·Chapter Ⅷ Nutrition·
一切營養作用，沒有一個不是服從實質法則的。在一切高等動植物里，新陳代謝的化學作用，連那隨著來的“能量”泉流，都是一個很復雜的生活活動，這里面有許多相異的機能和器官，以“自存”的公共目的，一致動作。
海克爾繪制的地衣（地衣是生物之間共生關系的一個典型例子）
我們所謂“生命的奇跡”，就其廣義說來，“營養”要算有機個體維持生命的第一個要素了。營養總是由活物質的化學變化、有機的新陳代謝（物質的循環）和力的循環，三種作用連在一起。原形質的消耗、新造和再行分散，都是這個化學作用。做這個“食養化學”之根基的新陳代謝，是那復雜的營養作用里最重大的要點。營養作用的一大部分，很容易用無機體的尋常物理化學上性質去說明的，有些部分還不行。然而公允的生理學家現在都一致承認這是一個理，絕不要另去尋個特別的活力說。總而言之，一切營養作用，沒有一個不是服從實質法則的。
（營養的官能）在一切高等動植物里，新陳代謝的化學作用，連那隨著來的“能量”泉流，都是一個很復雜的生活活動，這里面有許多相異的機能和器官，以“自存”的公共目的，一致動作。這許多機能器官大抵總是分作四組： （一） 攝取食物和消化；（二） 分布食物于全身，就是循環；（三） 呼吸，就是變換氣體；（四）廢物之排泄。大多數的組織體里，無論是組織植物或是組織動物，都是分幾個器官去做這些事的。下級生物里就沒有這樣的“分工”了，只得一個“細胞層”去管全部營養作用（像那下等的藻類、腔腸類、海綿、下等水螅）。在原生物里，這許多事都是那一個細胞自己管，至于那極簡單的，像“摩內拉”，就只是一個同種類的原形質小球了。從這些極下等的營養法到那很復雜的營養法，都是一脈相承，沒有間斷，所以我們不能不說后者前者一樣都是“物理化學”作用了。
（同化和分解）綜觀一切有機體里新陳代謝機能的全部，可以看得出他們是起于兩個相反的化學作用，一個是以攝取食物制造生物質（即同化作用），一個是由其生活活動分解生物質（即分解作用）。無論什么時候原形質總是能動的生物質，所以我們可以說： “同化作用（即制造原形質作用）是把外界取來的特種食物在有機體里轉變成特種原形質的個作用，分解作用（即破壞原形質作用）是原形質動作的結果，這動作就是其部分的分解破壞之原因。”關于這兩點，兩大有機的自然界之間有個絕大的不同處。植物界全部都是做同化作用的，用“合成”和“還原”把無機物造成新原形質。動物界卻是相反的，分解作用占優勢，以酸化作用把取來的原形質分解開，把那由分解得來的“能力”變為熱和運動。植物是造原形質的，動物是吃原形質的。
（造原形質和吃原形質）對于有機生活的起源和存續最不可少的，所以最重要的，就是那不斷的原形質改造作用。我們把這個作用叫作“原形質生成作用”或是“炭素同化作用”。植物學家近來慣好把他簡稱做“同化作用”，因此引出許多的誤會。在動物生理學上“同化作用”四個字的舊意義，從廣義說來，就是把食品攝取調制的意思。但是植物的“炭素同化作用”——就是我所謂“原形質生成作用”——卻只是個最初的、本原的生產原形質法。其義謂植物在日光的勢力之下，可以從水、炭酸、硝酸、阿摩尼亞等無機化合物里，用“合成”和“還原”兩個作用，造成炭化水素，再從這炭化水素制造新原形質。動物就不能做這種事了。他只能從他的食物里別種有機體上去取原形質，吃植物的直接取，吃動物的間接取。所以我們才把這些吃原形質的動物，加上個“食原形質者”的徽號。動物因為要把所吃的外來的原形質變換成自己的特種原形質，所以也起同化作用，但是這種動物的“蛋白同化作用”和植物的“炭素同化作用”是全然不同的。這新造的原形質于是被酸化作用分解開了，生活運動所需的能力，就從這分解作用得來。
（植物原形質和動物原形質）生物質兩大派間的生理上差別——即植物之合成的原形質和動物之分解的原形質——在全有機界的存續上是非常的重要。這都是由于原形質里“分子運動”的反復，至于其內里的性質，我們也和對于一般的蛋白質以及特殊的原形質之化學上構造一樣，曉得不清楚。我在第五章里已經說過的，據近世的生理化學，可以確信這看不見的蛋白質微分子是相對較大的，總是由一千以上的原子構成的。這些微分子的均衡是很不安定的，其排列是很復雜而又很不定的，輕輕觸一下子或是微微刺激，就能叫他改變，變成新種類的原形質。原形質的種類實在是非常之多。但看每一個種類的卵細胞和精液細胞各有一種特殊的化學上構造，就可以明白了。在生殖上，這種構造是傳于后代子孫的。但是把這些無數微細的變化且不論，我們可以把各種原形質分作兩大類： 就是那“有合成的制造原形質性質的植物之植物原形質”和那“沒有這個性質，只能食原形質的動物之動物原形質”。
