描述
开 本: 12开纸 张: 胶版纸包 装: 精装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787568067973
奇异物种来袭！540多幅彩色大图震撼呈现，网罗35个门类，令科幻艺术的想象力都黯然失色。
- 人类对自然的认识仅仅触及表面，我们对太空中贫瘠卫星的了解甚至超过了对地球的认识。我们熟悉的哺乳动物、鸟类、两栖动物和鱼类仅等生物占整个物种多样性的4%——此外的其他物种是什么样的，它们如何进化而来？以下这些冷门生物知识会让你大开眼界：
＊仅仅一茶匙海泥中可能就有1000多只线虫，这些线虫至少代表36个不同物种。
＊哪怕被切碎，海绵动物的单个细胞也可以彼此相连长成一个个新个体。
＊昆虫至少在3.5亿年前就具备了飞行能力，比包括翼龙都要早1亿多年。
＊线形虫有非常强大的繁殖能力。在许多线虫物种中，雌性可以产下600多万个卵。
＊虾姑复眼可以分辨10万种色彩，它们眼中的世界无比迷幻。
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- 全面呈现那些我们闻所未闻的奇异物种！它们是无法被分类的未知动物或活化石，也是填补演化缺失环节的关键物种，本书讲述了它们不为人知却厚重而精彩的演化历史。
本书悉数了生命之树上与哺乳动物演化方向完全不同的“极致”物种，充分展示了我们从未见过却构建了生态平衡的重要生物。即使是在科学界已知的物种中，也有许多物种尚未被公众发现，其中许多是微观生物或海洋生物。这些物种中有的非常奇怪，甚至令人难以置信，而且它们中的很多体积都非常小。《动物星球》涵盖了所有主要的物种谱系，从栉水母到轮形动物，以及介于两者间的一切动物门类。
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- 540多张高清彩色特写和显微摄影，网罗35个重要门类！它们是潜藏在你身边的“外星生物”，令《异形》中的抱脸虫相形见绌，令科幻艺术的想象力黯然失色，硬核动物科普迷的藏书。
在这本生物特辑中，迷幻的色彩、褶边的身体、奇异的生理结构比比皆是，书中的大量摄影作品为富于创造性和科学观念的人很好地提供了灵感源泉。其中，波斯地毯扁形虫、南极巨型海鳞虫、煎蛋水母、单环刺螠、海生游线虫……只是成百上千奇异且常被人类忽视的物种中的一小部分。本书不仅是硬核动物科普迷的不二之选，也能吸引奇幻动物发烧友、克苏鲁爱好者和生物科幻迷的眼球。
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- 10年内再版至今，被译为多国语言，BBC主持人兼动物学家悉数生物多样性的奇迹，。
《动物星球》于2013年首次出版，再版至今，本书深度揭示了这些神秘动物存在的意义，它们无一不是进化的奇迹。在本书中，作者结合了当今不同动物谱系之间演化关联性的研究成果，提供了对动物多样性的公正探讨，涵盖了动物谱系如何关联、演化和起源的研究，旨在破除生物呈单一线性演化的窠臼！
作者罗斯·派珀是BBC自然节目主持人兼动物学家，也是利兹大学昆虫学博士。在罗斯·派珀还是小孩子的时候就对动物表现出浓厚的兴趣，他著有10多本关于动物的著作。
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- 潜进幽暗的深海，遁入人类或生物体内，再攀上雪山之巅或参天大树……生命多样性的演进已经足够遍布地球隐秘的角落。
绮丽的生物遍布地球上隐秘的角落，生物圈并非只是地球表面的薄层空间。一直以来，生命以各种各样的形式深度活跃于地表下好几千米的地方。而且“生命之树”上所有美丽与奇异的物种，都是从共同的开端演化而来，它们都拥有共同的祖先！作为智慧物种，我们学习和保护动物多样性不仅是为了动物们的生存权益，也是为了维持自然生态系统的稳定，使人类自身能够繁衍生息，更是为了探索这一美妙得令人惊叹的生命现象。
