第1章绪论
　　构成自然界的各种元素，在数学、物理及化学的基本规律作用下，组成了各式各样有规律的物质和系统。而在我们生活的星球上，除去普遍存在的非生命物质外，还存在着缤纷斑斓的生命体。这些生命体，可分为微生物、植物、动物等多个不同的类群。其中，能够自主活动、需要通过进食其他有机物而维持自身生长发育繁殖的类群，被定义为动物。这类生命体，大约6亿年前出现在地球上后，以相对主动的方式去适应环境并发生演化，形成了如今多姿多彩、纷繁复杂的动物世界。
　　一、生物的分界
　　生物分界是伴随着科学的发展而逐步深入的。早在公元前，伟大的哲学家、科学家、教育家，古希腊人亚里士多德（Aristotle，公元前384～公元前322）*先将生物分为动物和植物，又把动物分为有血动物和无血动物。直到18世纪，现代生物分类学奠基人、瑞典分类学家——林奈（Carl von Linné，1707～1778）以生物能否运动明确提出了植物界（Plantae）和动物界（Animalia）两界系统。随着显微镜的发明和使用，德国学者海克尔（E.H.Haeckel，1866年）提出了原生生物界（Protist）、植物界、动物界三界系统。电子显微镜的出现，考柏兰（H.F.Copeland，1938）又将生物界划分为原核生物界（Monera）、原始有核界（Protoctista）、后生动物界、后生植物界四界系统。1969年，魏泰克（R.H.Whittaker）提出了五界系统（图1-1）。在此分类系统中，生物按照核膜的有无区分为原核生物与真核生物两大类，其中的原核生物为一界。而真核生物则按照细胞的分化程度，区分为单一细胞类群的原生生物界，以及多细胞类群构成的复杂生物：光合自养的植物界，腐生异养的真菌界（Fungi）以及动物界。在五界系统的基础上，包括我国著名昆虫学家陈世骧等提出了纳入病毒，进而将五界系统扩充为六界系统的概念，但是，由于病毒严格意义上无法被定义为完整的生命体，因而六界系统的使用目前依然存在着一定的争议。
　　近年来，有学者基于分子生物学证据，将古细菌（Archaebacteria）特立为一界，因而在五界系统的基础上提出另一类的六界系统（R.C.Brusca，1990）。但无论是五界还是六界系统，都是人类对生命的逐步理解、认识的结果。从生命的演化角度而言，现存的生命在演化中显然均处于“枝杈的顶端”，而其下部的“根茎”大多消弭于漫长的演化历史中。因而，在认知现存物种的过程中，上述概念应当*先出现在研究者的脑海中。同时，伴随着新的技术特别是分子生物学技术的应用，上述宏观分界系统，将会获得更多的证据支持，也或会有着颠覆性的发现，而相关的研究有待于未来的科学工作者加以推进。
　　二、动物学
　　动物学（Zoology）作为生物学的一门分支，是以研究动物分类、结构、生活史、生理、行为以及演化等诸多动物相关自然规律的学科。特别值得一提的是，尽管人类在生物分类中属于动物，但由于人类涉及复杂的心理、情感和社会行为，因而通常对人类相关的研究并不在动物学研究的范畴内。然而，无论是作为动物学研究的主体，还是作为存在于地球上动物的一个种，人类和其他动物之间，不管在科学层面还是情感层面，均存在着千丝万缕的联系与牵绊。对动物的深入认知与学习，有助于了解我们自身从何而来，我们的未来又在何方，我们应如何对待自然，又该如何可持续地改造我们所在的这个世界。
　　（一）动物学发展简史
　　自人类诞生以来，我们对周围世界的认识与改造无时无刻不在发生。作为我们生存环境中的重要组成部分，对动物的鉴别与认识，自人类发展早期即开始了。无论是躲避天敌还是进行渔猎，对生境中所出现的动物进行鉴别均是无比重要的。随着生产力的发展，人类开始有规律地驯化其他动物，由此产生了原始的畜牧业以及出现了对动物基本形态结构的描述与记载。史前时代，无论是位于欧洲的阿尔塔米拉洞窟岩画（图1-2），还是非洲的塔德拉尔特 阿卡库斯岩画，其绘画的主体均是各式各样的动物，体现了人类先祖对动物的深刻观察与认知。在我国史前时代的各种神话描绘中，动物也是当仁不让的重要组成部分。早在殷商时期（公元前1600～公元前1046）的甲骨文单字中就有了“猪”这个字，这一方面体现了我们祖先对家畜驯养的重视，更表明了我们对于身边动物观察与利用的进步。