（植物之造原形質的作用）我們所謂“原形質生成”或是“炭素同化”的這個造成原形質的綜合作用，總是要日光的放射能力為第一個條件。每個植物細胞其葉綠素細粒就是無數的小工場，其綠色原形質能在日光之下把無機化合物造成新原形質。除硝酸、阿摩尼亞之外，其所需用的水，是根從土里吸取來的，炭酸是葉子從大氣中吸收來的。那由炭酸分離而生的，合成作用的直接產物，大抵總是不含硝化物的淀粉。這淀粉再由一種性質不明的綜合作用，借著硝化物的助力，構造成硝化蛋白質。由這還原作用，分解出來的游離酸素，又回到大氣里面來。在這個作用里協力動作的炭水化合物就是葡萄糖和麥芽糖，其礦物質就是鉀、鎂的鹽類，和這些元素與硝酸、硫酸、磷酸的化合物。鐵在這個作用里，量雖是極少，卻也是個重要的元素。含鐵的葉綠素，大抵總是要借“光波”的助力，才能造新原形質。為這件事用的光譜，其最重要的部分就是那赤色、橙色、黃色的光波。
（葉綠素的細粒）有機界里構造原形質的主要因素就是那“光的綜合”，或是葉綠素所起的炭素同化，這奇妙的綠質分量很少，不過占葉綠質細粒全重量的十分之一，并且用某種方法可以把他從原形質里分開的。縱然在別種顏色的植物里，葉綠素也還是真正的制造原形質者。不過他的綠色被別種顏色遮蓋了——黃色硅藻類里有硅藻素，紅色藻類里有藻青素，褐色藻類里有藻褐素，青綠色的“克羅馬塞亞”或是藍藻類里有藍青素。藍藻類尤其有趣味，因為在這極簡單的標本里，其全個有機體不過是個球形的青綠色原形質細粒。并且在那極簡單的有核原始植物里——許多所謂單細胞藻類——只有一粒葉綠素行那新陳代謝的機能。植物細胞的原形質里，大抵總都有很多的葉綠素。
（硝素細菌）普通的由葉綠素和日光制造原形質法以外，近來海羅斯（Heraeus）、維羅葛拉德斯奇（Winogradsky）和其他的學者，又在下等有機體里發見了一種大不相同的“原形質合成作用”。即是硝素細菌，一種生在地下全然黑暗處所的小摩內拉。其球形無色的原形質體里，既沒有葉綠素，也沒有核。他有一種特別的本領，能用特別的合成作用，從水、炭酸、阿摩尼亞、硝酸等純然無機化合物，制造炭水化合物，再從這炭水化合物制造原形質。卜理佛爾因為其純粹化學上性質，把這種炭素同化作用叫作“化學的綜合”（chemosynthesis），和那普通用日光的“光的綜合”相對照。此外還有那些“硫黃細菌”、紫色細菌等類的細菌，也各有一種奇特的新陳代謝。這硝素細菌一定是屬于最古的“摩內拉”，并且是由植物性“克羅馬塞亞”到動物性細菌中間的一個過渡。
（菌類和動物之食原形質的作用）菌類的新陳代謝，很有些處像細菌。這種有機體大家都以為是植物，他也實在是的，但是他卻不能像綠色植物，有從大氣中炭酸氣里吸取炭素以自養的能力。他只能像動物一般，從蛋白質、炭水化合物等有機物里去吸取。然而動物是要從有機物里取窒素的，菌類卻能從地里的無機物里去取。菌類離了有機化合物是不能生活的，然而我們能用砂糖和純粹無機窒化鹽類的溶液使他生長。照這樣看來，菌類是在那造原形質的植物和食原形質的動物二者間的界限上。菌類也和食原形質的動物一般，改變了食物狀態，是從植物進化出來的。連那從“水管類”生出來的藻菌類里的單細胞原生動物，也有這種現象。那些“子囊菌”“基本菌”等真正多細胞菌類，也是照這樣從有組織的藻類降下來的。一切真正的動物，都是從植物界里取食物的，吃植物的直接取，吃動物的吃那“吃植物的動物”，間接還是吃植物。所以動物從某種意味看來，實在算是四百年前自然哲學家所說的“植物界之寄生者”。所以從發生學的見地看來，動物界顯然是發生在植物界之后許多久。原來植物之發達成動物，是起于那所謂“實質變化”的營養方法之變遷的。
