产和繁殖（再生产）–组分间相互作用等生命系统的功能系统在所处环境中（包括在更高一层系统中）所起的作用，是系统在内部和外部的联系中表现出的特征和能力–系统对能量、物质和信息的获取和释放–系统对外部环境的影响和改造等一个系统的功能是在与环境的关系中体现出来的，只有开放的系统才有现实的功能关系。绝大多数功能是通过各种行为实现的适合描述生物形态结构的数学工具要求：遗传上的确定性；外界条件的塑性影响；一定程度上的随机性自组织理论简介发端于20世纪70年代耗散结构理论——自组织理论的起始协同学——排队过桥突变论——垒沙堆和雪崩混沌——水龙头实验超循环理论——鸡和蛋分形——有限的花园需要无限的篱笆分形Fractal自相似无标度精细结构迭代产生并行自组织系统：自我形成、自我调控、自我演化、自我消亡。。。的系统生命系统物理系统（如一些热力学系统）化学反应系统星系和宇宙系统自组织系统自组织系统的特征宏观性和复杂性（多样性）开放性过程描述的非线性自适应的演化（不断出新）–自组织升级跨层次整体效应的自我涌现自相似、突变与选择自组织对称、破缺与升级等级层次结构层次性–多层次–尺度–自相似多样性、复杂性和同一性–极其多样–根本同一理论生物学研究的一些案例生物多样性的自组织生物多样性与稳定性生物系统谱的螺旋结构