容介绍：
在这颗异彩纷呈的星球上，究竟还有多少人类闻所未闻的物种？我们熟悉的生物仅占整个物种多样性的4%，更多生物栖息在不为人知的隐秘之地。从幽暗的深海、高耸的树端乃至人体内部，《动物星球》探寻了生命演化树上的35个重要支系，每一支都是生命的奇迹。
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在本书中，BBC主持人兼动物学家罗斯·派珀介绍了数十类不可思议的奇异生物，以及它们神秘的生命历程。每一类动物都配有详尽的生物特征、演化历史和生活习性介绍。《动物星球》不仅对这些长期为人忽视的物种进行了全面而鲜活的描述，更结合了大量前沿科学研究，道出了有关动物和环境保护的真谛。正如罗斯·派珀所言，每个物种都是生态系统缺一不可的组成部分，保护生物多样性不仅是为了保护动物本身，更是为了维系我们赖以生存的自然生态。
目录：
前言
引言：动物谱系
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栉水母动物门（栉水母）
多孔动物门（海绵）
扁盘动物门（扁盘动物）
刺胞动物门（水母等）
头索动物亚门（文昌鱼）
被囊动物亚门（海鞘等）
脊椎动物亚门（脊椎动物等）
半索动物门（柱头虫）
棘皮动物门（海星等）
异涡动物门（奇异虫）
无腔动物门（无腔动物）
毛颚动物门（箭虫）
线虫动物门（线虫）
线形动物门（马鬃虫）
缓步动物门（水熊虫）
有爪动物门（天鹅绒虫）
节肢动物门（节肢动物）
鳃曳动物门（丁丁虫）
铠甲动物门（刷头虫）
动吻动物门（穿地龙）
外肛动物门（苔藓虫类）
内肛动物门（杯形动物）
环口动物门（环口类）
菱形动物门（二胚虫类）
直泳虫动物门（直泳虫类）
环节动物门（环节动物）
软体动物门（软体动物）
纽形动物门（纽虫）
腕足动物门（海豆芽））
帚形动物门（马蹄虫）
腹毛动物门（腹毛动物）
扁形动物门（扁形虫等）
颚口动物门（颚虫）
轮形动物门（轮虫）
微颚动物门（有颚动物）
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汇总表
术语表
拓展阅读
致谢
图片版权
索引
对大多数人而言，当想到“动物”这一词时，浮现在我们的眼前是一些耳熟能详而且印象深刻的物种形象，例如老虎、猩猩、鳄鱼、老鹰、大象、鲨鱼等，或者是一些日常生活中常常能见到的小型物种，例如蜗牛和青蛙。不过，动物其实具有令人惊叹的多样性，它们的种类远远超过自然历史文献记录的数目。目前已知的动物约为150万种，而常见的种类仅仅只占总数的4%，这包括哺乳类、鸟类、鳄类、蜥蜴类以及与它们具有亲缘关系的类群，如两栖类、软骨鱼和硬骨鱼。试想如果地球上动物实际多达1000万甚至2亿多种，那么这些研究相对较为透彻的常见物种仅仅只占总数的0.3%至6%。
尽管现生动物种类繁多，它们其实是为数不多的几个支系繁衍生息的后代，各个支系的成员都具有相同的身体结构和演化历史。本书的目的在于或多或少均衡地介绍每一支系，帮助读者广泛理解什么是动物的多样性，这一多样性对我们人类有什么意义，动物如何演化以及如何成功地适应它们生活的环境。
这样的介绍旨在帮助读者通过了解不同动物类群在“生命之树”中所处的位置以及各个支系的演化脉络（本书其余部分的结构也是据此设计安排），从而探索动物的多样性。每一支系的简介包含鉴定特征、生活习性、生态功能和演化关系，常用名（适用情况下）、物种多样性和体形变化范围均标注在简介下方。
鉴于如下原因，本书中我们尽力避免讨论动物对人类的负面影响。首先，前人已经发表了许多关于这一主题的讨论，本书将不再赘述。其次，讨论动物的负面影响将强调一个固有观点，即认为人类是凌驾于自然界之上的存在，而非自然界的一分子，而且这一观点将自然界视作可以被轻易驯服的、任由人类予取予求的存在。与之相反，本书侧重于强调动物的难以直接观察的、却是维持自然界平衡和促使自然界发展至如今的正面作用。