論新陳代謝的機能，也和論一切生活機能一樣，都要從極下等的、極簡單的原生植物（克羅馬塞亞）里求個起點。其中最古的那“克羅阿珂加塞亞”，全身不過是個青綠色的、無組織的、球形的原形質分子，以其“原形質生成力”生長，長到了一定的階級就分裂。在這種時候，“生命的奇跡”不過只是個由“光的綜合作用”而起的“原形質生成”之化學作用。日光使那青綠色植物原形質能把水、炭酸、阿摩尼亞、硝酸等無機化合物造成同種類的新原形質。這個作用可以看作個特殊的接觸作用。在這種地方，萊因克的什么“主宰”，什么“有意識有目的的活力”，都絕對的沒用了。這種無器官的有機體里，還沒有各個的生理機能，也沒有解剖上不同的肢體，所以其唯一的生活活動，就是生長，和那無機結晶體的簡單生長很可以相比的。
（摩內拉類之營養）我已經說過多少次了，那算做細菌，在生物學上極關重要的“摩內拉”，其生活現象有許多和高等有機體的全然是兩樣。他那極其奇特的新陳代謝，尤其是與眾不同。在形態學上說起來，許多種細菌，和他的近支祖宗“克羅馬塞亞”并沒有什么區別，所不同的就是細菌的原形質里沒有色質。許多種細菌都是簡單的、球形的、橢圓的或是桿狀的原形質分子，絕不見他有什么組織，有什么運動。別種的細菌，靠一根或幾根極細的鞭毛運動［像那鞭毛類（flagellata）］。其無組織的原形質體里，絕尋不出個真核來。有些種的里面所含的微粒，又有些種里的空胞組織，只能認作新陳代謝的產物。許多細菌所分泌的薄膜和厚一些的膠質包皮，也是這樣的。這個性質使得他的化學上組織和由此組織而定的新陳代謝之特質，愈發奇特和惹人注目了。上面所說的硝化細菌是造原形質的，酪酸和破傷風的“嫌氣細菌”只在沒酸素的地方繁殖，硫黃細菌以硫化水素的酸化，分泌小球狀的純粹硫黃。含鐵細菌把鐵的炭化—酸化物酸化了，生出鐵的酸水化合物。“就腐菌”起腐敗和發酵作用。此外又還有那些極有興味的“病源菌”，分泌特種的毒質，使人害極危險的病癥，像那膿瘍、天花、破傷風、白喉、傷寒、結核、霍亂等類。因為這些種細菌，在實際上極其重要，所以近來在一般生物學之外特立了細菌學一科。這一科的許多專門家里，只有幾位曉得這些動物性“摩內拉”對于一般生物學的重要問題是有極大的意味。這些無組織的細胞體，其生活活動，明明是個純粹的化學現象。這些細菌的種類非常之多，可見雖是這些極簡單的有機體里，其原形質的分子狀態也一定是非常的復雜，并且樣式很多了。
（原生植物和后生植物之營養）單細胞原生植物的新陳代謝法，造原形質法，和組織植物的綠細胞是一個樣的，然而大多數的原生動物，其營養和食原形質，卻有種特別的形態。大部分的根足類，有種很奇特的地方，就是其裸原形質體的表面上，無論從哪一處，都能攝取固體的食物。至于那些滴蟲類，其單細胞身體的外壁上，有個一定的口，有時還有個食管。這個“細胞口”（cytostoma）之外往往還有第二個孔道，預備排泄不消化的物質，就是“細胞肛”（cytopyge）。
組織植物（后生植物）的新陳代謝，成一個很長的階級，從極簡單的到極復雜的。最下等的、最古的“聚胞植物”（thallophyta）尤其是那極簡單的藻類，是和原生植物群相差不遠的，并且和他一樣，不過是個一定的細胞群。做他的基本組織的群居細胞全然是同種類的，除了兩性的區別以外，并沒有什么分別。
大多數的細胞植物，不是生在水里（藻類），就是因為生體寄生或死體寄生的習慣組織得很簡單的（菌類），但那“脈管植物”，大都生在陸地上，并且要適應那很復雜的狀態。所以他的營養就分做幾個相異的機能，并且有個特別的器官供他的排泄。隱花植物的羊齒類和顯花植物都是這樣的。他們這兩類所以異于下等細胞植物的地方，就是有“脈管”或稱“傳達線緯”。這些灌水的器官即脈管或傳達線緯，是細胞線結成的長管子，貫通這“脈管植物”的全身，細胞自己死了，其中的原形質就消滅了。這些脈管里川流不息的水，是由根取來的，由線緯傳布到各部分，再由葉子的細孔蒸發出去。然而這些細孔，聯絡著含空氣的內部細胞通路，又供植物的呼吸。經過這些供高等植物換氣的氣孔，空氣和濕氣可以吸進來，酸素可以呼出去。許多“脈管植物”又有特殊的腺，供分泌油脂之用。在高等有花植物里，種種消化器官的分業太繁了，其營養的裝置，極其復雜。那許多種適應特別狀態的構造里，最奇特的就是歐洲的毛氈苔、貍藻、熱帶地方的豬籠草、“戴阿尼亞草”（Diona）等食蟲植物之捕捉昆蟲、消化昆蟲的器官。
