Animal Physiology（动物生理学）

引用

Hill, R. W., Cavanaugh, D. J., & Anderson, M. (2022). Animal Physiology (5th ed.). Sinauer Associates (Oxford University Press).

章节概要

第五版约 900 页，分为六个部分、三十章，另有九个附录、术语表和索引。出版社把它的特色概括为：在从基因组、分子到细胞、组织、器官和器官系统的每个层次上，都提供生态和进化的背景。第二至第六部分的末尾各有一章“At Work”，把该部分的内容应用到一个具体案例上。《耶鲁生物学与医学杂志》上对第二版的书评（Montague，2009）描述了同样的安排：共有五章这样的内容，每个部分后面一章。下面的章名来自出版社的目录，描述紧贴章名和这篇书评。

第一部分，第1–5章：Fundamentals of Physiology（生理学基础）

第1章“Animals and Environments: Function on the Ecological Stage”（动物与环境：生态舞台上的功能）确立了全书的前提：要理解动物的生理，最好先问环境对它提出了什么要求。接下来四章提供工具：“Molecules and Cells in Animal Physiology”（动物生理学中的分子与细胞）、“Genomics, Proteomics, and Related Approaches to Physiology”（基因组学、蛋白质组学及相关的生理学研究方法）、“Physiological Development and Epigenetics”（生理发育与表观遗传学）和“Transport of Solutes and Water”（溶质与水的运输）。

第二部分，第6–11章：Food, Energy, and Temperature（食物、能量与温度）

营养、摄食与消化（第6章）引向能量代谢（7）、有氧与无氧代谢形式（8）、有氧活动的能量学（9）和热关系（10）。第11章是这一部分的整合章，章名为“Food, Energy, and Temperature”，并配有一个 At Work 案例：“The Lives of Mammals in Frigid Places”（严寒之地的哺乳动物）。

第三部分，第12–18章：Integrating Systems（整合系统）

神经元（12）、突触（13）、感觉过程（14）、神经系统的组织与生物钟（15）、内分泌与神经内分泌生理（16）和生殖（17）。第18章“Integrating Systems”配有 At Work 案例“Animal Navigation”（动物导航）。Montague 的书评提到，第二版中的这一部分围绕神经、内分泌和生殖系统展开。

第四部分，第19–21章：Movement and Muscle（运动与肌肉）

“Control of Movement”（运动的控制，19）和“Muscle”（肌肉，20），随后是第21章“Movement and Muscle”，配有 At Work 案例“Plasticity in Response to Use and Disuse”（对使用与废用的可塑性反应）。

第五部分，第22–26章：Oxygen, Carbon Dioxide, and Internal Transport（氧气、二氧化碳与体内运输）

生理学中氧气与二氧化碳导论（22）、外呼吸与呼吸生理（23）、氧气和二氧化碳在体液中的运输（附酸碱生理导论，24）和循环（25）。第26章“Oxygen, Carbon Dioxide, and Internal Transport”配有“Diving by Marine Mammals”（海洋哺乳动物的潜水）。对第二版的书评特别提到潜水案例，作为呼吸适应的例子：潜水时间可超过一小时。

第六部分，第27–30章：Water, Salts, and Excretion（水、盐与排泄）

水盐生理：导论与机制（27）、动物在其环境中的水盐生理（28），以及肾脏与排泄（附氮排泄说明，29）。第30章“Water, Salts, and Excretion”配有“Mammals of Deserts and Dry Savannas”（沙漠与干旱稀树草原的哺乳动物）。

附录

九个附录依次是：国际单位制，数量级前缀，标准温度和压力下的气体，对数，指数与异速生长方程，系统发育独立对比，标准氨基酸，基础物理术语，以及哺乳动物主要血源激素一览。