人类在自然界中具备非凡的优势，因为人类是能够欣赏和赞叹与之共处的动物种类之纷繁多样的物种。但是，尽管我们完全依附于自然，我们人类与自然的联系却在日益疏远。过去的每一年中，人类活动造成了部分物种走向灭绝，许多独一无二的、具有厚重而精彩的演化历史的生物逐一被毁灭。每一种动物，不论是在热带雨林的参天大树间游荡的长臂猿，还是在海底沉积的砂砾间蠕动的微小的轮虫，都有其生存的权利。实际上，每一个物种都是地球生态系统的固有组成成分，它们通过捕食或者被捕食而推动营养物质和能量在生态系统中循环流动，从而保持生态系统的稳定。只有当我们理解了生态系统的每一个组成部分的功能和它们之间的相互作用，我们才能明白生态系统作为一个整体的运行规律。
作为智慧物种，我们学习和保护动物多样性不仅是为了动物们的生存权益，也是为了维持自然生态系统的稳定，使人类自身能够繁衍生息，更是为了探索这一美妙得令人惊叹的生命现象。
“在本书中，动物学家罗斯·派珀为我们开启了壮美的篇章，展现出一系列极富魅力却为人忽视的动物类群。”
——《自然》（Nature）杂志
即便科学界已知的物种，也有许多尚未被公众了解。它们有些长相奇特，有些更是惊世骇俗，而且通常都是微型生物……《动物星球》将这些奇异物种带入了大众视野。
——《连线》杂志官方网站
能分辨10万种色彩的虾蛄复眼，五彩斑斓的波斯地毯扁形虫和海蛞蝓，形似工艺品而非活物的生物体，甚至大黄蜂的微距特写……本书中极为醒目的生物影像会一直萦绕着读者，令人求知若渴。
——《出版人周刊》
透过540多幅五光十色的生动照片，动物学家派珀让我们见识了数十类常人闻所未闻、犹如梦幻而又无比瑰丽、奇异的生物，其中许多是微型生物或海洋生物。
——《娱乐周刊》
引言：动物谱系
根据地球物理环境条件限制推断，生命是由生活在大约40亿年前的共同祖先孕育，并逐步演化出惊人的多样性。生命的绚丽多姿是地球上简单而又有趣的自然现象。可是我们总将这一现象视作理所当然的，这是因为我们人类只是生命的一种表达形式，并且被数不胜数的多种生命形式所围绕。经过长达两个世纪的科学研究，人类已经在揭秘生命奥秘的道路上取得了巨大成功——但是我们也仅仅探索了地表的生命而已。
了解生命的多样性是我们进一步认识世界的关键。我们需要知道地球上究竟有多少种生命形式，需要知道它们是如何彼此关联，如何相互影响。地球上所有生命都起源于共同的祖先，枝叶繁茂的“生命之树”可以形象直观地展现生命的多样性以及现生生物与已灭绝的生物种类之间的演化关系。科学研究显示，原始的有机体是通过基因交流，即水平基因转移（horizontal gene transfer）孕育了如今已知的不计其数的生命。如今我们仍然可以观察到生命之间的水平基因转移，例如一个细菌可以通过水平基因转移从其他细菌中获得抗生素耐药性。
“生命之树”的两个主要分支是以细胞为结构基础的生命和病毒。以细胞为结构基础的生命演化出三个分支，即古生菌、细菌和真核生物。古生菌和细菌都是单细胞生物，它们简单的细胞结构中蕴含了惊人的基因多样性。真核生物是仅有的具有多细胞结构的生命形式。真核生物进一步演化出了许许多多的分支，其中一支即是本书介绍的重点：动物。
动物
什么是动物？简而言之，动物是一类多细胞生物，它们捕食其他有机体，在其生命周期中的至少一个阶段中会运动，并且对外界刺激会做出相应反应，例如扁形虫会躲避阳光照射，公象能够感知母象释放的荷尔蒙并产生反应。
一种生活在大约10亿年前的单细胞生物可能是曾经在地球上生活过的所有动物的共同祖先，原始的动物类群在适应不同生态环境的过程中又分化出千千万万的新物种。已被正式命名的动物约有150万种，但是据科学家们估计，地球上实际存在的动物多达1千万甚至2亿多种。这一巨大的差值说明我们对周围世界以及动物这一重要生物类群的认知仍然十分局限。