組織動物（后生動物）里的很長的進化階級，從極簡單的生理機能，一直連到極精微的生理機能和形態學上極復雜的器官。后生動物的兩大部，是由一件事區分出來的，什么事呢?就是在“腔腸動物”只有“原腸囊”一個器官系行全部的，或是大部分的營養機能，在“體腔動物”，這些機能是由四個器官系分掌，每一系都是由幾個器官組成的。每一個大區分里，又還有些特種的組織形式。然而我1872年發表的“原腸體說”里已經說過，照比較個體發生學看來，這些各樣的構造，一切都是從一個根本形式發達出來的。
（后生動物之營養原腸體說）對于后生動物里營養裝置——尤其是那主要的部分食道——的起源，前人的研究，都流于一種誤信，以為在后生動物的二三種類，這種裝置是起于一種很不同的生長徑路，并且在那脊椎動物的“有羊膜類”，這種裝置是個較遲的進化產物。然我在34年前，已經由下等動物和高等動物之胎生學上的比較研究，看出來簡單的“原腸囊”是一切后生動物之最初的、最古的器官，其余各種的形式都是由這個原始的形式進化出來的。我1872年在我著的《海綿的生物學》里，發表這種意見，第二年又在我的《原腸體說之研究》里把這意見確立為一種學說。在《原腸體說之研究》這本書里，我又建立一個重要的論斷，這個論斷，是本乎那對于動物界的發生學上自然分類之“胚葉說”的一元的改革而來的。我先論極簡單的海綿類（Olynthus）和“刺絲胞類”（Hydra）。這種最下等的最古的腔腸動物的全體，不過是個圓形的、卵形的或是圓筒形的胃囊，是個消化袋，其薄的皮層只是兩片“細胞層”合成的。其外面的一層（即包皮或皮層），是他感覺和運動的器具。內里的細胞層（即胃層）是管營養的，包著那簡單的空囊，這空囊開口放進食物，把他消化在里面。這個口子是原始的口部（prostoma或blastoporus），里面的空洞是原始的食道（progaster或archenteron）。我證明許多下等動物的胎兒和幼蟲，都有和這個同樣的構造，并且許多高等動物的種種繁雜的胎生形狀，也都可以歸之于同一的普通形式。我把他名為“杯形胎”或“原腸幼蟲”，并且由生物發生的法則，斷定他是由祖先的舊形狀遺傳到現在的新生產物。后來不久（1895年）蒙提塞利（Monticelli）發見了一個近世的原腸體，和這個臆說的祖先全然符合（參看我的《人類發生學》最新版第287圖）。海綿類、刺絲胞類之最簡單的生活形式，和這原腸體之臆說的原始形式之差別，只在一些副次的、后天的特征上。
（腔腸動物之營養、消化、循環、呼吸、排泄）我們叫作腔腸動物（或是廣義的腔腸類）的那許多種下等動物，大抵總都是由胃管，或是胃脈系一個器官系行一切的營養的機能。海綿類、刺絲胞類、扁蟲類三種動物，都從“原腸體”一個共同的種類發達出來的，以上三種腔腸動物有三個共同的要點： （一） 胃管只有一個孔，就是那原始的口，同時供攝取食物和排泄不消化物之用，此外別無肛門；（二） 胃管以外，并無特別的體腔；（三） 也絕不見有“脈管系統”的痕跡。這些種動物里，所有“消化腔孔”以外的一切腔孔，都是“消化腔孔”的直接支腔，不過扁蟲類的“雷夫利的亞”（nephridia）卻是例外。
原腸體的唯一營養器官雖是簡單的消化囊，其余的腔腸動物里卻有別種構造進行合作。海綿類的特征，就是其消化器的側壁上穿通幾個孔。水從這些孔里流到他身體里去，帶了些食料進去，由“內腔葉”的氈毛細胞把他消化了，這水再從他的口里流出來。最常見的海綿類是那尋常“浴用海綿”，即是我們天天洗澡用的那種角質的骨骼。這種海綿和其余的大多數海綿類，其很大的不成形的身體，被許多支管貫通了，這上面有幾千小胞，都是由“原始海綿”（olynthus）簡單消化囊的增殖生出來的。這許多有氈毛的小胞，個個都真是個小原腸體，都是個極簡單的個體。所以一塊海綿的全體可以視為個“集合原腸體”（cormus）。
刺絲胞類的大群，現出個很長的進化階級，從很小的很簡單的，到很大的很精微的形式。有許多還在很低的階級上（像那普通的綠色淡水水螅，他除了組織上微有不同，口沿上生一簇觸須之外，和原腸體沒甚大分別）。大多數的水螅都作樹干狀，新增殖的個體都像芽子一般發出，附在這母體上。一切樹干狀的動物里，其營養都是“共產主義式”的，各個體所得的所消化的一切食物，都由管子輸送到公處，再平均分配給各個。大些的刺絲胞類，其體壁也厚些，有分支的胃管貫通各處，這些胃管裝載營養液，輸送到全身的各部分。
