プリンキピア

第1章生命の探究

Section Summary節のまとめ

Biology is the science of life. All living organisms share several key properties such as order, sensitivity or response to stimuli, reproduction, growth and development, regulation, homeostasis, and energy processing. Living things are highly organized parts of a hierarchy that includes atoms, molecules, organelles, cells, tissues, organs, and organ systems. In turn, biologists group organisms as populations, communities, ecosystems, and the biosphere. The great diversity of life today evolved from less-diverse ancestral organisms over billions of years. We can use a phylogenetic tree to show evolutionary relationships among organisms.
生物学は生命の科学である。すべての生物は、秩序、刺激への感受性や応答、生殖、成長と発生、調節、恒常性、エネルギーの利用など、いくつかの主要な性質を共有する。生物は高度に組織化された階層の一部であり、その階層には、原子、分子、細胞小器官、細胞、組織、器官、器官系が含まれる。さらに、生物学者は生物を、個体群、群集、生態系、生物圏へとまとめる。今日の生命の大きな多様性は、数十億年をかけて、それほど多様でなかった祖先の生物から進化した。系統樹を使うと、生物間の進化的関係を示せる。
Biology is very broad and includes many branches and subdisciplines. Examples include molecular biology, microbiology, neurobiology, zoology, and botany, among others.
生物学は非常に広く、多くの部門や下位分野を含む。例えば、分子生物学、微生物学、神経生物学、動物学、植物学などがある。

Visual Connection Questions図を使った問題

Exercises 13練習問題 13
Exercise 13問題 13
Figure 1.16 Which of the following statements is false?
図1.16　次の記述のうち、誤っているのはどれか。
  1. Tissues exist within organs which exist within organ systems.
    組織は器官の中にあり、器官は器官系の中にある。
  2. Communities exist within populations which exist within ecosystems.
    群集は個体群の中にあり、個体群は生態系の中にある。
  3. Organelles exist within cells which exist within tissues.
    細胞小器官は細胞の中にあり、細胞は組織の中にある。
  4. Communities exist within ecosystems which exist in the biosphere.
    群集は生態系の中にあり、生態系は生物圏の中にある。
Solution解き方
Figure 1.16 Communities exist within populations which exist within ecosystems.
図1.16　群集は個体群の中にあり、個体群は生態系の中にある。

Review Questions確認問題

Exercises 14–19練習問題 14–19
Exercise 14問題 14
The smallest unit of biological structure that meets the functional requirements of “living” is the ________.
「生きている」という機能上の要件を満たす、生物の構造の最小単位は________である。
  1. organ
    器官
  2. organelle
    細胞小器官
  3. cell
    細胞
  4. macromolecule
    高分子
Solution解き方
C
C
Exercise 15問題 15
Viruses are not considered living because they ________.
ウイルスが生物とみなされないのは、________ためである。
  1. are not made of cells
    細胞からできていない
  2. lack cell nuclei
    細胞核を欠く
  3. do not contain DNA or RNA
    DNAもRNAも含まない
  4. cannot reproduce
    増殖できない
Solution解き方
A
A
Exercise 16問題 16
The presence of a membrane-enclosed nucleus is a characteristic of ________.
膜に囲まれた核が存在することは、________の特徴である。
  1. prokaryotic cells
    原核細胞
  2. eukaryotic cells
    真核細胞
  3. living organisms
    生物
  4. bacteria
    細菌
Solution解き方
B
B
Exercise 17問題 17
A group of individuals of the same species living in the same area is called a(n) ________.
同じ地域にすむ同じ種の個体の集まりを________という。
  1. family
    家族
  2. community
    群集
  3. population
    個体群
  4. ecosystem
    生態系
Solution解き方
C
C
Exercise 18問題 18
Which of the following sequences represents the hierarchy of biological organization from the most inclusive to the least complex level?
次のどの並びが、生物を構成する階層を、最も包括的な段階から最も単純な段階へと示しているか。
  1. organelle, tissue, biosphere, ecosystem, population
    細胞小器官、組織、生物圏、生態系、個体群
  2. organ, organism, tissue, organelle, molecule
    器官、生物個体、組織、細胞小器官、分子
  3. organism, community, biosphere, molecule, tissue, organ
    生物個体、群集、生物圏、分子、組織、器官
  4. biosphere, ecosystem, community, population, organism
    生物圏、生態系、群集、個体群、生物個体
Solution解き方
D
D
Exercise 19問題 19
Where in a phylogenetic tree would you expect to find the organism that had evolved most recently?
最も最近進化した生物は、系統樹のどの位置にあると考えられるか。
  1. at the base
    根元
  2. within the branches
    枝の途中
  3. at the nodes
    節
  4. at the branch tips
    枝の先端
Solution解き方
D
D