科学家们通过对动物基因、发育、形态和生活习性等方面的研究，定义了35个主要支系，各个支系的成员具有相同的身体结构和演化历史（框1）。这些支系对应于林奈分类系统（Linnaean classification）中的门级分类单元，但是基于种种原因，林奈分类系统存在明显缺陷，因此它的重要性也在逐渐降低（框2）。
尽管具有一定局限性，林奈分类系统在如今和将来的一段时间内都具有重要参考价值，但是我们必须警惕这一理论的缺陷和影响这一理论的迷信教条。例如，林奈分类系统的主要分类理论意味着创造的等级是不可变化的，而且因为“7”是一个完美的数字，所以共有7个等级。此外，林奈分类系统受到人类中心说（anthropocentrism）的影响，例如“自然阶梯”（scala naturae）理论和目的论（finalism）。根据“自然阶梯”理论，所有的生物都依据各自的“完美”（perfection）程度划分为不同的等级，而人类完美，因此位于（图3）。目的论认为，演化由神秘力量驱动着驶向人类起源。这些理论促使人们假设所有的生物在存在之前都已经具有实质。然而生命的演化并不是一个单一的、线性的进程，是由“原始”的形式演化为更“复杂”的形式，而且这一进程也没有目的。人类中心说长期严重阻碍着我们对生物多样性的理解，即使在今天这些学说仍然根深蒂固。所有的动物支系都起源于一个共同祖先，并且在非常短的地质时间中出现，虽然化石记录尚不完整，但是目前已经能够确定大约5亿年前这些动物支系已经出现。早的动物，即始祖动物演化出5个主要分支：扁盘动物门，多孔动物门，栉水母动物门，刺胞动物门和两侧对称动物（Bilateria，图4）。具有超强适应能力的两侧对称体形促进了动物多样性的迅猛发展而且其余的动物支系演化为两个主要分支：原口动物（Protostomia）和后口动物（Deuterostomia，各类群的主要特征请参见第312—315页的汇总表）。
目前人类对于动物多样性的认识仍然非常局限，即使是生物学家也仅仅只了解极少数的动物支系，更不用说普通大众（框3）。那些鲜为人知的支系不仅十分奇妙有趣而且具有极为重要的生态作用，在缺乏对这些类群的了解的情况之下，我们难以理解生物的演化。
动物的演化过程充满创新。如果我们透过所有主要动物类群的身体结构，回到它们基本的结构，我们就会发现一些关键的形态创新，每一次创新都掀起了一波分化和特化的新浪潮。正是这些创新奠定了如今的动物多样性的基础。一些重要的进程启动并调整了这些创新，推动了多样化的进行，终促进了对大量栖息地的开发。
关键性新结构：多细胞体和组织
至少在10亿年前，一种生活在海洋中的单细胞生物通过一分为二的方式进行繁殖。然而，分裂后的两个细胞并没有分开而是聚集在一起。接下来的分裂也是同样的结果，终形成了一小团聚集的细胞团（图6）。这一事件表面上无关紧要，实际上却是演化进程中重要的事件之一，因为地球上的每一个动物都是起源于这漂浮的细胞团。这是怎么发生的呢？这些聚集的细胞团——这些原始的动物们具备怎样的优势呢？
首先，聚集的细胞团具有体积优势，因为原始的单细胞生物体积十分微小，不足以对抗群居生物。其次，许多细胞聚集生活时，每个细胞可以承担不同的功能，一些细胞提供能源推进整个细胞团运动，一些细胞捕获食物，另一些则可以专职负责繁殖，以使细胞团进一步壮大。大局已定，多细胞化已是大势所趋。经过漫长的时间和一代又一代的繁殖发展，多细胞团的复杂程度不断增加，各个细胞的功能也日趋特化，终不同的细胞只能相互依存，而再也不能独立存活（图7、8）。这一特化趋势使多细胞逐步演化成为组织，组织成为器官，器官成为系统，终形成动物个体和群体。
消化道