刺絲胞類的基本形式是放射形的（由其口邊的一簇放射狀須而定的），扁蟲類（Plathelminthes）的基本形式卻是“兩側對稱型”的。這種動物里，其極下等的形式，和原腸體是很相近的。但是大多數的扁蟲，長一對尿道，和其余的腔腸動物不同，這尿道是很薄的管子，算是他的排泄器官，把身體里新陳代謝的無用廢物（尿）排出去。這個消化管就是第一營養器官以外的第二營養器官。在下等扁蟲類，這個構造總是很簡單的。像那珊瑚蟲類，這個胃管（pharynx）總都是以口向里卷構成的，至于那大些的“渦蟲類”（Turbellaria）和“吸蟲類”（Trematides），從胃上長出支管，輸送營養液到身上的別處。然而那“條蟲類”（Cestodes），胃管就萎縮了，這種條蟲寄生在動物的腸子或是別的器官里，所以能由其皮的表面直接從動物身上吸取營養液。
構造較高的“體腔動物”，和簡單的腔腸動物之主要的區別，就在其營養裝置的構造和機能比腔腸動物繁雜些。他的這些機能大概總都是分屬四類器官，這是腔腸動物所無的——（一） 消化器官系；（二） 循環器官系；（三） 呼吸器官系；（四） 排泄器官系。并且體腔動物的消化管總都有兩個口子，一個是口，一個是肛門。他們這些體腔動物，都還另有個特別的“體腔”（cloma），這個體腔是供制造生殖細胞之用，和那消化管全然有別。這個腔子,是在胎里的時候由胃的近口處缺落兩個細囊而成的，其中間的壁破壞了，兩個囊接觸，于是乎合而為一。若是這壁有一部分存留，這部分就做“隔膜”之用，把胃管緊連在“體壁”上。在最下等的最古的體腔動物［蠕蟲類（Vermalia）］里，這四系消化器官的動作還是很簡單的，但是在那從他進化出來的別種高等動物里，就大有不同，往往有很精微的了。
大多數的體腔動物里，消化系成個分化很高的裝置，由幾個相異的器官構成，好像人類的一般。大概都是由口吃進食物，用顎或牙齒把他磨碎，再用唾腺流到口里的唾液把他軟化。這軟化了的食物從口里咽到胃管里，加進些腺質物，再通過很狹的食道到胃里去。消化裝置的這個最重要的部分，往往分做幾部，一個是咀嚼胃，長著牙齒供嚼碎固體食物之用，一個是腺質胃，生出消化液，分解食物。這變了流質的食物于是流到小腸（ileum）里，這小腸吸進流質的食物，并且是消化管之最長的部分。有幾種消化腺通這根小腸，其中最重要的就是肝臟。這小腸和大腸顯有區別，也有許多腺和盲腸通著大腸。大腸的最后部分就叫作直腸，這直腸把食物之不消化的渣滓由肛門排泄出去。
體腔動物所共有的這種消化系統之一般狀態，隨著動物種類的不同，應著營養狀態的各異，也有種種的變化，其最簡單的構造是在蠕蟲類里，蠕蟲中最下等的那“輪蟲”，尤其是那“原腸旋毛蟲”，還是很像他的祖宗渦蟲類。從他們進化出來的動物種屬之高等范型都各有點特別的構造。像軟體動物有個特有的咀嚼裝置，他的舌頭上有個長幾個牙齒的硬片，和他的硬上顎相摩，把食物磨碎。關節動物就用“側顎”去磨食物，這“側顎”是些硬的桿子構成的，并且是腳的變形。脊椎動物和那緊連著的“被囊動物”，其特異處在其消化道的第一部分變做個特有的呼吸裝置。然而在體腔動物的小門類里，因為食物的性質，取得食物消化食物的狀況，都各有不同，所以消化管的構造也大有不同。固體的植物性食物，所費之機械的化學的能力最多。所以食植物的蝸牛、食葉的昆蟲、食草的反芻動物，其消化器和附屬器官都是極長，并且極其復雜。至于那寄生的體腔動物，他既是從別的動物的腸子里吸取現成的液體食物，所以其消化管就極短極簡單了。這類的蟲，其胃管可全行萎縮，像那蠕蟲類里的“釣頭類”，軟體動物里的“內殼類”，甲殼類里的“小囊類”，都是這樣的。
高等動物的身體越大，組織越復雜，其營養液分布全身越要有次序有規律。在腔腸動物里，這件事是消化管去做的（胃管上開許多支管），然而在體腔動物里，那血管做得更好了。這些管子不直接通消化管，是在“中胚葉”周圍的“柔軟細胞組織”（parenchyma）里獨立構成的。這血管把腸壁滲出來的，濾過的，在化學上進步了的“食液”，以“血”的形式輸運到全身各部分。這血總含有幾百萬細胞，此等細胞在新陳代謝上極關重要。下等體腔動物的血液細胞總是無色的（白血球），脊椎動物的血液細胞大都是紅色的（紅血球）。
