人类的机体生活

生物经过幼年期以后，身体成熟，增长绝少；此时所吸收的营养物质，大部用于生殖，即将自体的一部分，使其分离独立，另成一新个体。生物体依这种生殖机能，使其种族繁衍不绝。盖一切生物的个体，均不能免于死亡；若不发生新个体以继续生存，则其种族必不久绝灭。所以一切生物，无不有维持其种族生存的生殖机能，在生物学上绝无例外。且生物常因维持其种族的生存，牺牲其个体的生存；则种族的生存，较个体的生存尤为重要可知。

1．机体的构成

人类为一种生物，其生活的一部分，和其他生物相同。所以研究人类的生活，不能不以生物的生活为起点；而动物的生活，尤为切要。人类的身体，和高等动物相类似处很多，即和其他生物，亦有通共类似之点。即一切生物体均为细胞（cell）所成^〔13〕。微小的生物，以一个细胞构成生物的个体，称为单细胞生物；若以多数细胞构成个体的，称为复细胞生物。人类的个体，长成的约为4×1014个细胞所构成，初生儿约为265×1011个所构成。

细胞虽多为球形，但也有种种形状。大的为肉眼所能辨，小的须用显微镜窥视，若用高度显微镜窥视细胞，则其体为半流动状的胶质所成，称为原形质。单细胞生物及植物的细胞，表面常分泌纤维质或石灰质甲壳质等，成细胞膜或介壳。至细胞内部原形质内，常混有许多细微颗粒，称为粒线体；又常有空胞内含透明的液体，称为细胞液，间有若干色素体、淀粉粒（植物细胞）、脂肪球、食粒、收缩胞（单细胞动物内的空胞能增大收缩的）等。原形质的中心有核，亦为原形质所成，有核膜、核液和网状的核丝，称为核网；并有一粒至三粒的小核。核丝内有容易染色的染色粒散布。小核中有容易染色的，称染色小核。动物和低级植物的细胞内，另有一个或两个的染色粒，称为中心体。中心体周围的原形质，较他处为密致，显放射状的球体，称为中央球。中央球在核旁。核和球接触处，略作凹陷；有时仅见核的凹陷，中央球却不能明认。

细胞能从体外摄取固体（限于单细胞动物）或液体于体内，吸收养料，排出废料于体外，使细胞渐渐生长。至达相当程度后，一个细胞即分裂为两个。分裂时其核先略为延长，渐次缢断为二；细胞亦依此分裂。这种单简的分裂法，称为直接分裂，多见于单细胞生物。若复细胞生物，唯于将近老废的细胞中，有这种现象。较为繁复的分裂方法，称为间接分裂。核内散布的染色粒，先行集合成迂曲的纽状物，更裂为数段；这断裂的纽状物，称为染色体。就多数动植物研究的结果，同种的生物，其细胞内染色体常有一定。人类的染色体，常为四十八个^〔14〕；其余生物，由两个至二百数十个不等。纽状物断裂为染色体后，中央球亦分裂为二，渐次互相隔离，居核的两极。此时核膜消失，染色体与两极的中央球间，以不染色的丝状体相连结，成纺锤状。各个染色体，各分裂为均等的两部分，排列于两极的赤道上，各以半数向中央球接近；遂集合于中央球近旁，各成一核。丝状体消失，核内的染色体亦崩坏，染色粒回复未分裂以前母核的形状。核既分裂，细胞亦延长缢断，分裂为二，各占一核，与母细胞同。

细胞从细胞生，核从核生。约言之，生物从生物生。这为生物学上绝无例外的定理。但是第一个生物，究从何来？关于生命起源的问题，科学上尚不能为正确的解答。近来科学家从各方面测验，以为原形质所具生活现象，不过为原形质分子内原子特别排列的状态中所起的化学作用^〔15〕，与无机物的化学作用，同一根源。至细胞内的粒线质、核、中央球等，不过原形质分子间的分化罢了。单细胞生物的细胞，分化更甚，细胞的外部，常较内部富于运动力；且常有鞭毛、纤毛或眼点、口、肛门等器官，称为细胞器官。又单细胞生物，常有多数集合为群体的，但仍各营独立生活。其集合的个体，亦有性质稍异，略行分化的，如团走子为二万余的单细胞个体集合而成。前半体各细胞，眼点较多，司运动；后半体的各细胞，多司摄食，且专营生殖，可认为个体分化的嚆矢。至复细胞生物体内各细胞的分化，尤为显著。同种的细胞，集合成为组织。如由扁平柔软外被膜质或毛茸的扁平细胞，集合为皮膜组织；由细长强韧的纤维细胞，集合为纤维组织或筋肉组织；由细胞所分泌的胶质、纤维质、石灰质等细胞间质，和细胞集合而成结缔组织；由柔软的神经细胞，周围有许多神经纤维的，集合而成神经组织。这种种动物组织，以一种或数种结合，成动物机官的构造。例如消化管的管壁，表面为皮膜组织，内部为纤维组织及结缔组织所构成；血管亦然。其余如眼球、鼻、舌等种种机官，概为皮膜组织、纤维组织、结缔组织配合而成；神经、血管分布其间，亦为构造的一部分。至植物机官为植物组织所构造，大致亦同。此等机官，又各因其作用不同，分为系统。人体中如口腔、咽喉、食道、胃肠、肝脏、胆囊、胰脏等司消化食物的，称为消化系统；心脏、动脉、静脉、微血管等司流行血液的，称循环系统；鼻腔、喉头、气管、肺脏等司吸入空气、呼出炭气的，统称呼吸系统；皮肤内的汗腺，及肾脏、输尿管、膀胱、尿道等司分泌汗液、尿液的，统称排泄系统；这种专司营养的各系统，总称营养系统。又如耳、目、鼻、舌、皮肤等司感觉的机官，称为五官器；种种筋肉，专司运动的，称为筋肉系统；种种骨骼司掩护内脏、支持运动的，称骨骼系统。大脑、小脑、延髓、脊髓等司知觉运动的神经中枢，称为中枢神经系统；分布于五官器及消化管气管等内壁的末梢神经，领受外来刺戟，以传达于中枢的，称知觉神经；分布于筋肉内的末梢神经，传达中枢命令，以起运动的，称运动神经；知觉神经和运动神经，合称末梢神经系统；中枢、末梢两系统，总称为神经系统。至女性的卵巢、输卵管、子宫，及男性的睾丸、输精管、精囊等，称为生殖系统；其详细的构造，详人体解剖学中，不复赘述。哺乳动物的机官，大致和人类相同。其他动物，种类愈低，机官亦愈单简。至植物也有种种机官，如根、茎、叶、花、果实等，由植物的组织构成。此等具有机官的生物体，称为有机体。其机体的各部分，若分离独立，即不生活。其全体内各细胞，必互相联合，构成机官，各营特殊的作用，以维持全体的生活。这个称为细胞的合作。

2．个体的生活机能

生物体内的各机官，各具有机能，营种种作用，以维持其个体的生命。最重要的为营养作用，即摄取体外的物质于体内，吸收其一部分，变为体质；又将体质的一部，变为老废物，排出体外，这种营养作用，使体质起新陈代谢，所以又称代谢作用。若更为详细的说明，则吸收体外的物质变为体质，这个作用，在植物体内，称为同化作用。植物赖同化作用，将单简的无机物，即化学能较少的化合物，变为繁复的有机物，即化学能较多的化合物。绿色植物在日光中，摄取光热，变为化学能，将自叶面吸收的炭气，分离养气，所余碳素，和水分化合，变为含水碳质（淀粉、葡萄糖等）及脂肪，称为碳素同化作用。又将自根吸收的含有硇精或硝酸的氮素化合物，形成种种硇基酸，再和自根吸收的磷酸化合物或硫酸化合物作用，形成蛋白质，称为蛋白同化作用。动物和其他非绿色植物，不能营同化作用，仅直接或间接摄取绿色植物体内的含水碳质、脂肪、蛋白质等，借自己体内分泌的酵素，变化其性质，由消化机官吸人体内，变为体质，称为消化作用。这消化作用，不能增加物质的化学能，所以和同化作用不同。至把体质的一部分，变为老废物，排出体外，这个称为异化作用。植物的异化作用很微，虽然也须吸收养气，和体内的含水碳质化合，变为炭气，排出体外，但较之同化作用，为量极少；唯在暗处或夜间同化作用停止时，方能显出。反之，动物的异化作用，很为旺盛；时时吸入养气，使体内化学能较多的含水碳质、脂肪、蛋白质等氧化，成为化学能较少的炭气和尿质，排出体外。就生物界的营养作用统合观察，则植物是营同化作用的，动物是营异化作用的；植物是积贮化学能的，动物是消耗化学能的。没有植物的积贮，动物就没得消耗；但没有动物的消耗，空气中炭气缺乏，植物也就不能营同化作用了。可见动植物是相依为命的。