　　有关动物学著作，*早出现在公元前4世纪的古希腊，亚里士多德通过大量的观察以及实验，撰写了《动物史》（Historia Animalium）、《论动物的繁衍》（De Generatione Animalium）等著作和论文，为动物学的产生乃至整个生物学的产生奠定了坚实的基础。我国在秦汉时期（公元前221～公元220年）的《尔雅》一书中，有释虫、释鱼、释鸟、释兽、释畜等篇章，作为我国*早的词典类作品——《尔雅》19个篇章中，叙述动物的名称和类别的就多达5篇，可见我国先祖对于动物认知的重视程度。
　　人类社会在不断发展进步，自16世纪开始自然科学进入迅猛发展阶段，随着真正的实验科学的兴起，自然科学就有了*立的实验基础，进而达到了人类对于自然规律认知的一次重要升华，动物学在这个阶段，则伴随着博物学以及人类对新世界的探索都得以充分的发展。
　　16～18世纪仍偏重于动物材料的搜集、观察、描述性记录及总结，如我国明朝李时珍（1518～1593），从医学的角度所著的《本草纲目》记述了400余种具有药用价值的动物，并将其分隶于虫、介、鳞、禽、兽等5类。《本草纲目》自开始编著直至完成历时27年，体现了我国早期科学工作者对于自然科学的深入认识与积极探索。如今，《本草纲目》已被译成多种文字，广泛传播于世界各国，为我国赢得了良好的国际声誉。在西方，伴随着地理大发现以及博物学的不断发展，大量未知的动植物以及相关标本被源源不断地发现并收集，这对于分类学的需求，则越来越显得迫切。瑞典学者林奈，根据他搜集到的动植物资料，加以系统整理创立了分类学，提出将“物种”这一名称作为基本分类单元。林奈的分类学以及命名法，对后续动物学的发展乃至整个生命科学的认知均产生了深远的影响，尽管他受到当时的“神创论”和“物种不变论”思想的禁锢，对物种的认知存在着唯心主义的缺憾，但其在生命科学发展史中的重要作用毋庸置疑，2015年以前发行的瑞典纸币上依然印刷着林奈的画像加以纪念。
　　在分类学得到系统发展的同时，从18世纪末到19世纪上半叶，借助于近代生物学在形态学和生理学等方面的积累，动物学中开始广泛运用比较法对不同物种进行研究，从而产生了如比较解剖学、比较胚胎学等学科。同时，由于光学显微镜的广泛应用，对不同物种的细胞结构进行观测，阐明了所有生物在结构上的统一性。
　　19世纪初叶、中叶法国学者拉马克（Jean Baptiste Lamarck，1744～1829）和英国学者达尔文（Charles Robert Darwin，1809～1882）相继提出了演化学说，从而将世界上曾经出现和现存物种有机辩证地联系起来，形成了物种演化观点。特别是达尔文所著《物种起源》一书的发表，把对生物的认识牢固地建立在唯物主义基础之上。这些不仅仅在自然科学层面上极大地推动了人类对生命发展和演化规律的认知，更在人类思想进步过程中为打破神创论的桎梏做出了重要贡献。
　　20世纪以来特别是进入21世纪，生命科学研究不断地向着微观化、理论化方向发展。一方面，由于分子生物学等学科的不断发展，我们对于生命认知由宏观描述，进入到生命大分子直至遗传、生理、生态大规律的综合阐述阶段，很多认识得以更新，如演化基因组学的*新研究表明：脊椎动物登陆的遗传基础，如呼吸空气能力、嗅觉、心脏、动脉圆锥、四肢在硬骨鱼祖先乃至更早的时期就已经出现了；新基因和新调控元件促使肉鳍鱼祖先和四足动物祖先发生了进一步的演化，*终成功登陆；而另一方面，数学、物理和化学相关研究方法的广泛渗入，使得我们对于生命认知的层次不断递进，不断在揭示着生命内在规律的核心。在此背景下，对于动物的多层次认知上，除去对几种模式动物的精细认知，对其他物种的认识依然停留在早期动物学描述性认知的层级状态，普遍缺乏可以量化的规律性认知。在此大环境下，动物学在未来如何能够运用分子生物学、生物信息学、计算生物学等高通量、高精度的研究手段，展现与时俱进甚至脱胎换骨的进步，是摆在每一位动物学工作者面前的现实课题。