大多數體腔動物的血液循環都是用個心臟的，這心臟是皮下血管之局部肥厚構成的個收縮性管子，以其筋肉的作用為一定的收縮鼓動。最初“腹壁”里產生兩種管子，即是上壁部的“脊管”和下壁部的“腹管”（像在那許多蠕蟲類里）。軟體動物和關節動物的心臟是由脊管構成的，“被囊類”和脊椎動物的是由腹管構成的。從心臟里引血出來的是動脈，從身體上引血歸心臟的是靜脈。聯絡這動靜兩種脈管的細支管子叫作“毛細管”（capillaries），這“毛細管”以滲透作用使組織里的物質交換。這些血管和呼吸器官一致動作得很密切的。
有機體里的換氣（即所謂呼吸，吸進酸素，呼出炭酸），在下等動物并不要有特別的器官。下等動物只用那包著身體表面的“上皮細胞”換氣，有外皮層的“外胚葉”和包著內腔的“內胚葉”就行了。這許多腔腸動物，差不多全是生在水里，或是含空氣的液體里（像寄生蟲），這些水和液體不斷的流進流出，所以同時也就換氣了。但是高等動物里，除了構造簡單的小動物（輪蟲類以及別種蠕蟲，和軟體類、關節類里的最小種屬等）之外，不大有這種樣的。這些體腔動物的大多數都有很大的身軀，所以要有特別的器官，此等器官要個大些的表面，好在一定的空間里換氣，并且算做固定的呼吸器官行那特殊的化學作用。此等器官照著環境的性質分為兩類，一類是水里呼吸的鰓，一類是陸地上呼吸的肺。肺直接從大氣里吸取酸素，鰓從水中所溶和的空氣里吸取。
我們叫作“鰓”的這種水中呼吸器，大抵都是外皮或“內胃皮”之薄削的部分，所以鰓可以分為“外鰓”“內鰓”兩大類。兩者都有許多的血管，從身體上把血引到這里來以便接觸空氣。表皮鰓即外鰓，是脊椎動物里所特有的，這種鰓作絲線狀、櫛狀、葉狀、鉛筆狀、叢羽狀等形狀，是從“內胚葉”起的“外皮”之固定的“隆起物”，表面很廣的，以備身體和水之間的換氣。在軟體動物里，離心臟不遠，都有一對櫛形的鰓，在關節動物里，身體的各節里有幾對這樣的鰓。腸鰓即內鰓，是脊椎動物，緊連著脊椎動物的“被囊動物”，以及蠕蟲類的一小部分“腸魚類”（enteropneusta）等所特有的。這類的動物，其“前胃管”變成個鰓形，管壁上通著許多鰓孔，口里吸進來的水，從這種裂縫的外口流出去。“無頭骨類”“圓口類”、魚類等下等水產脊椎動物，以鰓為唯一的呼吸器官，至于生在空氣里的高等動物，就用肺呼吸，全然用不著鰓了。然而遺傳性是件極其強固的東西，一直到人類，鰓是久已無用的了，胎兒還有三對至五對的基本鰓孔哩。這是新生學上一件極有趣味的事，據此可以證明有羊膜類（連人類也在內）是從魚類進化出來的。
水產的“棘皮動物”，有種奇特的呼吸法。此等動物的身體上，有個很大的水管，這水管把海水吸進去，又從特別的皮孔吐出去。這些水管［（即步帶管（ambulacral）］的許多分支，尤其是那皮上叢生的幾千細須或腳，都裝滿了水，這種細須同時供運動、感覺、呼吸三種用處。但是有許多“棘皮動物”又有特別的鰓，海盤車的背部有個小指形的“皮鰓”，海膽有個特別的葉形的“步帶鰓”，海參有個內部的“胃鰓”（直腸之樹形的內卷）。
呼吸空氣的器官都叫作肺。這肺也像呼吸水的器官一般，有時是由身體的外皮構成的，有時是由內皮構成的。有幾類的脊椎動物都長皮膚肺（即外肺）。在軟體動物里，那陸居的“有肺蝸牛”，因為鰓孔的機能改變了，長出個“肺囊”來。在關節動物里，那“有肺蜘蛛”和蝎子，有兩個以上的“氣管肺”，就是這皮囊里包著幾個扇形的“氣管葉”。在別種呼吸空氣的關節動物（氣管蟲類）里，沒有這種肺，而有簡單的或叢枝狀的“空氣管”貫通全身，直接把空氣傳到組織里去。這種動物以皮膚上的特別氣孔從外面吸取空氣。“多足類”和昆蟲類大抵都有幾個氣孔，蜘蛛卻只有一兩對氣孔，有四對的時候就很稀少了。這種“氣管蟲類”回到水里去棲息的時候（各類昆蟲的幼蛹往往會有這種事），外部的氣孔就閉起來，另生出絲狀或是葉狀的新“氣管鰓”來，這種鰓以滲漏作用從四圍的水里攝取空氣。最古的最下等的氣管蟲類就是那“原始氣管蟲”（protracheata），這種蟲是古代“環蟲類”和多足類中間的連鎖。他們的皮膚上叢生著許多很短的空氣管，這明明是由那簡單的“皮腺”改變了機能進化出來的。
