动物学
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动物学（英语：zoology，词源来自古希腊语ζῷον（zōion，“动物”）和λόγος（logos，“学问”）[1]）作为生物学的一大分支，研究范围涉及动物的形态、生理构造、生活习性、发展及进化史、遗传及行为特征、分布、以及与环境间相互关系。专门研究动物学的学者，称为动物学家。
虽然人类自古以来便对身边的动物感兴趣，并将有关知识用于驯化某些物种，但动物学的正式研究可追溯至古希腊哲学家亚里士多德。他将动物分为有血动物（相当于今天的脊椎动物）和无血动物（无脊椎动物），观察它们的生活史和结构，并探讨其器官的功能。[2]现代动物学奠基于文艺复兴时期，经卡尔·林奈、安东尼·范·列文虎克、查尔斯·达尔文、格雷戈尔·孟德尔等人的工作而确立，在1953年DNA双螺旋结构发现后，又迎来了分子生物学时代。[3]
历史
[编辑]史前人类已经需要研究身边动物以求生存。法国15000年前的洞穴壁画精细描绘了野牛、马和鹿。新石器革命以动物驯化为特征，古人积累了大量关于野生动物和家养动物的知识。[4]
在公元前4世纪，亚里士多德将动物分为有血动物（脊椎动物）和无血动物（无脊椎动物），在莱斯博斯岛居留两年观察并描述动物，探讨不同生物的适应性与器官功能。[2]四百年后，罗马医生盖伦通过解剖动物研究人体解剖——当时禁止解剖人类尸体——他的结论虽不尽正确，但此后数百年间任何质疑其观点者均被视为异端，解剖学因而停滞不前。[5]
文艺复兴时期，动物学思想在经验主义复兴和新物种发现的推动下发生了革命。安德烈亚斯·维萨里和威廉·哈维以实验和精细观察研究生理学；卡尔·林奈创立了二名法和生物分类体系；安东尼·范·列文虎克通过显微镜发现了微生物世界，为细胞学说奠定了基石。[6]
1859年，查尔斯·达尔文发表自然选择理论，使进化论建立在坚实的证据基础之上，从根本上改变了动物学的面貌。[7]1865年格雷戈尔·孟德尔的豌豆实验奠定了现代遗传学的基础，但其意义在当时未被认识。20世纪初孟德尔工作的重新发现催生了遗传学的迅速发展；1930年代群体遗传学与自然选择的结合形成了现代演化综论。
1953年，詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克确定了DNA的双螺旋结构，[3]开启了分子生物学时代，推动了细胞生物学、发育生物学和分子遗传学的飞跃。DNA测序技术彻底改变了系统分类学，使科学家能够从分子层面精确判断不同物种间的亲缘关系。[8]
研究范围
[编辑]动物学以动物为研究对象。据估计，地球上约有800万个动物物种，已描述的约150万种。[9]早期动物学的核心任务是对物种进行鉴定和分类——即分类学的工作。在达尔文的进化论之后，支序分类学兴起，通过共同祖先关系构建系统发生树。系统学研究生命形式的多样化，而一个类群的进化历史称为其系统发生。[10]如今传统意义上的“动物学家”一词已不足以涵盖这一领域的所有从业者，更多人根据其具体专业自称为生理学家、行为学家、进化生物学家或生态学家等。[11]
分类体系
[编辑]主要分支
[编辑]虽从学科建制上动物学可细分为众多领域，但以研究对象和方法论可归纳为以下主要方向：
分类学与系统学
[编辑]动物分类学通过形态学、行为学和分子数据对动物进行鉴定、描述和命名。现代分类学的框架由卡尔·林奈在18世纪建立。他采用二名法为每个物种赋予由属名和种加词组成的科学名，并按照界、门、纲、目、科、属、种的等级体系对生物进行归类。这一体系至今仍在沿用，其命名规则由国际动物命名法规规范。[10]分子生物学的发展使科学家能够通过DNA序列比对来重建动物类群间的系统发生关系，这被称为分子系统学。
形态学与解剖学
[编辑]动物形态学研究动物的外部与内部结构，解剖学则侧重器官系统的形态和空间关系。比较解剖学通过比较不同类群的结构异同来推断进化关系，与进化生物学和系统发生学密切相关。[12]组织学借助显微镜研究组织构造，细胞学则探讨细胞的结构和功能——后者是所有生物科学的基础。
生理学
[编辑]动物生理学研究动物机体的化学、物理和生物过程，涵盖神经系统、免疫系统、内分泌系统、呼吸系统和循环系统等的功能与调控。[13]其核心思路是从结构理解功能——一个器官的形态往往反映了其生理角色。
发育生物学
[编辑]发育生物学研究动物从受精卵到成体的生长和分化过程，包括胚胎发育、细胞分化、变态、再生以及成体干细胞的维持与分化。[14]这类研究对理解动物演化与疾病机制均有重要意义。
进化生物学
[编辑]进化生物学研究自然选择、共同祖先和物种形成等过程如何产生了地球上的生命多样性。它部分依赖古生物学从化石记录回答进化的模式和速率问题，[15]部分依赖群体遗传学和进化发育生物学等领域的进展。20世纪末以来，DNA技术在动物学中的应用极大深化了对动物种群结构的理解。[16]
生态学与行为学
[编辑]动物行为学（ethology）在自然条件下客观研究动物行为，关注行为如何通过自然选择演化而来。[17]行为生态学则试图回答尼古拉斯·廷贝亨提出的关于动物行为的四个问题：行为的近因、发育史、生存价值和进化历史。[18]动物生态学研究动物与其生物和非生物环境的关系，动物地理学则探讨物种在空间上的分布格局及其成因。[19]
分子生物学与遗传学
[编辑]分子生物学研究动物体内基因的结构与功能，以及遗传信息的传递和表达机制。1953年DNA双螺旋结构的发现是该领域的里程碑。[3]分子遗传学是分子生物学中最活跃的分支之一，而基因组学和生物信息学的兴起使研究者能够从全基因组水平理解动物的进化与适应。这些分子工具已渗透到动物学的各个分支，从物种鉴定（DNA条形码）到种群遗传结构分析无所不包。
参见
[编辑]参考资料
[编辑]- ^ Harper, Douglas. zoology. Online Etymology Dictionary.
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外部链接
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