　　可预见的是，伴随着技术手段的不断进步，未来的某一天，我们将通过大数据的方式，重新认知这个星球上存在的一切物种，届时各个物种间的亲缘关系、彼此之间的分子差异，以及各种生物适应环境的*特密码，终将会得以全面揭示。经过亿万年演化而存在于地球上的每一个物种，毫无疑问均演化出了*特而又充满智慧的基因和行为密码，如何通过对动物认知去发现每一个物种的*特性及其与其他物种的关联性，将是解析这些密码的关键性钥匙。
　　（二）动物学分科
　　动物学有着非常悠久的历史，在对动物学的科学探索过程中产生了大量的分支学科，伴随着科技进步，一些分支学科发展非常迅速，成为当时生命科学研究的主流。而在当代动物学研究中，各种研究方法、手段彼此交叉，研究层次和内容也不断深入，以至于各个学科之间彼此交融。总之，与动物学息息相关的学科（仅从动物学的角度对学科进行描述）如下。
　　1.形态学
　　研究动物个体特征，依照形态观察的层次又可分为解剖学、组织学和细胞学。
　　2.分类学
　　对动物分门别类，阐明动物界的自然分类系统。
　　3.生态学
　　研究动物之间以及动物与环境之间的相互关系。
　　4.生理学
　　研究动物机体的生命活动调控规律。
　　5.发育生物学
　　研究动物个体发育调控机理。
　　6.遗传学
　　研究动物遗传与变异的宏观及微观规律。
　　7.生物化学
　　研究动物体内生命分子之间的化学变化过程。
　　8.生物物理学
　　研究动物和物理规律关系的一门学科。
　　9.生物信息学
　　利用大数据的方式揭示动物内在调控规律及外在变化特征等。
　　10.古生物学及演化生物学
　　以化石研究为主，包括分子演化，探讨不同地质时期动物分类及相关演化关系。
　　11.动物地理学
　　研究动物在地球表面的分布及其生态地理规律等。
　　（三）动物学研究方法
　　自然科学研究的*终目标，就是将自然界各种纷繁复杂的现象，通过多种研究手段，*终凝练为具有普遍指导意义、可量化的基本概念和基本原理，再将概念和原理进一步应用于认识世界和改造世界。在自然科学发展过程中，研究方法所起到的推动作用和变革作用厥功至伟。目前，就动物学而论，主要的研究方法整体概括起来主要还是观察和实验，当然观察和实验也是一切自然科学的基础研究手段。
　　观察法：把动物看成是一个完整的有机体，通过观察其外部形态、剖析内部结构、动物的个体发生、生活史、生活习性以及对环境的适应，进一步分析、描述、记录，*后综合得出结果的研究方法。由于动物学研究的特点，对于动物的观察多发生于不可控的野外条件，包括标本制作以及影像的获取，均是为了提升观察的可重复性并获得相关的规律性认知。伴随着仪器设备的不断发展进步，对于动物的观察从生态的宏观水平直至内部结构的微观水平均不断得到加强。新技术新手段的引入，必将极大提升我们对于动物的认知。
　　比较法：这种方法在科研中，是找出规律性的重要方法，例如，古典比较解剖学、比较胚胎学，以及近代比较生理学、比较生物化学、分子生物学等，通过对动物的各种群之间进行比较，找出不同动物之间演化的内在联系。
　　实验法：研究动物的生命活动规律，仅仅通过观察是不够的。近代自然科学的长足进步，从根本上得益于系统实验科学的进步以及各种实验仪器设备的发展。目前我们所进行的动物学研究，主要是在观察基础上，通过各种手段（如科学仪器、实验试剂等），在可控条件下完成科学事实的获取。