上述的营养作用，为生物所同具。至消耗营养物，以营知觉运动的机能，则为神经系统所司，称为神经作用；唯具有神经系统的动物，这作用始能显著。高等动物，具有五官器的，对于外界的刺戟，起视、听、嗅、味、触的特种感觉。触觉为接触固体时所起的感觉（液体气体因温度的温觉和压力的压觉而起的感觉，亦为触觉），没有专司触觉的感官，但皮肤柔软或裸出的部分，较为锐敏；皮肤上角皮质坚厚或具有甲壳质的，触觉自然消失；仅于口旁肢端具此作用。嗅味二觉，一因受气体的刺戟而起，一因受液体的刺戟而起，皆须接触实物，和触觉相同。嗅觉为陆上动物所特具，在水中的概无嗅觉；鱼类的鼻，形态虽和嗅官相当，实无嗅觉作用。陆上动物，以昆虫类和哺乳类为最发达。昆虫类的嗅官，为在触肢或触须上的嗅毛；哺乳动物则为鼻腔内的黏膜。味觉以脊椎动物为最发达，其感官为舌面黏膜；在陆上的有唾液以助物体的溶解，较在水中的为精密。节肢动物的味官，在口器上，构造和嗅毛相似。其他动物，嗅味两官殆难区别，且与触官亦同；不过皮肤的一部陷入，内有分布的神经，和呼吸机官相近的即认为嗅官；和消化管前端相近的即认为味官。听觉在感音波的振动。陆上动物，概具鼓膜以感受空气中的音波；有中耳的，鼓膜即在中耳表面。昆虫类的鼓膜，或在第一腹环节的两侧如蝗；或在第一肢的基部如蟋蟀。水中动物的听官，概为一囊状体，埋没于表皮下。鱼类及水中的两栖类，其囊状体略与内耳相当；瓣鳃类的囊状体在足部；水母类的囊状体在钟状部缘边。囊内常有耳液，和皮肤分泌的石灰质所成的小圆粒，称为听石。当水中声浪振动时，身体微微动摇；囊内的耳液和听石，即微微振动而成听觉。所以水中动物所谓听觉，不过能感自己身体的位置，常以听官兼司平均身体的作用。若听官破坏，身体的前后左右，即不能保持平衡。视觉的作用为感光线，辨色彩和识别物体。光线的强弱，虽没有视官的也能起感觉；蚯蚓无目，但昼伏夜出，其能感明暗可知。若辨别色彩，则必须具有视官。简单的眼，仅于表皮上起红色或黑色斑点，神经分布于皮下，即成网膜，具辨色彩的作用。至识别物体，则网膜上必须有水晶体、玻璃体等，屈折光线，使物体的写像，落于网膜上。且须能随物体的远近，调节其水晶体的凹凸；随光线的强弱，调节其瞳孔的大小，使写像清晰。这种调节作用，唯脊椎动物最为发达。鸟兽在夜中能识别物体的颇多，其视觉的锐敏可知；但如鱼类的水晶体，虽也具调节作用，然凸成球形，因而近视，常不逾十公尺内外。头足类的目，略与鱼类相同；其他动物，具有水晶体、玻璃体，虽具写像作用，概无调节作用，大都宜于近视，不能远见。节肢动物的单眼，仅具写像作用，所见不过七尺，近的不过二三厘。复眼则并无写像作用，不过以多数眼点，凑成物像，殊不明了。其他下等构造的眼，概无识别物体的机能。下等动物，五官器既不发达，对于外界的刺戟，其性质概不明了，仅于机体的全部或一部上，起苦快的感觉，称为一般感觉。以上均为对于外界刺戟的感觉，总称为外感觉。至身体内部生理上所起感觉，称为内感觉。其主要的有二：一为机体运动的感觉，称运动感觉。一为生活机能的感觉，如饥感、渴感、闷感、疲劳、眩晕等感，统称为有机感觉，这种有机感觉，概因生理上的刺戟而起，其性质不明晰，类乎一般感觉的居多。

由上述种种的知觉机官，感受外来的刺戟，由知觉神经传达于神经中枢，中枢即起运动的意志，由运动神经传达于运动机官，如手、足、头、目及其他各部的筋肉内，使伸张或收缩，起相当的运动，以应付外来的刺戟。例如家犬闻吾人怒叱的声音，见举棒欲击的形状，即起逃避的运动；鸡雏闻母鸡唤食的声音，或见食物的形状，闻食物的臭气，即起奔走就食的运动。总之，运动是对于刺戟的感应。刺戟和运动的中间，若经过大脑的，则成为有意识的运动，亦称随意运动。吾人平时一切运动，皆属随意运动。但有时不经过大脑，仅由脊髓或其他中枢器官，为刺戟和运动间的联络，这时所起的运动，全不自觉，称为无意识运动。吾人于睡眠中被蚊蚤螫啮，辄举手搔爬；在强烈的光线下，瞳孔自然收缩；又灰砂触目则瞬，纤毛刺鼻则嚏，这种无意识运动，都因受外来的刺戟而起，称为反射运动。但睡眠中的搔爬和瞳孔的张缩，是完全无意识的。其他反射运动，大都于运动经过时，其运动才现于意识。如瞬目、喷嚏等，则在某程度以内，也可以由意识主持。又心脏的搏动，消化管的蠕动，肺脏的呼吸运动等，亦为无意识运动；但非因外来的刺戟而起，称为自主运动。高等动物，营自主运动的筋肉，除心脏外，概为无横纹的，称为平滑筋，和营随意运动的横纹筋不同。但下等动物，没有横纹筋，就没有这个分别。通常的自主运动，起于自身生理上的刺戟，其性质亦和反射运动相类。且如呼吸运动，平时为无意识的，而在某程度以内，也可受意识支配。所以意识运动和无意识运动间，殆无严峻的区别。至没有神经的下等动物和植物，虽没有有意识的运动，但如单细胞生物的纤毛运动、伪足运动，精子游走子的走动，以及植物根茎叶各部的弯曲运动（茎的向日性运动、背地性运动，根的背日性运动、向地性运动、向水性运动，叶的横日性运动、横地性运动等），叶的就眠运动、花的开闭运动、腺毛的捕虫运动，皆和动物的反射运动或自主运动相同。不过有神经的动物，这作用由神经出发，较为明了；没有神经的，这作用散漫于全体，矇眬而不明了，二者仅为程度上的差异，并无根本上的区别。所以知觉运动，就普通动物言，称为神经作用；就生物界言，称为关系作用。植物只营低级的关系作用，消耗的化学能很少，所以成为积贮性的。动物因为营高等的关系作用，需要的化学能较多，所以成为消耗性的。从又一方面言，植物在地中或水中、空气中摄取无机物，得食较易，和外界的关系较少；动物以植物或其他动物为食料，非寻求追逐，不易获得，所以对外界的关系作用较为重要。总之，关系作用的发达与否，实与其营养作用相关。

上述的关系作用，为生物体受种种刺戟而起。此外尚有因感受刺戟而起的形态和性质，借以适应外界、维持生活的，为适应形质。如水在生物上很为重要。生物学家概承认生物始现于水内，后乃移居陆上；既居陆上以后，体内水分时时蒸发，若水分缺乏，殊于生活有害。温带地方，冬季空气干燥，植物的叶片多枯萎脱落，常绿的植物，或叶面狭小，或表面生蜡膜、毛茸等，以防止蒸发。生在砂土上或高岩上的植物，根常深入土中，根茎叶上常有多肉多浆的部分，以贮藏水分；叶面亦狭小，生蜡膜、毛茸等，称为干生植物。生于含盐分水土中的植物，若蒸发过甚，则体内积聚盐分过多，于生活有害，其形质常和干生植物相同。陆栖动物，表面常被角皮质或甲壳质，除防御损伤外，对于干燥的保护，也大有效益。沙漠中的骆驼，不易得水，胃内特有贮水的囊，故能耐渴。虾蟹等鳃内，亦常贮水，故离水后尚能经长时间的生活。川池中的动物，和多数下等生物，于水涸时表面被厚皮以耐干燥，得水即复生活。又重力对于生物，亦有巨大影响。水中生物，受重力较少，植物的枝茎均纤细柔软，动物的肢上筋肉概不发达，唯移动时受水的阻力较大，常赖躯体和尾部的波动进行，所以躯体上筋肉较丰，尾部亦较发达。陆上植物，根干强固；藤蔓等概有卷须吸盘，以固着其体。动物的足部，概具筋肉；步行的，足部筋肉尤强，飞行的，概有强大筋肉以运动翅翼；各机官必尽力节约，以减少体重。至日光为生活的本源，在植物尤为需要。水中光线较弱，水生植物概多枝多叶，为吸收日光的准备；或叶片出水，或叶面浮水，概为圆形或椭圆形，少缺刻，和陆生植物不同。水中的动物，视官的水晶体很凸，亦为收集光线的缘故。深海中光线不能透过，所产的鱼类，往往盲目。空气中目光较强，植物概多含叶绿质，盛营同化作用。动物除潜伏地中的数种外，概有视官。唯光线过强，易于干燥，所以柔弱的植物，喜生阴地，在适度的日光下方能发育。动物亦有喜居阴湿地方，昼伏夜出的。又不论水中或陆地，温度变化，很影响于生活。植物成长的温度，最高为40℃～50℃，最低为0℃，最适为25℃～37℃，动物成长的温度，最高为45℃，最低和最适，随种类不同。大都一切生物，于高温概没有防御的装置；因为现代气候，渐次倾向低温，生物受高温的迫害较少。唯对于低温，概有保温的装置，如植物的鳞片、毛茸，动物的羽毛皆是。一年生草本及昆虫等，往往至冬期死灭。凉血动物于温度过高或过低时，其活动力衰减；在温带寒带中有冬眠的习性，热带亚热带的动物有夏眠的习性（肺鱼、蜘蛛、蜗牛等）。唯温血动物，有调节体温的作用，不论寒带热带，均能移住（蝙蝠、北极熊等也有冬眠习性）；且移徙迅速，能随寒暑迁移住所（海狗及燕雁等），或营巢穴以庇风雨霜雪，不受气候的制限。至温度急激改变，概于生活有害；茶桑及农作物的霜害，即由于此。黑鱼在15℃及20℃的水中各五分时即死。所以气候剧变，常为吾人致病原因。至动物的机官，往往因食物改变。肉食性的动物，因捕食较难，其关系机官，常较草食性动物为发达。而草食性动物，因消化不易，其消化机官常较肉食性动物为发达。此等动物，于食物改变时，其机官亦显适应的形质。如鹅鸭等，在野生时，捕食水中动物，概能高飞；饲养的杂食谷物，砂囊坚厚，体内充积脂肪，遂失其飞翔能力。食谷的鸠，饲以肉类，砂囊渐薄，飞力矫健，与食肉鸟无异。总之一切生物，于其生活的环境，均有适应的形质。而此等形质，实因受环境的刺戟，逐渐改变而来；亦可认为对于刺戟的感应。唯其显现更为迟缓，刺戟和感应间的关系，更不易明了了。