“內臟肺”是只有“四足類”“兩棲類”“有羊膜類”以及其魚狀的祖先“肺魚類”等高等動物才能有的。這“內臟肺”是“前胃”之囊形的卷褶，原是由魚類的氣胞改變了機能生出來的。這個滿裝空氣的胞，咽喉的囊狀附屬物，原只是供魚類增減重量的個“靜水器官”。魚要想下沉，把這胞一縮，身軀就重了，把這氣胞再一膨脹，就浮上來了。這肺是由氣胞壁上生血管換氣而起的。在那現存的最古的肺魚類里，這肺還是一個簡單的囊（單肺類），在別種肺魚類里，這簡單的喉腔早分為兩個囊了（雙肺類）。那“風管”（和氣管有分別，不能混為一物）是由其莖狀物的伸長，和脆骨環給予其的力量構成的。兩棲類里，呼吸管的前端早已長成個聲音言語的重要器官——喉嚨。
排泄廢物的機能，對于有機體的重要，不在呼吸機能之下。腎臟以尿的形式排除液體、固體的排泄物，恰似呼吸之排除有毒炭酸氣一般。這些排泄物有一部分是尿酸、馬尿酸等酸類，一部分是尿素、“規林”（guanine）等“亞爾加里”（alkaline）。大多數的體腔動物，既是不斷的有水流過他的身體，好似呼吸一般，自然把這些廢物流去，所以不再要有特別的排泄器官了。然而在那扁蟲類，就有這種叫作尿道的重要的排泄器官，一對簡單的分歧的水管在胃管的兩邊，管口向外開著。這種原始的尿道是由扁蟲類傳到蠕蟲類，再由蠕蟲類傳到高等的體腔類。在高等體腔動物里，這尿道大都以特別漏斗狀管通到內部體腔，這腔所是做第一個容尿器用的。其外口有時貫通外皮在背上開個排泄孔，有時和直腸相合通列肛門。最古關節動物環蟲類，其身道的每一節都有一對尿道，每一條尿道分作三部，就是那通體腔的內孔，中間的腔部，和以伸縮來排尿的外胞。有內關節的脊椎動物之排尿系統是和這種很相似的，然而漸漸也就有很精細的構造了，他有一對由許多支尿道構成的、很密致的腎臟。照進化的發生階級，腎臟的發生分三個程序，第一是最初的“前腎”，中間有第二原始腎，最后才是第三的“后腎”。這“后腎”是要到爬蟲類、鳥類、哺乳類三種高等脊椎動物才能有的。軟體動物也有一對腎臟。他這腎臟是由一對尿道發達而成的，其口內通心腔，在背上向外開著。“甲殼類”也都有一對尿道。至于那“原始氣管動物”，每一個關節有一對尿道，這是由他的祖先環蟲類遺傳下來的。其他的氣管蟲類，像那多足類、蜘蛛類、昆蟲類，沒有這樣的尿道而有“馬爾必吉管”，這管子是意大利國馬爾必吉氏（Malpighi）所發見的，由直腸生出來漏斗狀腺，有時只有一兩根，有時一大叢。
（死體寄生）大多數植物都是純然造原形質的，大多數動物都是食原形質的，然而這兩大有機界里．卻也有些種類（尤其是下等種類），因為對于別種有機體的關系，其新陳代謝作用取一種特別的方式。死體寄生物和生體寄生物就都是屬于這一類的。所謂死體寄生物者，就是指那專吃別種動物的尸體，或是“不適于高等動物食用的腐敗物”之植物和動物。單細胞原生物里，有許多種細菌是屬于這類的，此外還有許多藻菌也是的，后生植物里的菌類，后生動物里的海綿類都是的。那到處都有的細菌，其新陳代謝的許多奇特處，我早已經說過了，他們是致腐敗的原因，同時也就吃那已死的有機體。菌類大概總都是吃已死的植物和堆在地上的腐敗物。他以這種性質，把地上掃除清潔，好似海綿之把海底掃清一般。然而高等植物動物里，也有些小種類，成了死體寄生的后天習慣。后生植物里的水晶蘭（德國的石刀柏就屬這科的）和Neottia、Corallorhiza等蘭類都是這樣的。他們既是直接從木材的腐爛物里取原形質，所以就失卻葉綠素和綠葉了。在后生動物里，有許多種蠕蟲類，以及蚯蚓和吃泥的穴居環蟲等高一點的動物，都是吃腐敗物的。這些死體寄生蟲把其最近的親屬所用以捕捉、嚼碎、消化的器官（即眼、顎、牙、消化腺）全然或是大半喪失了。許多種死體寄生物做了到生體寄生物的過渡形式。
（生體寄生）狹義的“生體寄生物”，從近世生物學講來，就是指那“寄居在別的有機體里而吸取其滋養物的有機體”。這種寄生物，在動植兩界的各大種類里都很多，他們的變形，在“進化論”上有極大的趣味。再沒有別的事能像“適應寄生生存”這樣對于“有機體”有極深的影響了。除了這種之外，也再沒有別的種可以這樣的一步一步尋出退化的層次，并且把這作用之機械的性質表現清楚了。所以寄生體學是“成來說”之最確實的根據，并且對于那紛爭不決的“后天性質之遺傳”提出許多絕好的證據。