多细胞化后随之而来的是内部空间或者通道的出现，在这些空间中，可以消化处理食物，它们即为消化道（gut，图9）。在这项创新性结构出现之前，早的动物必须依靠细胞吸收可食用物质的颗粒，并将复杂的食物分子分解成基本成分，然后将这些物质释放出来供其他细胞吸收。与现生的扁盘动物相似，海底早的动物可能只是匍匐在食物之上，分泌消化液并吸收被消化的食糜。原始动物通过将体壁逐渐内折形成消化道，即一个能更有效地消化食物的小空间。在这个小空间里，排列在消化道内壁上的细胞可以集体释放消化酶，这些消化酶不会被海水过度稀释，而且一旦食物进入消化道，竞争对手就无法夺取食物，消化的产物还可以贮存在消化道中并终被吸收。消化效率的提高有效地增加了早期动物从数量一定的食物中所能获得的能量。在一定程度上，这进一步促进了生长、活动和终的成功繁殖，而这反过来又为形成更发达、特化程度更高的消化道、用于获取和消化食物以及处理废物的其他结构的出现奠定了基础。
细胞层和体腔
一些动物（如扁盘动物门、栉水母动物门和刺胞动物门）的身体由两层细胞组成。栉水母动物和刺胞动物中，内部的细胞层（内胚层，endoderm）构成一个多功能空间，而另一层构成这个空间的外表面（外胚层，ectoderm）。在所有其他的动物支系中，这两层中间都夹有第三层细胞，即中胚层（mesoderm），中胚层起源于早期胚胎发育阶段从内胚层和外胚层迁移过来的细胞，或者完全来源于内胚层外移的细胞。
中胚层非常重要因为它代表了从动物的外表面或内表面释放出来的细胞并承担了它们的功能。中胚层的细胞可以分化成其他结构，例如肌肉、结缔组织、循环系统和排泄系统等。它们也使体腔（coelom）的出现成为可能，这种内部分化为进一步的特化大开方便之门。在体腔出现之前，从中胚层发育而来的肌肉不能独立于消化道（反之亦然），因为这些结构相互摩擦，同时影响消化和运动。体腔促进了消化道的特化，以及更好、更高效的运动方式的出现。
体节
体节（segmentation）是所有动物的共同特征，这一特征似乎是多次独立演化而来。动物的体节通常是清晰可见的，尤其是蚯蚓（earthworms）和蜈蚣（centipedes）这些动物；然而部分动物的体节可能并不明显，例如脊椎动物（图10—12）。但体节是动物重要的身体特征之一，体节的出现与有机物质形成细胞、细胞器演化为有核细胞、有核细胞演化为多细胞生物等过程同样重要。
体节对于不同动物支系的具体意义不同，对于某些类群（例如环节动物等），体节的重要性可能与体腔的分隔和更高效的穴居生活有关。分节的体腔为流体静力骨骼（hydrostatic skeleton）的演化提供了结构基础（参见下文），这一结构使得动物体内的流体压力可以维持体壁的刚性，这对于动物在海洋沉积物中掘穴和自由移动都极为重要。体节使古老的环节动物的身体成为数个独立的部分，这增加了流体静力骨骼的可控性和灵活度，从而增加了蠕动和掘穴的效率。
在环节动物和其他身体分节的动物中，将身体划分为一系列重复的体节，为进一步的高度特化和多样性的涌现奠定了结构基础。明显的分节、与各个体节连接的附肢以及不同体节的合并都为动物的形态和生活习性的发展提供了巨大的空间。这样的结构又促使了更复杂的神经系统的出现以控制和同步这些特化单位的运动，同时通过联合各体节的神经节（神经细胞群）又促进了大而复杂的脑部的发展出现。
体节的另一个优点是它为动物的身体结构提供了一定程度的冗余。如果某个体节或附肢意外被损坏，动物或多或少还能像正常状态一样继续活动。
呼吸、循环和排泄系统
每一种动物的细胞都需要消耗氧气来从食物中释放能量，这样它们就会产生二氧化碳和水等代谢废物。这一有氧呼吸过程为无数其他细胞活动提供燃料，而这些细胞活动反过来又产生更多的副产品。水也从外部稳定地扩散到动物细胞中。如果任由水分积累，这些多余的水分和代谢废物就会破坏动物内环境的微妙平衡，因此必须清除这些水分和代谢废物。如何解决这个问题则取决于动物的体形大小。
小型水生动物的每个细胞都离外界很近，因此氧气和代谢废物可以自由地进出到周围的海水中而不需要经过特化的呼吸（respiratory）、循环（circulatory）和排泄系统（excretory system）。但是，随着体积的增大和身体结构复杂性的增加，简单的扩散已经不能偶满足所有细胞的需要。有些动物，如较大的、自由活动的扁形虫，可以通过身体扁平化来解决这个问题，因此扩散作用对它们的所有细胞而言仍然十分有效。但是在另一些动物中，更大的体形需要特殊的身体结构以满足身体每个部分对气体交换、排泄代谢废物［例如鳃，闭合或开放的循环系统（图13）］和清除多余水分的需求（例如肾脏和其相关结构）。这些创新性结构与其他结构（如骨骼）的出现共同为体积更大的动物的演化创造了条件（框4）。