生物虽有种种机能，以维持个体的生活；但个体的生活，概有一定的时期，而其结果，终不能免于老死。生物的生活时期，大别为四：第一期为胚期，即卵子盛行分裂，构成胚体，至卵壳破裂，胚体脱出卵外为止，胎生的至胎儿和母体分离时为止。在这时期内，不营同化作用或消化作用，所须的营养物，均由母体预放在卵内，由胚体吸收；动物的胎儿和植物的种子，均直接自母体吸收营养物质。至异化作用，在这时很为微弱；胎生的，营养作用全和母体相连。第二期为幼年期，即胚期后的发育，至成长为止。这时期的营养作用，最为旺盛；吸收的物质，多于排泄的物质。重量日增，形态亦多变异。有显呈变态的，如两栖类、昆虫类、甲壳类，其变态均为吾人所习见。这变态的原因，由于母体产卵较多，卵体较小，卵内所蓄的营养物质，不能使其胚体充分发育；所以发达至相当程度，即使自营生活，而在幼年期中，继续完成其工作；但高级动物中，没有变态的颇多。高等的植物，大都没有变态。这种生物，幼年期的形态，和成体也微有不同。如公孙树的幼植物，叶上的开裂较深；罗汉松幼时，叶为针状；雏鸟的形态，常与亲鸟不同；吾人产出时，口内无齿，手掌向外，足趾异向，头较大，足较短，其他解剖上形态，和成人不同的很多。第三期为壮年期。此时形体完成，增长绝少，在动物殆不复增长。吸收的营养物，除自体所消耗外，大部分用于生殖。第四期为衰老期。生殖机能渐衰，营养作用渐弱，形体枯槁，动作殊不活泼。本期的最后，则生活停止而为死。吾人的胚期为280日，生出后至25岁为幼年期，至55岁为壮年期，55岁以后为衰老期。

死有自然死和偶然死的区别。自然死由衰老进化；偶然死乃生活中因遇疾病或灾害而死的。衰老因何而起，何以致死，现时不能为确实的说明。或谓由于原形质内石灰质的沉淀，如人类的血管变硬，弹性力减少，实为衰老的原因；或谓体内的新陈代谢，终不能将老废物充分排除，逐渐积聚，久则成为毒物，渐渐中毒；或谓卵内含有其种族的固有物质，不绝分解，分解过甚，乃起衰老，分解尽则死，各说皆未有充分的证据。死的状态，为构成个体的各细胞内，原形质活动的停止，代谢歇绝。若仅破坏其个体内一部分细胞，他部分尚能维持其营养作用时，则仍得生存。且其被破坏的部分，生长特盛，能复原形，称为再生。单细胞生物，若割为两部分，其有核的一部分，仍能增长。复细胞生物的再生力，植物最强，可割截其根茎的一部分，另成新植物；有宿根或地下茎的植物，地上部经冬枯死，地下部复于翌春发芽；间有折取一叶，插入土中，亦能发生新芽。动物的再生力，下等的较强，高等的次之。海绵可切分其体以播殖；星鱼切取一腕，亦能发生全体；沙蚕截分数节，各节均能生活；昆虫及虾蟹等失去一足，亦能再生。至脊椎动物，再生力较弱，轻微的创伤，尚能愈合，若失去一指一趾，即不能复原。大抵关系作用不甚发达的，容易受外界的危害，所以他的再生力特盛，以补充其缺点；而再生力较弱的，则神经作用必特别发达，以保全其躯体。至吾人通常所谓死，以脉搏和呼吸停止、全身冷却、肢体强直，为死的特征；但此时尚属假死，体内各细胞尚能暂时生活。印度婆罗门教徒，能停止呼吸和脉搏至六星期之久，仍复苏生；故仅仅生活现象的停止，不能称为真死。生物的种子或胞子，在生活不适当的条件下，几不现生命的征象；一旦置于适当的条件下，忽呈生活状态。所以生物的死，必其全体生机尽绝，无复苏生能力，然后可称为真死云。

3．种族生活的继续

生物经过幼年期以后，身体成熟，增长绝少；此时所吸收的营养物质，大部用于生殖，即将自体的一部分，使其分离独立，另成一新个体。生物体依这种生殖机能，使其种族繁衍不绝。盖一切生物的个体，均不能免于死亡；若不发生新个体以继续生存，则其种族必不久绝灭。所以一切生物，无不有维持其种族生存的生殖机能，在生物学上绝无例外。且生物常因维持其种族的生存，牺牲其个体的生存；则种族的生存，较个体的生存尤为重要可知。