在單細胞有機體里，細菌是各樣“適應寄生習慣”之最好的證例。我們既把這種無核的原生動物算做最古的最簡單的有機體，以為他是造原形質“克羅馬塞亞”之變質的，當然他是在“生命歷史”的初期里早已變成寄生生活了。就連一部分的“摩內拉”（細菌因為沒有核所以一定也要算在這里面），也以為與其自己照遺傳的樣式行那費力的炭素同化作用，不如吃別的原生物直接同化他的原形質倒反便利。孢子蟲類、菌藻類等真有核細胞也是這樣的，他們以種種的樣法適應寄生的習慣。他們有許多是寄生在高等動物的直腸小腸，或是別的氣管里（簇蟲），有許多寄生在組織里，例如肉質孢子蟲在哺乳動物的筋肉里，貝殼蟲和變形孢子蟲在脊椎動物的肝臟里。他們內中有許多都是“細胞寄生蟲”，生在別的動物的細胞里，把他破壞了，像那種“海摩斯波力的亞”（Hmosporidia）專破壞人的血細胞，使人害間歇熱的病。
在多細胞后生植物里，最是那菌類有各樣的寄生生活。許多菌類是高等動植物的大敵，這是人所共知的。各種的菌類對于其所寄生的動植物，發生有毒的作用，使他生各種病癥。我們的重要農產物葡萄、芋頭、谷子、咖啡等物，被這種菌病損害了多少，這是大家都曉得的，并且有許多高等動物與下等動物也都受他的害。這菌類大約是由藻類變形進化出來的，高等后生植物里，有許多種也是寄生的，像蘭草、鹽灶草（列當科、山黧豆科）、旋花科（菟絲子屬）、馬兜鈴科、桑寄生科（槲寄生屬、桑寄生屬）、大花草科等類都是的。
各類后生動物的寄生，比后生植物的寄生還多些，還有趣些。軟體動物和棘皮動物寄生的很少，扁蟲類、蠕蟲類和關節類最多。甚至于后生動物的先祖原腸體動物里也有是寄生的。這些最古的后生動物在別種動物身體里受的保護，大約就是他們何以能至今不變的原因。海綿類、刺絲胞類里不大有真正的寄生物。扁蟲類里寄生的倒很多。吸蟲類一部分在動物的外面（外寄生），一部分在里面（內寄生），并且使這動物生極重的病癥。他們已經喪失其祖先滴蟲類所遺留的顫動的外皮，另長個黏著的裝置。完全住在別的動物身體里面的眥蟲類，是由吸蟲類變出來的，他已經失掉了消化管，從皮膚上吸收營養物。蠕蟲類里的疥癬蟲，軟體動物里的寄生蝸牛，甲殼動物里的頭足蟹，也都有這樣的退化現象。
甲殼類里，有許多極有趣味的“由寄生而退化”的實例，一來因為這一類里各種各屬都有，二來因為其組織很高的身體，把退化的各個階級在各器官上歷歷表現出來。獨立生活的甲殼蟲大都能運動得很敏捷的，他的那許多骨頭也連接得很好，極適于各樣的運動（跑、泅水、攀緣、掘土等），其感覺器官也很發達的。他寄生到別的動物身上去的時候，這些器官都不再用，就漸漸萎縮消滅了。幼小的甲殼蟲都由這樣的特殊的“那卜留斯”（nauplaus）形來的，泅水泅得很快，到后來成了寄生的習慣，他的感覺器官運動器官就都萎縮了。照40年前（1864年）佛理茲·繆來爾·德斯特爾羅（Fritz Müller-Desterro）的名著《因為達爾文》里說的，甲殼類對于“成來說”“淘汰說”、進步的遺傳、生物發生法則，都有許多明確的證據。看那各種各屬的蟹，因為寄生的習慣，也起同樣的退化,這些事實是更為要緊了。
（共生）兩個相異的有機體之“生命聯合”，即是所謂“共生”（symbiosis）或是“互助生活”（mutualism），和這“寄生生活”是全然兩件事。寄生物全是以蠶食那被寄生者為生活，“共生”是兩個生物因相互的利益聯合在一起。共生是原生物里所有的，放射蟲里更多。在那包裹著他們單細胞身體的“中央囊”的膠質包皮里，散布著許多不動的黃細胞（zooxanthella）。據說這都是“保羅陀馬塞亞”（Paulotomea）類的原生植物，即是單細胞藻。他們受放射蟲的保護，以放射蟲的身體為家，以造原形質生長，以極快的分裂增殖。他們以炭素同化作用造出來的淀粉和原形質，大半都直接做這放射蟲的食料，其余的黃色素依然生長增殖。許多動物的組織里，也有和這個一樣的黃細胞或是“綠細胞”（zoochlorella）做共生物。歐洲的普通淡水水螅，其綠的顏色是由于許多“綠細胞”住在他表皮的氈毛細胞里。然而就大概說起來，后生動物里的“共生”比后生植物里稀少些。后生植物里，“地衣”一科都以“共生”為根本的特性。每一個“地衣”，都是由一個造原形質的植物（有時是一個原生植物，有時是一個藻類）和一個食原形質的菌聯合而成的。這菌供給綠藻（即是這原生植物）的住宅和水，并且保護他，綠菌供給菌的食物以為酬報。