核心概念

第一部分

• 生态背景下的功能：动物的生理由其所处环境来解释，这是第1章的出发点。
• 表观遗传学与生理发育：第4章的主题。
• 溶质与水的运输：第5章的主题。

第二、三部分

• 有氧与无氧代谢：第8章对比二者。
• 热关系：动物如何应对温度，第10章。
• 神经内分泌整合：神经元、突触、感觉、激素和生物钟作为同一套控制系统的组成部分（第12–16章）。

第四至六部分

• 肌肉与运动控制：第19–20章。
• 氧气和二氧化碳的运输与酸碱生理：第24章。
• 水盐平衡与排泄：第27–29章。
• 异速生长方程与系统发育独立对比：附录讲解的定量工具。

评析

优点

• 比较的广度。 Montague 的书评把本书与通常只关注人类的生理学教材相比，指出它描述的是所有动物共有的原理，并在一般原理与多种物种的实例之间往返。第五版按功能组织的目录保持了这种结构。
• 生态与进化的框架。 出版社把生态和进化与分子、细胞生理的结合视为本书不同于范围更窄的教材之处，第1章和各 At Work 章使之落到实处。
• 案例章节。 五个 At Work 章（寒冷地区的哺乳动物、动物导航、肌肉的可塑性、海洋哺乳动物潜水、沙漠哺乳动物）在每个部分之后给出一个详细的实例，书评认为这样做能把概念放进更大的背景中。
• 学习辅助。 对第二版的书评提到每章末尾的简短参考文献、各节之后的小结和学习问题。出版社提供含自测题、闪卡和动画图的增强版电子书，其中第7、14、23章有样章可看。

局限

• 篇幅。 约 900 页，超出一个学期课程能够消化的量；教师和学生需要在六个部分中做选择。
• 部分内容来自对早期版本的书评。 关于章首案例、小节小结和学习问题的详细描述来自对第二版的书评；第五版的作者组成不同，章节目录中也包含该书评没有提到的主题（如基因组学和表观遗传学），这些细节应对照原书核实。
• 人体生理学是次要主线。 准备人体方向课程的学生会发现比较的视角很有价值，但不应期待本书按人体器官系统的顺序展开。

在课程中的定位

本课程的其他书籍大多以人体为中心。Anatomy and Physiology 2e 是供两学期人体课程使用的免费、按系统编排的教材；Ross 与 Wilson 的 Anatomy and Physiology in Health and Illness 是简明的插图入门书，把正常功能与常见疾病对照；Silverthorn 的 Human Physiology: An Integrated Approach 围绕反复出现的主题和贯穿全章的问题来构建各个系统；Boron 与 Boulpaep 的 Medical Physiology 是从分子到器官系统的全面论述。Taiz 等人的 Plant Physiology and Development 则是植物方面的对应读物。

Hill、Cavanaugh 与 Anderson 的书是动物方面的对应读物：它解释为什么一个物种的生理与另一个物种不同，这是以人体为中心的教材并不打算做的。它最好在人体生理学或解剖学课程之后读，或者在需要比较视角时与 Silverthorn 的书对照阅读；若读者打算专攻生态或进化生理学，则应先读它，再读 Boron 与 Boulpaep 的书。

如何使用本书

本书面向生物学、动物学、生态学等相关专业的高年级本科生，他们应已学过普通生物学和化学，最好还学过细胞生物学或生理学的入门课，这与前置信息一致。

实用的阅读安排：

• 核心： 第1章和第5章，它们确立生态前提和运输原理；然后选读一两个与课程相匹配的部分（第二部分关于能量与温度，相对最为自成一体）。
• 各系统： 第三至第六部分可以任意顺序阅读；每个部分内把最后的 At Work 章放在最后读，因为它会用到该部分的内容。
• 可选： 以器官系统为主的课程，可把第3、4章（基因组学、蛋白质组学与表观遗传学）留到第二遍再读；在对物种做定量比较时，异速生长与系统发育独立对比的附录就很重要。
• 练习： 使用各章的学习问题；如果有增强版电子书，也可使用自测题。