生物的生殖方法，大别为两种：1．为营养生殖，2．为芽胞生殖。营养生殖，就是把营养体的一部分，和他部分分离，各成个体。若分离的两部分，大小相同时，称为分裂生殖。若一大一小，则小的部分，可认为芽体，称为出芽生殖。单细胞生物的细胞分裂，即属分裂生殖；有时从大细胞分出小细胞，即为出芽生殖。普通植物中，以匐枝或不定根营分裂生殖，及以株芽等营出芽生殖的，殊为习见。园艺上行插枝、压条、分根、接木等方法，以人工割截植物体的一部分，使另成新株，虽亦属营养生殖，实际上和前述的再生，殆无区别。普通动物，营营养生殖的较少，但如海葵的分裂生殖，水螅及沙蚕的出芽生殖，亦不乏实例。至芽胞生殖，则于生物体的细胞内，原形质分裂，成一个至若干个专营生殖的细胞，称为芽胞，芽胞形成后，发生芽胞的母细胞（芽胞囊）破裂，芽胞散出，再由芽胞发生新个体。这种芽胞生殖，更别为有性生殖和无性生殖两种：无性生殖的芽胞，称为胞子，所以无性的芽胞生殖，亦称为胞子生殖。生殖胞子常具厚膜，能抵抗寒暑燥湿等不良的环境。也有初时不具厚膜，生一条至数条的纤毛，能在水中运动的，称为动胞子或游走子；其后脱去纤毛，再生厚膜，与他胞子同。胞子于环境适宜时，概能发生新个体。至有性生殖的芽胞，殆不能独立发生新个体，必须与同种族内另一个有性胞子接合，成为芽胞，再发生个体。这接合的两个有性芽胞，若大小相同时，称为同形配偶子或单称配偶子，接合而成的芽胞，称为接合子。若一大一小，则称为异形配偶子，大形的常不能运动，贮蓄养料，为发生新个体的预备，这个称为卵球。小形的不贮养料，体轻捷，具纤毛，能在液体内运动，称为精虫。精虫和卵球接合，称为授精。授精时，精虫常向卵球前进，精虫为能动的，卵球为受动的。所以精虫和卵球，一为消耗性而一为贮蓄性，一为能动性而一为受动性。前者总称为雄性，后者总称为雌性。两性生殖，即由雌雄两性的芽胞授精而成。受精的卵球，称为卵子或卵芽胞。卵子发育，盛行细胞分裂，增殖许多营养细胞，成为生物的个体。个体成长，其体内的生殖细胞复盛行分裂，造成精虫和卵球，接合为卵子，以绵延种族。这两性芽胞，若不遇受精机会，则不久即死；但未受精的卵球，也有能发生个体的，称为单性生殖或单为生殖。除最下等的生物如菌类及胞子虫等，能专营无性生殖以维持种族生存外，稍高等的生物，概须营两性生殖。大多数植物，常兼营胞子生殖和两性生殖。其营胞子生殖的世代，称为无性世代，营两性生殖的世代，称为有性世代。这两世代的个体，形态不同。无性世代的个体，称为造胞体，有性世代的个体，称为配偶体。配偶体的细胞内，染色体仅有造胞体的半数。由造胞体形成胞子时，其细胞的分裂方法略异，使染色体减为半数，称为减数分裂。由胞子发生配偶体，形成卵球和精虫，此世代内的细胞，染色体仅有半数，所以有性世代，亦称单染色体世代。授精后，两细胞的染色体并合，始复原数，成为卵子，再由卵子发生造胞体。所以无性世代，也称双染色体世代。如此两世代循环不绝，称为世代交递。苔藓类的有性世代，较为发达。通常所谓苔藓，即指它的配偶体而言。在配偶体上发生雌器或雄器，造成精卵两种细胞，精细胞游泳水中，达于雌器，使卵细胞受精，发生造胞体，为无性世代。但造胞体却很微小，仅附着于配偶体上，不营独立生活。反之羊齿类的无性世代，较为发达，造胞体有巨大的木本；但有性世代却很萎缩，配偶体仅扁平如叶状，称为叶状体。高等的羊齿类，其造胞体形成的胞子，有大小两种，种为异子羊齿。由大胞子发生的叶状体，形成卵细胞，由小胞子发生的叶状体，形成精细胞。其仅有一种胞子的，称为同子羊齿。至显花植物，无性世代益益发达。造胞体的体制，居植物界中最高等的地位；其形成的胞子，概有大小两种，大胞子称为胚囊，小胞子称为花粉。由胞子发生的有性世代，极为萎缩，仅于授粉后略略分裂，形成卵细胞和精细胞，以达授精目的。动物虽间有世代交递的现象，但如水母类以出芽生殖和两性生殖为世代交递，蚜虫等以单为生殖和两性生殖为世代交递，和植物的世代交递不同。动物中除单细胞动物以外，营胞子生殖的绝少。大多数动物，专营两性生殖以维持种族，没有世代交递的现象了。

生物的生殖方法，不外营养生殖和芽胞生殖两种。营养生殖不过个体分离为两部分后，继续生活，实与个体的继续生活无异；芽胞生殖中的无性生殖和单性生殖，其发生的新个体，仍然由旧个体因袭而来，形质上并无变异。唯两性生殖所发生的新个体，乃由两个体的形质合并而成，和两个体的形质，既非全然同一，其间自有多少的变异。大多数生物，所以必须专营或兼营两性生殖，其理由在现时科学上虽未能为充分的说明，但使生物的形质有多少变异，不至于固定，当然于种族的生存上有重要的关系。这种两性生殖，亦因环境的不同，为奇妙的适应。最下等的生物，大部分生活于水中，精虫和卵球均放入水内，在水中授精，成为卵子，随水流散布其种族。较高等的生物，多为陆上生活，精虫不能在空气中运动，以达于卵球，两性生殖，殊感困难。植物中如苔藓类生于湿地，精虫仍在水中运动，使卵球授精，但卵子不能随水流散布，不能不兼营胞子生殖，使胞子得在空气中散布，以繁殖其种族。羊齿类亦在水中授精，其无性世代的发达，和有性世代的萎缩，即在多造胞子以分布种族于各地，减少卵子的生产，使其个体易于生存，其生殖方法，实较苔藓类为经济；因卵子不能随水流散布，则聚集愈多，生存愈难，不如多造胞子，散布于空气中，较为得计。至高等植物，造胞体益益发达，大胞子藏于胚株中，附着于心皮上或包被于子房内，不在空气中散布，以减少损失；小胞子则借风媒、虫媒、水媒等以达授粉目的。配偶体虽极萎缩，但精虫和卵球很易接近，较之水中授精，殊为确实；授精后，卵子在心皮上或子房内发育为胚，在胚期中受母体的保护，至胚体成熟为种子，始脱离母体，借风力、水力或动物的输送，散布各处。动物除海绵、珊瑚、藤壶、牡蛎等少数植虫以外，概有移动机官；无论在水中或陆上，均能以自力散布其种族，无须借胞子散布，所以复细胞的动物，大都营两性生殖，不营胞子生殖。动物的两性生殖，在栖居水中的，概以水内授精为主。然如棘皮动物，在水中能自由移动，平时散布各地，至生殖时期，必须聚集一处，使放出的精卵，易于遇合。此为动物求偶的起源。至高等动物，营两性生殖时，概以求偶为必要。自蠕行动物以下，雌雄同体的虽不少，但自体受精的殊稀。此等雌雄同体的动物，大都因移动迟缓，求偶较难，所以个体中两性具备，以便与任一个体相近，可以交换精卵。其他移动较速的，大都雌雄异体。栖居水中的如鱼类、两栖类，虽亦在水中授精，但雌雄两个体，必会合一处，择水流稳静地方，放出精卵，以免散失。陆栖动物，概须将雄体排出的精液，注入雌体的生殖机官内，使卵球在雌体内受精后，再行排出体外。其授精方法，最普通的为交尾。交尾以外，尚有其他方法。如蜘蛛类中雄体，输出精液，贮于触肢前端的囊状部，乘机接近雌体，即以触肢插入雌体的生殖孔内；达目的后，雄的急急遁逃，因蜘蛛类中，雌的常较雄的体大力强，动辄捕食雄的，所以雄的必须如此，方能达授精目的。又如章鱼、乌贼等的生殖孔，均在外套膜腔内，雄的用一腕承受输出的精液，接近雌体时，即以腕插入雌体的外套膜腔内，使其受精。间有弃去此腕，留于雌体上的。总之，无论为交尾与否，雌雄两体，均不可不互相接近，所以求偶一事，为高等动物中通有的习性。此等动物，于异性体间常互相恋爱。神经系统愈发达的，恋爱尤为显著。但兽类及昆虫中，雄性的也间有用强暴手段，迫胁雌性的，是为恋爱的变相。又有雄性的具有美貌或威容，一方面借以招引雌性，一方面借以压服竞争的雄性。如雄鹿有角，雄狮有鬣，雄鸡有距，孔雀、鸳鸯、鸡、鸭等雄的羽毛特艳，雄蝶的翅纹特美；此等因性的关系而特具的形质，称为性色。此外更有借声音、香气以招引雌性的，如鸣虫中雄的概能发声，鸣禽中雄的鸣声特美，蛙类中雄的具有叫囊，雄麝的脐部有香腺放散香气，都是招引的方法。其他如萤的放光，以及鱼类的体色，蝶类的斑纹，借以为种族间的标帜，以便于求偶的，称为识别色。至于配偶的关系，也很复杂。鸟类营一夫一妻制的颇多，燕、雁、鹤、鸠、鹰、鹫等皆是。兽类中行一夫多妻制颇多，马、牛、羊、鹿、腽肭兽（海狗）、猿等皆是。这个和育儿有关系。鸟类须飞而得食，幼时全赖亲鸟哺育，而且营巢孵卵，亲鸟的辛勤殊甚，非夫妻合作不可，所以一雌一雄，相伴不离，成为一夫一妻制。兽类以母乳哺儿，育儿的责任，全为母所担负；雄的常互相争斗，体大力强的遂占有群雌，成一夫多妻制。至被人饲养的禽兽，所生之子，亦受人类的豢养与保护，育儿的责任较轻，大都杂婚的居多。