骨骼
骨骼（skeleton）具有多种多样的形式和功能，其主要功能是给身体提供支撑，为肌肉提供附着表面和保护动物不受外界伤害。简单的骨骼类型是动物体壁所含的液体，这非常有效地为身体提供了一些刚性。显而易见，这些流体或流体静力骨骼的作用与充气的气球保持形状的原理异曲同工。肌肉系统既可以替换这些液体，使身体局部膨胀，然后移动（就像蚯蚓在土壤中移动一样），也可以加固体壁，阻止这些局部膨胀导致体壁破裂。对于掘穴和许多蠕虫状的身体柔软的动物而言，这样的身体结构非常重要（框5）。
另一种主要的骨骼类型则十分坚硬、可以位于身体外部（例如节肢动物的外骨骼（exoskeleton）或者蜗牛的壳）或者内部（例如人类的内骨骼（endoskeleton）。有多种驱动力促使这些结构出现，但外骨骼出现的可能的驱动力是保护动物不被捕食。随着物种多样化进程加速，掠食性动物（predatory animal）定位和捕获猎物（prey）的能力日渐增强，这种选择压促使了外壳和坚硬的外骨骼出现。许多动物都具有某种形式的外骨骼，但是这种类型的防御结构在软体动物中是多样的。初的外骨骼可能只是一层坚硬的蛋白质，但随着被捕食者的防御能力与捕食者的狩猎武器日益增强，一场军备竞赛很快就如火如荼地展开了。天长日久，动物的外骨骼就成为用碳酸钙晶体加固的蛋白质支架，这简直是大自然的一个奇迹。但是这场军备竞赛意味着捕食者的武器，如螃蟹强有力的钳子、头足类动物的几丁质喙或某些食肉蜗牛的酸性分泌物和钻齿，也同样日趋完善。在许多类群中，外骨骼不再仅仅只是保护性的覆盖物，它还为肌肉提供附着点而成为复杂的肌肉骨骼系统的一部分，这反过来又促使了铰链式的、有利于运动的身体结构出现，比如特化的口器（mouthpart）、感觉附肢、四肢、某些类型的鳃（gill），甚至翅膀。
一个坚固的内部骨架，比如你的内骨骼，一开始可能只是用来解决新陈代谢的问题，也就是作为动物体内的钙和磷的储存库，这是因为这些动物的细胞对这些元素有强烈的需求（参见脊椎动物亚门，第84—97页）。不论内骨骼如何起源，无机材料和蛋白质的内部沉积都迅速地参与形成内部支撑结构。像外骨骼一样，原始的内骨骼终演化成为肌肉骨骼系统的一部分，支撑着四肢的演化。
重要的是，互相关节的外骨骼（例如节肢动物）和坚硬的内骨骼（例如有头类）使动物能在陆地上生活并且在适应陆地生活之后繁荣发展（参见下文）。
肌肉系统
通常情况下，动物们需要寻找资源和配偶，所以它们需要移动。生命已演化出千奇百怪的运动方式，包括简单的生长、身体内部压力的改变、旋转鞭毛（flagellum）或者摆动纤毛（cilium）。在一定体形范围内，这些方法十分有效，因此许多小型动物都采取了这些运动方式（例如，轮虫或扁形虫拍打纤毛运动）。但是弹性纤维逐渐演变成由多个弹性纤维细胞协调工作组成的特殊肌肉组织，而这奠定了动物多样性发展的基础（图15）。这些肌肉组织可以改变身体形状，使身体弯曲、扭动，移动附肢和提供推动力。此外，随着这些肌肉组织对能量需求的增长，它们也成了负责气体交换、营养物质和代谢废物在体内循环流动的等多个系统的一部分，进而推动着动物身体结构改革进行。
就推进力而言，肌肉细胞迅速伸缩的能力和特殊的附肢结合使得一些动物能够在水中、陆地或者空中迅速而精确地移动。例如，一些腹毛类动物利用肌肉驱动的刚毛排水产生驱动力（参见第276页）；猎的骨骼肌使它能以每秒300米（约100英尺）的速度奔跑；而食蚜虻（hoverfly）的肌肉可以驱动翅膀每秒震动300次，这使这类昆虫成了空中的王者。
感觉和神经中枢