Critical Thinking Questions考察問題

Exercises 20–23練習問題 20–23
Exercise 20問題 20
Select two items that biologists agree are necessary in order to consider an organism “alive.” For each, give an example of a nonliving object that otherwise fits the definition of “alive.”
ある生物を「生きている」とみなすために必要だと生物学者が合意している項目を二つ選びなさい。それぞれについて、それ以外の点では「生きている」という定義に当てはまる、生命をもたない物の例を挙げなさい。
Solution解き方
Answers will vary. Layers of sedimentary rock have order but are not alive. Technology is capable of regulation but is not, of itself, alive.
答えはさまざまである。堆積岩の層には秩序があるが、生きてはいない。技術は調節を行えるが、それ自体が生きているわけではない。
Exercise 21問題 21
Consider the levels of organization of the biological world, and place each of these items in order from smallest level of organization to most encompassing: skin cell, elephant, water molecule, planet Earth, tropical rainforest, hydrogen atom, wolf pack, liver.
生物界の構成階層を考え、次の項目を、最小の構成段階から最も包括的な段階へと並べなさい。皮膚細胞、ゾウ、水分子、地球、熱帯雨林、水素原子、オオカミの群れ、肝臓。
Solution解き方
Smallest level of organization to largest: hydrogen atom, water molecule, skin cell, liver, elephant, wolf pack, tropical rainforest, planet Earth
最小の構成段階から最大への順：水素原子、水分子、皮膚細胞、肝臓、ゾウ、オオカミの群れ、熱帯雨林、地球。
Exercise 22問題 22
You go for a long walk on a hot day. Give an example of a way in which homeostasis keeps your body healthy.
暑い日に長い散歩をするとする。恒常性が体の健康を保つ方法の例を挙げなさい。
Solution解き方
During your walk, you may begin to perspire, which cools your body and helps your body to maintain a constant internal temperature. You might also become thirsty and pause long enough for a cool drink, which will help to restore the water lost during perspiration.
歩いていると汗をかき始めることがある。これによって体が冷やされ、体内の温度を一定に保つことができる。また、喉が渇き、冷たい飲み物を飲むために十分な休憩を取るかもしれない。これは、発汗で失った水分を補うのに役立つ。
Exercise 23問題 23
Using examples, explain how biology can be studied from a microscopic approach to a global approach.
例を用いて、生物学を微視的な手法から地球規模の手法まで、どのように研究できるかを説明しなさい。
Solution解き方
Researchers can approach biology from the smallest to the largest, and everything in between. For instance, an ecologist may study a population of individuals, the population’s community, the community’s ecosystem, and the ecosystem’s part in the biosphere. When studying an individual organism, a biologist could examine the cell and its organelles, the tissues that the cells make up, the organs and their respective organ systems, and the sum total—the organism itself.
研究者は、最小から最大まで、そしてその間のあらゆる尺度から、生物学に取り組める。例えば、生態学者は、個体の集まりである個体群、その個体群が属する群集、その群集が属する生態系、そして生物圏の中でのその生態系の役割を研究できる。一つの生物個体を研究するときには、細胞と細胞小器官、細胞がつくる組織、器官とそれぞれが属する器官系、そしてそれらの総体である生物個体そのものを調べられる。
atom
原子
smallest and most fundamental unit of matter that retains the properties of an element
元素の性質を保つ、物質の最小かつ最も基本的な単位。
biochemistry
生化学
study of the chemistry of biological organisms
生物の化学を研究する学問。
biosphere
生物圏
collection of all the ecosystems on Earth
地球上のすべての生態系の集まり。
botany
植物学
study of plants
植物を研究する学問。
cell
細胞
smallest fundamental unit of structure and function in living things
生物の構造と機能の最小の基本単位。
community
群集
set of populations inhabiting a particular area
ある地域に生息する個体群の集合。
ecosystem
生態系
all the living things in a particular area together with the abiotic, nonliving parts of that environment
ある地域のすべての生物と、その環境の非生物的な部分とを合わせたもの。
eukaryote
真核生物
organism with cells that have nuclei and membrane-bound organelles
核と、膜に囲まれた細胞小器官をもつ細胞からなる生物。
evolution
進化
the process of gradual change in a population or species over time
個体群や種が、時間とともに徐々に変化する過程。
homeostasis
恒常性
ability of an organism to maintain constant internal conditions
生物が内部の条件を一定に保つ能力。
macromolecule
高分子
large molecule, typically formed by the joining of smaller molecules
通常、より小さな分子が結合してできる大きな分子。
microbiology
微生物学
study of the structure and function of microorganisms
微生物の構造と機能を研究する学問。
molecule
分子
chemical structure consisting of at least two atoms held together by one or more chemical bonds
一つ以上の化学結合でつながれた、少なくとも二つの原子からなる化学構造。
molecular biology
分子生物学
study of biological processes and their regulation at the molecular level, including interactions among molecules such as DNA, RNA, and proteins
DNA、RNA、タンパク質などの分子間の相互作用を含め、生物学的な過程とその調節を分子の水準で研究する学問。
neurobiology
神経生物学
study of the biology of the nervous system
神経系の生物学を研究する学問。
organ
器官
collection of related tissues grouped together performing a common function
共通の機能を果たすようにまとめられた、関連する組織の集合。
organ system
器官系
level of organization that consists of functionally related interacting organs
機能的に関連し、相互作用する器官からなる構成階層。
organelle
細胞小器官
small structures that exist within cells and carry out cellular functions
細胞内に存在し、細胞の機能を担う小さな構造。
organism
生物個体
individual living entity
一つの独立して生きている存在。
paleontology
古生物学
study of life’s history by means of fossils
化石を用いて生命の歴史を研究する学問。
phylogenetic tree
系統樹
diagram showing the evolutionary relationships among various biological species based on similarities and differences in genetic or physical traits or both; in essence, a hypothesis concerning evolutionary connections
遺伝的な特徴、形態的な特徴、または両方の類似点と相違点に基づき、さまざまな生物種の進化的関係を示す図。本質的には、進化上のつながりについての仮説。
population
個体群
all of the individuals of a species living within a specific area
特定の地域にすむ、ある種のすべての個体。
prokaryote
原核生物
single-celled organism that lacks organelles and does not have nuclei surrounded by a nuclear membrane
細胞小器官を欠き、核膜に囲まれた核をもたない単細胞生物。
tissue
組織
group of similar cells carrying out related functions
関連する機能を果たす、似た細胞の集まり。
zoology
動物学
study of animals
動物を研究する学問。