高等的动物，对于种族生活的继续，不仅以营生殖为止；生殖以后，保卵、育儿，尚负许多责任。低级的生物，产卵很多，卵内贮蓄的营养物较少，发育很不完全。渐近于高等，产卵渐少，卵内贮蓄的营养物渐多，胚的发育较为完全。前已说明。但卵子产出以后，若没有保育的方法，中途大都死灭。高等植物，对于卵子的保护，已很周至。表面有种皮和果皮等种种包被，经过胚期后，始脱离母体；胚萌发后，所需的营养料，尚有胚乳预藏于种子或肥厚的子叶内。高等动物中，节肢动物和脊椎动物，保卵亦较周备。蜘蛛类的囊蜘，常用丝制一囊，卵均产人囊中，携囊行走。昆虫类的卵，常产于所食植物的根茎叶及果实中，或腐败的有机物中，又或产于所寄生的动物体内，使其卵孵化后可以得充分的养料。最奇的如蜣螂，其卵产于牛马的粪中，常团粪为丸，推丸前行，匿于隐处；卵孵化后，即以粪为食。蜾赢常筑泥为小巢，捕螟蛉等小虫，以毒刺注入毒液于小虫体内，使麻痹不能活动，但不至即死，放入巢内，不致腐败；复产卵巢内，用泥封巢，卵孵化后，即以小虫为食。鱼类产卵，必在水流稳静清浅易受日光处，且有水藻可使卵附着，有小虫可使卵孵化后易得食饵；所以产卵时常自远洋洄游近海，或自港湾上溯江河，以选产卵之地。龟鳖之类，挖砂作穴，产卵穴中，仍覆以砂，以免为敌所食。鸟类多能做巢以产卵，由亲鸟抱卵，以体温助其孵化。至哺乳类大都胎生，其卵安居母体的子宫中，经过胚期，始由母体产出。又哺乳类、鸟类和其他少数的高等动物，于胎儿产出或卵子孵化后，尚须养育保护。哺乳类概由母体分泌乳汁以哺儿；鸟类中雏鸟的食物，概由亲鸟寻觅哺食。燕类于雏鸟孵化后啄虫哺雏，往来甚勤；鸠类常以嘴和雏鸟相接，吐出已消化的食物以哺雏，这是我们所习见的。乌鳢的母鱼，常率领幼鱼以防敌害；龙落子的幼鱼，在母体腹部的囊中生长。多数昆虫类，于产卵后即行死灭，幼虫受父母保育的很少。但如蜂蚁之类，在幼虫时代，也受职蜂职蚁饲养。至于保育以外，尚有施以教育的，但只有哺乳类和鸟类有这样的事实。燕雀于雏鸟的羽毛已长时，即教它振翼学飞；猫尝教幼猫捕鼠。吾侪人类，受父母保育的时期既长，且于青年期中，使受相当的教育，能把人类已往的经验，传之后世。人类所以能发达进步，实以教育为最大的原因。

4．生物间相互的生活

吾人通观生物和生物间相互的生活现象，最普遍的为生存竞争。原生存竞争所由起，实为生殖过繁所致。下等动植物，生殖之繁，固无待言。高等动植物，生殖较少，然一株的播娘蒿（十字花植物），每年能产出73万粒的种子；象的生子最少，每10年生一子，其寿命约为100年，则750年后可得象1 900万匹；可知生物的滋生，殆无限度。自然界中可以营养生物的资料，决不能为无限度的增加，所以滋生的生物，实际上决不能全数生存，其幸得生存的，实不过千万中之一二，生存竞争的剧烈，即此可以推想。生存竞争的大别：1．为直接竞争；2．为间接竞争。直接竞争，即生物为生存之故，直接杀害他生物，以营养自身和子孙，但一方面亦为生存之故，避免他生物的杀害，这种竞争，在生物界中殊为显著。间接竞争，不直接杀害他生物，唯为自保生存之故，在自然界中取得一部分的需要品，如土地、日光、水分、空气及食物等，其结果使他生物因需要缺乏，致不能维持生存。此等需要品，均属外围的环境；若生物体的形性，能和环境相适，则生存自易，称为适者生存。适者既得生存，不适者即失其生存的机会。此等间接竞争，实较直接竞争为普遍而严峻。

直接竞争中最显著的事实，为生物间相互的残食。生物界中，除绿色植物具同化作用，能摄取无机物以为营养外，其余生物的食料，均为有机物，均须取给于他生物体内，因此不能不戕害他生物以得食。就普通的现象言，则草食性动物，戕害植物；肉食性动物，戕害动物。其食性随种类而异：或食植物的茎和叶，如牛、马、羊、鹿等兽类，蝗虫、瓢虫、蚕等虫类是；或食植物的根和茎，如野猪、豪猪等兽类，天牛、地蚕等虫类是；或食谷物，如鼠、兔等兽类，鸡、鸽等鸟类，谷蛾、谷象等虫类皆是；或食果实，如猿猴、蝙蝠（寒号虫产热带）等兽类，及多数的鸟类、昆虫类皆是；又有食水生植物的，如食水草的鲩鱼、蝌蚪，食水藻的海牛及儒艮等，食水中浮游小藻的多数蜗螺蚌蛤，及海绵珊瑚等皆是；亦有吸食植物液汁的，如蝉、浮尘子、蚜虫等是；此等动物，皆戕害植物的。至食花蜜的蜂鸟及蜂蚁、蛾蝶等，食土壤中腐殖质的蚯蚓等，则不但不戕害植物，且于植物的生活上大有裨益。大抵草食性动物，获食较易；虽也须寻觅探索，但无须攻击追捕。所以较低级的如蚯蚓、蜗、螺、蚌、蛤之类，知觉运动，不很发达；高级的如牛、马、羊、鹿、鸡、鸽等，亦性质柔和，易于驯服。唯植物性食物，消化较难，养分较少，所以咀嚼的器官往往特别发达，消化器官亦较强大。至于肉食的亦有种种区别：有捕食鸟兽及其他脊椎动物的，如狮、虎、狼、狐、海豹、海狗等食肉兽，鹰、鹫等猛禽，鹜、雁等游禽，鹤、鹭等涉禽，以及鳄鱼、蟒蛇、龟、鳖等爬虫，青鲛、棘鬣等食肉鱼，皆具锐敏的知觉，强烈的运动和锐利的齿、牙、嘴、爪等攻击器；亦有捕食飞行游跃的虫类，如哺乳类中的蝙蝠，鸟类中的鸣禽，以及蜥蜴、蛙蟾等，因体力较大，无须特具攻击器，但概有敏捷的知觉运动；又如蜻蜓、螳螂、蜘蛛、蝇虎、蜈蚣、蚰蜒、蝤蛑、龙虾等体力较小，概有强肢、利爪、毒腮、毒刺等攻击器，统称为食肉虫；又有觅食地下或树中潜伏的虫类，如哺乳类中的刺猬、鲮鲤，鸟类中的鹑、鸡、啄木等，其捕获虫类，虽不须追逐，无待攻击，但须有适于发掘钩引的器官。至食水中小动物，如哺乳类中的鲸，常张口吸水，小动物随水入口，鲸即以须漉水，吞食小动物，其他水栖的动物，亦多借此资生，因其捕食较易，所以此等动物，往往无知觉机官，也不能移动的。此外尚有吸吮血液，如蛭、蚊、蚤、虱等，或觅食腐肉，如鸢、埋葬虫及蝇蛆等。就大概而论，动物性食物，其获得较难，决不如植物性食物之易；唯滋养既丰，消化又易，足以补偿其求食时的劳乏。且动物的食性，亦能随环境改变，如食肉的猫犬，食虫的鸣禽，饲养于人后，亦能杂食谷物及果实；食水草的蝌蚪，陆栖后则为蛙而食虫；蚁蝇蚤虱之类，其初为吸吮植物液汁或舐食腐肉的，其吸吮人畜的血液，亦为后来改变的习性。吾侪人类，概为杂食性，然游猎民族，多食乳肉，农业国民，多食谷物，习惯亦复不同。至于植物，也有能戕食动物的，称为食肉植物。如毛毡苔、捕虫堇、捕蝇草等，其叶面概有毛茸黏液，虫类触其毛茸或被黏液黏住后，叶面即次第闭合或卷缩，压迫虫体，并分泌液汁以消化虫体，消化的液汁，自叶面吸收，吸尽后叶片始恢复原状。又如貉藻和印度的猪笼草，其叶上有小囊体或瓶状体，虫类一入其中，即不得出，死后遗体即被消化吸收。总之除人类以外，一切生物，能不被他物所戕食而达于自然死的，千万中殆无一二，虽谓“生物的最后概为他生物所戕食”，亦无不可。