动物通常以其他动物为食。为了移动和寻找食物，它们必须能够感知周围环境并做出相应的反应。感觉细胞、组织和器官从环境中获取信息，神经则将这些外界信息传递给效应细胞、组织和器官。简而言之，动物们利用光、化学物质、压力和电场敏感细胞搜寻食物、配偶、敌人或避难所，并利用肌肉等效应器来靠近或远离刺激。除了感知环境和做出反应之外，神经系统还发挥着另一个至关重要的作用，即协调作用。拥有多种细胞、组织、器官和系统的动物需要协调各个结构共同工作。一种协同方式是利用神经系统，在神经系统中，长束的神经组织（神经）将信息从动物的一个部位迅速传递到另一个部位，从而实现精细控制和协调。
神经系统在动物演化的早期就已出现，因为任何两种动物，不论它们之间的亲缘关系如何，它们神经系统的基本成分和结构都是高度相似的。感受器、神经元和效应器组成连接回路，但是神经系统各个部分的特化程度不同。这种特化的关键驱动力可能是生命从在水里漂浮变成在海底爬行。与自由漂浮的动物相比，在海底上匍匐移动的动物只能在二维平面上向口面的方向运动。动物的口首先接触到外界事物，因此感官都集中在口部；后来为这个新生的“头部”服务的神经系统变得更为精细和特化，终形成了中枢神经系统（central nervous system）。在三个动物支系（脊椎动物、软体动物和节肢动物）中，“脑形成（cephalization）”促使了极为复杂的脑部的出现，脑部随之成了执行复杂行为、解决问题甚至是我们称之为“意识”的这一神秘莫测的现象的中心。
关键过程：有性生殖和无性生殖
人们倾向于认为所有动物的繁殖都是通过精子和卵子结合，但是有很多动物不需要任何形式的性行为，而是通过分裂形成两个或更多的子代或者通过出芽繁殖。另一些动物虽然拥有繁殖器官，可以产生配子，但是它们的卵细胞不必与精子结合就可以直接发育成胚胎。
无性生殖的动物可以迅速在合适的栖息地繁衍，因为这类动物种群中所有的个体都可以繁殖后代，个体基因组中的有益突变可以直接传递给子代，从而快速适应新环境。相反，有性生殖的物种在某些方面处于劣势，因为在一个特定的种群中只有一半的个体（雌性）能够产生子代，而且在交配过程中也有感染病原体的风险。另一方面，有性生殖使两个个体的基因能以不同形式重新组合，这也促进了对新环境的适应。寄生虫造成的长期威胁可能是有性生殖出现的一个重要驱动力，因为两个个体基因的重新组合或许能够提高对这些敌人的抵抗力。
发育
任何动物都是通过一系列的发育阶段从一个单细胞分裂分化为一个多细胞生物体。自然选择（natural selection）能够而且确实作用于每个发育阶段，为新物种的出现和演化提供了无限的潜力。其中，发育序列中各事件的时间顺序（异时性）至关重要，这种机制支持了演化进程的“飞跃式”变化。假设某一特定物种的幼虫或幼体有一个或多个随机的基因突变（genetic mutation），使其在发育为成体之前就已性成熟。这种不寻常的变异比它的祖先所经历过的变异较小，形态也变得更简单，但它能够占据一个新的生态位，因此自然选择会倾向于它，据此建立一个完全不同的动物分支。由于产生的新物种是幼体形态，所以这种现象被称为幼体发育（paedomorphosis），典型的例子包括许多小型底栖动物、雄性侏儒化的多种海洋动物、驯养的哺乳动物（尤其是狗）和蝾螈（axolotl）。正如幼体发育一般，简单化是使动物分化为不同类群的一个重要方式，它在演化进程中一次又一次地出现（框6）。
与此相似，另一个随机突变（或一系列突变）可能使某个个体在成年后性成熟并发展出其祖先没有的特征，从而产生一个新物种。由于新的变体更像成体，因此这种发育模式被称为过型形成（peramorphosis）。这也是一个常见的（但很容易被忽视的）现象，有很多广为人知的例子，比如某些昆虫（尤其是甲虫（beetle）和独角鲸（narwhal tusk，长有极长的牙齿）的两性异形（sexual dimorphism）。
栖息地
身体结构多方面的革新逐一结合后使得动物可以占据几乎所有的栖息地和这些栖息地中可用的生态位。