生物的最后，概为他生物所戕食，但求生为一切生物通共的目的，为免除被他生物的戕食，常具自卫的形性。如逃避、防御、隐匿、威吓、诈死等，皆为动物的自卫形性中所习见的。逃避为自卫中最普通的方法。借逃避以自卫的，不可不有锐敏的感觉器和矫捷的移动器，这器官虽非专为逃避而具，但应用于逃避，尤为主要。如羊、鹿的捷走，兔的长耳，猫的援树，牛的浮水，以及飞蜥的膜，飞鱼的鳍，大都专为逃避之用。至用以防御的器官，如犀、象的厚皮，鲮鲤、犰狳的鳞甲，豪猪、刺猬的棘毛，龟、鳖的甲，鱼类的棘鳍，虾、蟹的甲壳，蜗、螺、蚌、蛤的介壳，海胆的棘和壳，皆是。他如黄鼬的放臭，蛙、蟾的鼓腹，蟹和蚱蜢的弃肢，亦为防御的方法。一切嘴、爪、齿、牙、毒腮、毒刺等攻击器，均可兼为防御器。隐匿的方法很多，或临时隐匿于岩隙树孔中，或预造窟穴以备隐匿，这是最普通的方法。也有于体外蒙蔽他物的，如关公蟹背负蛤壳，静止时和一死蛤壳相似；蓑衣虫潜身于枯叶所成的管中，以丝黏着树上，和一丛败叶无异；这种巧妙的隐匿法很多，不暇尽述。又动物的体色和外围景色相似，借以隐匿身体的，称为保护色。栖于寒带冰雪地方的熊狐鹰鹗等，概为白色；栖于沙漠的骆驼及鸟类、爬虫类，概为黄色；栖于热带绿树林中的鸟类，多为绿色；昆虫在叶上常带绿色，或作鸟粪状；抱于树枝上的常带褐色，或作树皮状；栖于土中的蟋蟀、蚯蚓等，和土壤同色；夜出觅食的鼠、蝙蝠等，体色暗黑；浮游于水面的甲壳类、头足类、水母类，概透明无色；游泳水中的鱼类，背色青黑如碧波，腹色苍白如青天；栖于水底的鱼类，背面如土砂；栖于岩礁中的鱼类，体色如岩石。且体色有随时改变的，如雨蛙栖于绿草中作绿色，栖于枯草或树干上作褐色；长尾虾在绿色海草中作绿色，在褐色海草中作褐色。有数种动物，不但体色和外围相似，即形态亦和外物相类。如尺蠖类短枝，木叶蝶类木叶，竹节虫类枝干，龙落子类海藻，通常亦称为保护色。此等保护色，不但可以自卫，有时且用以诱获食物，如虎豹的斑纹类草木的叶影，狮的色类砂土，螳螂的色类绿叶，皆使其所戕食的动物，不易惊觉，或误认为他物，不遽逃避，易于捕获，这种体色，特称为诱惑色。威吓为退敌时突然做攻击状态，乘敌惶惧时可以乘机逃避。猫被犬逐，常返身示威，这是吾人所习见的。较奇妙的威吓方法，为拟态和警戒色。拟态即摹拟他动物的色态。所摹拟的动物，概有攻击器为敌所畏惧，或有恶臭为敌所厌恶。如蛾蝇虻及甲虫类，拟蜂类形态的颇多；无毒的蛇，拟有毒蛇的形态；无恶臭的蝶，拟有恶臭的形态，皆属威吓的一种。至有攻击器或防御器的动物，若屡屡遇敌，易于疲敝，故常具特异的体色，鲜明触目使敌动物预知避匿。这种体色，即称为警戒色，也是威吓的一种。有毒的蛇，常具特异的斑纹；有恶臭的昆虫，常具艳丽的色彩，都是警戒色的著例。诈死的自卫方法，虽极拙劣，但亦往往奏效。因遇敌时若诈死不动，敌即不易寻觅；被获后诈死，使敌不加戒备，易得脱逃的机会。且有许多食肉动物，不食死饵，所以诈死后敌或弃去。蜘蛛、臭虫、椿象等，被人捕获后，往往诈死。狸为人所获，即作死状，任人打掷，亦不少动，乘人不备，忽跃起逃去。以上所述种种奇妙的自卫方法，在动物中均属习见。至植物的自卫，概较动物为疏略，然也有具针、刺、毛茸、黏液以及毒性、恶味、剧臭等，以防止动物的戕食。且生物界中，戕食者与被戕食者间，常保持适当的平衡。戕食过度，被戕者衰灭，戕食者即因求食困难，亦必随之衰灭。戕食者衰灭时，被戕食者以仇敌已去，仍复繁盛，戕食者又得丰富的食物，亦即随之繁盛。盛衰依伏，终保持平衡的状态。所以戕食者虽如何残酷，被戕食者虽如何柔弱，而这自然的平衡，实为被戕食者唯一的自卫方法，决非戕食者所能破灭的。

微生物包括微植物、微动物而言。微植物以分裂菌（即细菌）及分裂藻及蓝藻为主，但其他细微的菌藻类，亦包含在内。微动物概属原生动物，此等微生物，除菌类以外，营独立生活的颇多。藻类概营独立生活，原生动物仅一小部分营寄生生活。其营生物寄生的，多为生物病害的原因，称为病原微生物。但也有无害而且有益的，如寄生于吾人大肠中的细菌，种类颇多，概于人体无害；其中有数种能补助肠消化，为营养上所必需。寄生于豆科根瘤上的细菌，亦于豆类有益。病原微生物，有为显微镜所不能窥见的，称为病原小体。如脚气病、癫狗病、猩红热、麻疹、天花等，其病原小体，均非显微镜所能窥见。又有在显微镜中可以窥见，但不能辨其为动物或植物的，称为病原体，如梅毒、回归热、黄疸病、鼠咬症等，其病原体为动物或植物，不能判明。他如白喉、赤痢、伤寒、霍乱、肺痨、鼠疫、麻疯、破伤风、百日咳，以及十字科植物的根瘤病，葡萄叶的褐斑病等，其病原微生物，属于细菌类，称为病原细菌；鹅口疮、瘢风、顽癣及种种脓伤等，其病原微生物，属丝状菌或酸酵菌，称为病原菌；又如疟疾、休息痢、睡症以及蚕的微粒子病等，其病原微生物为原虫类，称为病原原虫。此等病原微生物，侵入动物体内，往往分泌毒质，混入血液或组织中，使动物体中毒致死。但动物自身也有防御的方法。其血液内的白血轮，能将病原微生物摄人体内，使其消灭；又血液内能发生种种免毒质，以抵抗病原微生物的毒质，所以有数种疫病，一次感染以后，即获免疫性，一生不再感染。又有某种动物，对于某种病害，特具免疫性。植物对于病原细菌、寄生菌等，也有具免疫性的，医学上利用这种免疫性，发明人工免疫的方法。例如把白喉病原菌的毒质，注射于马的血液内，发生免毒质，于是取马的血液滤取血清，于人患白喉时，注入血液内，使血液内的免毒质，骤然增多，毒质即不能为害。又如把天花的病原小体，种在犊牛上，发生牛痘；再把牛痘内的浆液，接种于人体，因病原小体通过牛体以后，毒性减少，发病不甚剧烈；病愈以后，人体内的白血球，即发生消灭这病原小体的能力，在一定时期内，不致再染天花。现时已有多数传染病，能用这种方法治疗或预防。

生物界中生存竞争的剧烈，即如上述。但自一方面观察，则生物于其同种或异种间，协力互助，以维持生活的，也是一种普通的现象。脊椎动物和节肢动物，雌雄两个体，协力互助，以营保卵育雏等事，固为吾人所常见，但其协力的范围，仅及于异性的两个体而止。若多数同种类的个体，不论同性异性，同居一处，协力互助，这现象称为群栖。如猿、象、野牛、野马、鹜、雁、鸽、鸟等，皆终生群栖的，称为终生群。如海狗、海驴及多数鱼类、棘皮动物等，仅于生殖时期中群栖，称为生殖群。如蜂、蚁等于群栖生活中，为分业的组织，形成社会，称为社会生活。此等群栖的习性，均于它的生存上大有利益，当危害袭来时，其中一个体受害，全群警觉，或乘机逃避，或合力御敌，群中的幼小的，得受强大的保护，不至为敌所杀害。且一群之中，若一个体发现食物，则全群得食；但必须得食较易，群栖时不至乏食方可。大抵一个体在同一时期所生的生物，概同在一个地域内；唯一地域以内的食物，若不足以维持生存，则能移动的动物，必逐渐分散，获食愈难，则分散愈甚。若其个体的防卫力较强，无须集合群力以抵抗仇敌，则往往失其群栖的习性；所以肉食的高等动物，以个体营独立生活居多，营群栖生活的极稀。我们人类遍布地球，其初时当亦同在一地域内，以觅食之故逐渐分散；但因防御力较弱，不得不集合一部分的同类，形成部落，构成社会生活，发生文化，使社会生活愈益发达。当于第三章中，另行叙述。

至相异的两种生物，互相协助，以营生活时，称为共生。如蚁与蚜虫共栖一处，蚜虫分泌甘液，为蚁的食料；蚁亦保护蚜虫，使不受他动物的侵害。且蚜虫乏食时，蚁能觅取食物以饲养蚜虫，所以蚜虫也称为蚁牛。又如寄居蟹常居于贝类的遗壳内，其壳上常有海葵附着，海葵的触手具毒刺，能防外敌的侵袭，保寄居蟹的安全；寄居蟹捕得食物，一部分亦为海葵所得。又水母有与小鱼同居一处的，小鱼借水母的毒刺，以免他鱼侵袭；水母体上的寄生虫，为小鱼所食，得免其害。这都是共生的著例。植物的共生，最著如藻类和菌类共生而成地衣，菌类借藻类的同化作用，生产有机物以资营养；藻类亦赖菌丝吸收水分和无机物，以为营养物的原料。又豆科的根瘤细菌，寄生豆根，吸收豆类体内的营养物；但豆类亦赖根瘤细菌的氮气同化作用，得含氮的化合物，为制造豆蛋白的原料。又苔藓等阴地植物，与松杉等森林植物，共生一处；阴地植物得森林的庇荫，森林地面因苔藓的被覆，土脉滋润，互有利益。至动植物共生的亦不少。如桃、梅、梧桐等，在叶上常有贮蜜的蜜腺，引蚁上树，称为蚁植物。蚁食植物的蜜；植物赖蚁以驱除害虫，即共生的一例。他如昆虫因吸蜜而输送花粉，鸟兽因食植物的果实或茎叶而传播种子，都可认为共生的关系。推至世界之内，动植并存，植物营同化作用，发生氧气，制出有机物，以给养动物；动物亦营呼吸作用，排出碳气以供植物的吸收，皆具有共生的作用。可见全世界的生物，一方面为普遍的竞争，一方面为普遍的协助，二者如车的两轮，不能偏废，也不能偏用的。

5．生物的进化

生物形态的复杂，性质的殊异，外围适应的奇妙，往时学者对于此等事实，以为出于造物的主宰！且信一切生物皆为造物所创生，由父母以传之子孙，其种类万世不变，是谓生物不变说。至19世纪中，生物学的研究渐渐进步，对于生物不变说，怀疑的渐多。法人拉马克（Lamarck，1744—1829）氏著《动物哲学》，开进化论的端绪；英人达尔文（Darwin，1809—1882）氏著《物种原论》，阐明进化论的理由；生物不变说，遂失其势力。进化论的大意，谓“一切生物，并非一定不变。乃由简单的下等生物，经悠久的时间，逐渐改变，遂成为繁复的高等生物”。就生物上种种事实考察，其进化形迹，有种种明了的证据。1．就生物形态上观察，则其类缘的远近，容易明了；同一门类中的生物，指具有互相类似的状态，足使吾人感知此等生物皆由共同的祖先遗下。分类学上所列的纲、目、科属，和吾人家族内分支、派、房、户相同。2．就生物系统上考察，往往有许多动植物，介于两类的中间；在分类学上勉强归入某类，不过为研究的便利所设人为的境界，非自然界中确有如此之区划。如鸭嘴兽以乳哺儿，归人哺乳类，然卵生、无齿、有嘴，实具鸟类的特征。又苏铁、银杏等，皆开花结实，认为显花植物，但其精子能在水中运动，实和羊齿类相同。可知此等动植物，本由同一祖先分出；其初分歧点相近，有介在中间的生物存在，并非截然分歧。现时分类学上，虽以种为单位，但同种的生物，并非全然相同，仍为一群类似的生物。往往于同一种中，更分为亚种、变种、品种等。3．从生物发生时观察，一切生物，最初皆从单细胞发生；其后细胞分裂为桑葚期，和单细胞生物的群体无异。腔肠动物以上，其发生中均经过囊状期，和水螅形相同。脊椎动物的发生中，有一时期具有鳃裂，和鱼类相似；其循环器亦和鱼类同。甲壳类各期的变态，第一期体最简单，略为椭圆形，具桡足三对；第二期形如水蚤；第三期状类糠虾；第四期则为虾蟹等成虫，显然表示其由下等而进于高等的途径。向日葵为合瓣花冠，然其花发生之初，则为离瓣花冠；藓类的胞子，发生丝状体，形状和下等的绿藻类相似。德人赫克尔（Haeckel）氏谓：“生物个体的发生，即其系统发生的重演。”虽长年月中的系统的发生，不能于短时期的个体发生中完全表现，然其大略的经过，可以推知。4．从化石上考察，则古地层内所埋藏的皆为下等生物的化石，地层愈新，生物的程度愈高。由地层内掘出的马类祖先的化石推考，在第三纪中大仅如犬，足有五趾；其后各趾逐渐消失，中趾渐大，体形渐巨，遂成今日的马。以上所述各种事实，均足为生物进化的证据。进化论成立以后，不但使近世生物学的基础一新，即一切学术思想，亦受巨大的影响。

生物的进化，从事实上考察，已无怀疑的余地，至生物所以有进化的可能，在乎具有两种特性：1．生物的形质，由亲传子，子的形质，常类似其亲，这特性称为遗传；2．子的形质虽然和亲相同，然不能全无改变，常有多少的差异，有时这差异竟很为显著，这特性称为变异。生物若没有变异，则世世相传，亘古如斯，当然无进化可言。然使只有变异，没有遗传，则亲的形质，不能保留于子；生物的变幻，将与魔术所演的无异，人忽变而为兽，兽忽变而为虫，这种变异，也安有进化可言。所以遗传和变异，必须互相牵掣，方能使生物向进化的轨道上进行；正与离心力和求心力相合，使物体在圆运动轨道上进行一样。

变异约有四种：1．为诱发变异。即由环境影响而起的变异。如养料、温度、日光、水分等，对于生物的形质，有着大关系。往往同一种生物，因环境不同，形质全异。曾有人捕得两种的蝶，改变其温度饲养后，甲种的卵，孵为乙种的蝶，乙种的卵，孵为甲种的蝶。因知这两蝶，原是同种，不过因生活时温度不同，形质改变，使人误认为两种。他如低地的草木，移植高山，则枝干短缩。大陆的动物，移住岛内，则躯体渐小。此等类例，不遑枚举。但因环境不同而起的变异，若环境复旧，则变异消灭，复现固有的形质。现经生物学家种种试验，凡生物在发生后所获得的形质，称为后得性，不能遗传于子孙。断臂跛足的人，所生之子，仍手足完全。曾有人将鼠断尾后饲养，经过22代后，生子仍然有尾，即为后得性不能遗传^〔16〕的证据。2．为个体变异。即同一生物所生的各个体，在同一环境下生活，因各个体所受环境的影响，多少不同，各个体对于环境的感受性，亦有多少，因而各个体的形质，如大小、长短、轻重、色泽等，亦各个不同。如把各个体变异的程度，逐一推考，作成统计表，则表中有一定的中心，个体的多数，均集于中心，离中心愈远的个体愈少。例如取白大豆的种子五升，计20 406粒，各测其长度，作成统计表。从表中推得各个体的平均长度为8．55毫米，即为变异中心。各个体的变异，彷徨于中心的左右，距中心愈近的数愈多，愈远的数愈少。所以这种个体变异，又称为彷徨变异。若把变异的程度为纬线，个体的数目为经线，作表示统计的曲线，则成一多角曲线，称为变异曲线。以变异的中心为曲线的顶点，向两极渐渐低下，由顶点作中央线，则线的两旁，略作对称状，若测定的个体很多，则左右全然对称，称为标准的变异曲线。一种生物，与同种交配所生之子，测定其标准的变异曲线后，再取其两极端的子，与同极的子交配，若第二代所生的子，标准的变异曲线不再改变时，则为纯系。但通常所谓种或品种，大概均非纯系。所以把两极的子交配后，所生的子，往往可分离为数个标准的变异曲线，至不能再分离时，方为纯系。培养动植物的，常选择优良的品种，造成纯系，于农林畜牧事业上，效益颇著。3．为偶然变异。即生物的子孙，忽然现其祖先所没有的形质。如复叶的植物，忽变为单叶，卷毛的羊，忽变为直毛，诸如此类，经生物学家发见的实例已属不少。这变异能传之子孙，能形成新种。所以这变异和诱发变异及彷徨变异不同，诱发变异和彷徨变异，均系受环境的影响，这变异殊于环境无关。4．为交配变异。即同种或血缘相近的生物，具有不同的形质，互相交配后，所生的子为杂种。其形质或似父，或似母，称为偏性遗传；或在父母的中间，称为间性遗传；再将杂种和杂种交配，所生的子其遗传愈益复杂。近年德国生物学家曼台尔（Mendel）氏，由种种实验发明遗传定律，更经欧洲生物家的实验，证明此定律的确实。这定律的要旨：凡生物细胞的染色体内，具有遗传质；当生殖母细胞行减数分裂时，遗传质等量分配于两个芽胞中，营有性生殖时，父母的遗传质，均具于子的细胞内。设父母的形质不同，例如稻的粳糯、蚕茧的黄白等，这一对不同的形质若为偏性遗传，则现于其子的形质，为现在遗传，其遗传质称为优性遗传质。不现于其子的形性，为潜在遗传，其遗传质称为劣性遗传质。设以A及a代表两遗传质，A对于a为优性，a对于A为劣性。第一代的子，表面上显A的形性，是为表型。细胞内的遗传质，实为Aa，是为性型。凡性型内具有一对不同的遗传质时，均为杂种，杂种细胞行减数分裂时，Aa的遗传质，分裂为A＋a；所以这杂种和同性型的杂种交配时，第二代诸子的性型表型，可以（A＋a）2的展开式推演。这展开式为A2＋2Aa＋a2。其中A2和Aa皆具优性遗传质，现A的表型；唯a2内无优性遗传质，故现a的表型。又A2＋2Aa为三个乘积，a2为一个乘积，所以第二代诸子的表型，为优三劣一的比例。其性型则为A2和Aa和a2三种。A2和a2均为纯种。若与同性型的纯种交配时，所生之子，表型均与父母相同。唯Aa仍为杂种；与同性型的杂种交配时，所生第三代诸子，表型性型，仍可依（A＋a）2的展开式推演：若杂种Aa与纯种A2或a2交配，则称为还种杂婚；所生诸子，表型性型可依（A＋A）（A＋a）或（a＋a）（A＋a）的展开式推演。至父母有两对不同的形质，例如种子，色黄皮滑的和色绿皮绉的两种豌豆交配时，其两对遗传质，可以A和a及B和b代表。所生诸子的性型表型，可以（A＋a）2（B＋b）2的展开式推求。若父母有三对以上不同的形性时，亦可类推。至间性遗传，其遗传质无优劣的区别；除杂种的表型，在父母两形质中间以外，其余一切的关系，仍与遗传定律无异。