地球上的许多地方都曾被认为不适宜动物生存。但科技的进步使我们得以探索生物圈的更深处，结果发现极少数地方是动物们无法生存繁衍的。从深海裂缝到看似贫瘠、冰雪覆盖的高山之巅，以及二者之间的任何地方，都能发现动物们的身影。
规模和可达性使我们很难仔细观察周围无数的栖息地。海底沉积物是形形色色动物们的家园，但肉眼几乎难以观察到它们（图1）。例如赤道周围森林树冠上的凤梨科（bromeliad）植物富含水分，其上生活着大量动物，这其中的许多种类一生都生活在人类视线难以到达的高处；或者一只在空中快速飞行的苍蝇，它是一群适应性极强的寄生虫的寄主。恰恰是这些微观世界赋予了动物世界惊人的复杂性。
动物们，尤其是体形较大的物种，自身就是一个具备多种生态位的生态系统，而这些生态位又被不计其数的寄生虫所占据（框7）。这些寄生动物通常被描绘成反派角色，但它们其实是一个健康生态系统必不可少的组成部分，而且就数量而言，它们也远远多于捕食者。
就生物多样性而言，重要的栖息地是珊瑚礁、原始热带森林、大型湖泊和间隙栖息地（水生环境中沉积物颗粒之间错综复杂的空间），或许还有深海（图19）。热带雨林中的陆地、湖泊和天空的复杂组合使生活其间的物种蓬勃发展，形成极为丰富的生物多样性（图20），但是目前发现的所有栖息地种，生活了多动物类群的栖息地是海洋。一小堆海洋沉积物中可能生活着比整个热带雨林还多的动物类群，但是这些生活在间隙栖息地中的生物因为体形太小而很少能获得人们的关注。
离开海洋
地球上生命的存在离不开水。这是因为水具有溶解能力，它是溶解营养物质、信号分子和代谢废物等各种物质的理想介质。水能成为生物溶剂与其物理性质紧密相关，即在较大的温度区间中水能一直保持液态，而且液态水的密度比固态水密度高，因此冰块才能漂浮在水面上。在其他星球上，生命可能以氨（ammonia）、氰化氢（hydrogen cyanide）、氟化氢（hydrogen fluoride）或者其他的碳氢化合物（hydrocarbon）等物质为溶剂，但是地球上的生命只能以水为的溶剂。
因此，生命起源于海洋就不足为奇了（图18）。时至今日，绝大多数动物仍然生活在水中，而且仅仅在海洋中才能找到所有主要动物支系的代表类群。在陆地上生活的许多动物已经完全适应陆生生活，但是这些动物都只属于两个支系，即脊椎动物和节肢动物。
许多其他动物支系的成员也生活在陆地上，但它们没有完全适应陆生生活。例如大量的线虫类可以说生活在陆地上，但如果我们仔细观察它们的生活习性，会发现它们只是适应了陆地上的水生栖息地，例如土壤颗粒之间充满液体的空间或其他动植物体内潮湿的环境。软体动物也是如此，虽然很多蛞蝓（slug）和蜗牛都生活在陆地上，但是它们都依赖于十分潮湿的环境，而且它们也会通过适应性行为限制水分经过皮肤渗透流失。
有些线虫、软体动物和其他动物支系的成员可以生活在远离海洋的沙漠之中，但是它们也只是通过将自身活动限制在雨水充沛的时期以适应陆地生活。与此不同，有的节肢动物和脊椎动物可以在这些环境中全年保持活力，因此只有这些动物是真正完全脱离了海洋而适应了陆生环境。除了这两个支系以外的其他动物支系都没有能够成功跨越从海生到陆生这一重大转折。骨骼、四肢和防水的角质层是脊椎动物和节肢动物能够成功适应陆生生活的关键，这些特征在这些动物不再受到水中浮力时为它们的身体提供支撑并且减少了水分的流失，使这些动物彻底摆脱对水环境的依赖而适应陆地生活。
四肢对节肢动物和一些脊椎动物适应陆生生活十分重要。滑翔和动力飞行使这些动物能够轻易地躲避天敌、获取食物和占据新的栖息地。征服陆地和天空是动物演化史中的里程碑事件，人们曾认为这一过程发生的很晚，但实际上这一事件发生在数亿年前。动物，尤其是节肢动物，大约在5亿年前首次登上陆地，大约1亿年后——这段时间在漫长的地质岁月中不过一眨眼——在空中飞行的昆虫就出现了。
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