近年生物学家就动植物细胞内发现性染色体，亦与遗传定律有关。性染色体有三种形式：第一型在雌体的营养细胞和生殖细胞内，有两个特大的染色体，称为X染色体；在雄体的营养细胞和生殖细胞内，仅有一个X染色体。生殖细胞行减数分裂，发生的卵球时，两个卵球内，各有一个X染色体；但发生的精虫时，两个精虫，分为两种：一有X染色体，一无X染色体。授精时有X染色体的精虫与卵球接合发生雌体；无X染色体的精虫与卵球接合，发生雄体。第二型的雌体内染色体，和第一型相同，唯雄体的营养细胞和生殖细胞内，于一个X染色体外另有一个特小的染色体，称为Y染色体；行减数分裂后，有X染色体的精虫，授精后发生雌体，有Y染色体的精虫，授精后发生雄体。第三型和第二型完全相反。即卵球有两种：一有X染色体，一有Y染色体，精虫则概有X染色体。有X染色体的卵受精时，发生雄体；有Y染色体的卵受精时发生雌体。人类48个染色体中，女子有两个X染色体；男子有一个X染色体^〔17〕，一个Y染色体^〔18〕，即属于第二型。据现时生物学家见解，即细胞中没有认出性染色体的生物，其普通染色体中，亦当有与性染色体作用相同的为性别的原因。就中生殖细胞精卵二方，一方具有X2的性型，一方具有XY的性型；授精时依（X＋X）（X＋Y）的展开式，成2X2＋2XY。所以两性的生产数，大略相等。至雌雄的第二性征，即形状色彩等，其遗传质概和性染色体有连带的关系。此外形质的遗传质，也有和性别相关的。如父母有一对不同的形质，遗传于其子；在雌体上此为优性时，在雄体上则彼为优性。是为伴性遗传。有角的羊和无角的交配所生的子孙，凡具杂种性型的，雄的皆有角，雌的皆无角。美洲种的鸡，以花雄和黑雌交配，则花为优性，杂种皆花，但纯种中雄的皆花，雌的皆黑。若黑雄和花雌交配，则杂种中雄的似母，雌的似父，累代如是，是为交叉遗传。至纯种则雄的皆花，雌的皆黑。此等伴性遗传的实例尚多，概可依遗传定律说明其关系。生物学家应用这遗传的法则，改良品种，称为育种，在农林畜牧上，很著效益。如英国种的小麦，产量较多；瑞士种的小麦，能耐寒冷。两种交配后，可得产量较多能耐寒冷的纯种。又蚕的杂种中，有吐丝很长，饲育日数很短的；若造成纯种，这形质不能两全，所以常制出杂种的蚕卵，饲养较有利益。吾侪人类，亦当然可依遗传的法则，以图体格上品性上的改良。但人类的婚姻，非如他种生物，可以由专门家配合，且生产较少，世代较长，均非他生物所能比拟，所以此事殊不易实施。唯禁止精神病及恶疾者的结婚，以免不良形性的遗传，改良生活状况，普及教育，以后天的教养，改进先天的禀赋，实为使人类或民族优化的方法。研究这种学术的，特称为优生学。

生物既具有进化的可能性，但进化的原因，学者间尚未有论定。拉马克氏谓：“生物形质的变化，原因于环境。当环境改变时，生物体某部分使用较多，某部分使用较少，或全不使用，于是使用的部分发达，不使用的部分萎缩。这形质传之子孙，若子孙亦在同一环境中，继续使用或不使用，如是数代或数代之后，形态上遂显著变化。长颈鹿颈部的发达，乃其祖先常伸颈以食高树叶的结果；露脊鲸无齿，乃其世代吞食小动物，不用齿咀嚼的结果。”这学说颇为一时所信，称为使用说或称拉马克主义。但后得性不能遗传，既为学者所公认，则因环境而起的变异，自不能认为进化的原因^〔19〕。至达尔文氏则谓人类所饲养的动物，如鸡、鸽、犬等，及栽培的植物如小麦、芸苔、菊、牵牛等，本为野生动植物的一种，经人类饲养栽培以后，品种很繁。其由一种而分为多种的原因，则由生物的形质，各有变异。人类饲养栽培时，各各选择其形质合于己意的，繁殖其种类，其形质不合人意的，为人类所摈弃，不得留遗其种类。这个称人为淘汰，经数十百代人为淘汰的结果，品种遂殊。自然界的生物，因生存竞争的激烈，其受自然界的淘汰，和人为淘汰相同。生物的形质，适于环境的，得生存以残留其子孙，不适的尽归死灭，不得留遗种类。这种自然淘汰，经数千万代以后，其适应的形质显著，遂与其祖先的形质截然不同。同一祖先所留遗的子孙，各因其环境的不同，各具特异的适应形质，遂成为现世界千态万状的生物。达氏又将高等动物因求偶的竞争而起的淘汰，称为雌雄淘汰。高等动物的性色，达氏也用雌雄淘汰来说明。这种学说，称为淘汰说，也称达尔文主义。在19世纪后半期中，这学说很占势力，社会事物，受这学说的影响很多。但达氏的自然淘汰说，本由人为淘汰说体会而得；人为淘汰的效果，仅能将若干纯系混合的品种，分离为纯系，无形成新种的可能。自然淘汰，对于已形成的各种间，虽发生关系，但与形成新种无关，和人为淘汰相同。所以淘汰说只能认为进化的助因，不能认为进化的主因。以后的学者对于淘汰说怀疑的，则信仰使用说，主张由环境影响而起的诱发变异，为进化的原因，称为外围影响说，亦称新拉马克主义。否认使用说的，亦信仰淘汰说，主张以自然淘汰为进化唯一的主因，称为淘汰万能说，亦称新达尔文主义。二氏学说以外，又有杂种说和偶然变异说。前者谓新种由杂种而成，认交配变异为进化的主因；但交配变异，不过将两种遗传质混合，不能发生具有新遗传质的新种。后者以偶然变异为进化的主因，此变异与环境无关；其形成新种，固属事实，但谓进化的主因，专属于此，亦未能置信。所以进化的原因，尚无定论。就今日所研究而言，则新种的形成，约有三端：1．外界的刺戟影响于生殖细胞时；2．相异的遗传质混合发生变异时；3．遗传质的偶然变异。这三端能形成新种，均为确实的事实。更于形成的新种间，行自然淘汰，使适者生存，遂为进化的原因。

【注释】

〔13〕细胞为1665年英人呵克（Hooke，又译胡克）所发见，经生物学继续研究，至19世纪中，始知动植物体各部分，悉为细胞所成。

〔14〕人类的染色体，考察者不止一人，古耶尔（Guyer）在1910—1914年间考察黑人细胞内染色体，女为24个，男为22个。1912年微尼怀台（Winiwarter，又译威尼沃特）考察白人细胞内染色体，女48个，男47个。1917年由维蛮（Wiemann，又译威曼）研究的结果白人黑人的染色体，不论男女，均为24个。最近1921—1923年，沛泰尔（Painter）于白人及黑人的睾丸中，查得染色体为48个。其他各家研究的结果亦同。

〔15〕近时法人擘克排脱（Raonl Pictet，又译皮科特）由多数实验的结果所得结论，为“生活非一种特别的作用，不过为在原子特别排列的状态中所起的化学作用”。又德人冯德（Wundt）谓“原形质存在海底取出时，尚能蠢动”，故他以为“原形质为化学物质中最高等的，其唯一的性质为生活”。

〔16〕此处所述后得性不能遗传的证据，均未精密。断臂跛足的人，断尾的鼠，皆不适于环境，非由环境诱发而起，其不能遗传，自无可疑。但此等证据，均不足以破拉马克之说。因拉马克的使用说，固以由环境诱发的变异为主，在同一环境内，固有遗传的可能。至环境复旧，变异消灭，但在环境未复旧以前，不能不认为新种，故鄙意以为论进化的原因，当以拉马克氏使用说为长。附记于此。

〔17〕X染色体为1912年微尼怀台（Winiwarter）所发见。

〔18〕Y染色体为1917年维蛮（Wieman）所发见。

〔19〕参看前“后得性不能遗传”的注。