生命的躍升：40億年演化史上的十大發明
	曾用價	78.00
	齣版社	科學齣版社
	版次	1
	齣版時間	2018年05月
	開本	16
	作者	（英）尼剋·萊恩（Nick Lane）
	裝幀	圓脊精裝
	頁數	291
	字數	270000
	ISBN編碼	9787030570468

內容介紹
無

目錄
目錄
001 導論演化的十項*偉大的發明
008 第*章生命的起源—來自鏇轉地球
032 第二章 DNA—生命的編碼
057 第三章光閤作用—太陽的召喚
082 第四章復雜的細胞—決定命運的相逢
110 第五章性—地球上*大的彩票機構
137 第六章運動—力量和榮耀
163 第七章視覺—來自盲人之地
195 第八章熱血—打破能量壁障
221 第九章意識—人類心智的根基
248 第十章死亡—不朽的代價
275 後記
277 緻謝
280 參考文獻

在綫試讀
導論演化的十項*偉大的發明
　　和宇宙空間吞噬一切的黑暗相比，地球是一個夢幻的藍綠色球體。僅有二十餘人曾站在月球或更遠方，親身經曆過看到我們星球時的感受。然而他們送迴傢鄉的照片，把這種脆弱之美鎸刻在瞭一代人的心靈中。這種感受無與倫比：這個被無盡虛空包圍的彈珠般的星球是我們共同的傢鄉，在這一認知麵前，人類關於國境綫、石油或教義的小打小鬧都煙消雲散瞭。更重要的是，在這個傢裏，我們與生命*神奇的發明共同生活著—事實上我們的存在都是拜這些發明所賜。　
　　正是生命，把我們的星球從一塊繞著年輕恒星公轉的傷痕纍纍的炙熱岩石，改造成瞭這座太空中的活燈塔；正是生命，使我們的星球充滿藍色與綠色，因為微小的光閤細菌淨化著大氣與海洋，令其充滿氧氣，噝噝作響。在氧氣的驅動下，生命在所有可想象的維度裏爆發。繁花盛開招蜂引蝶，金色的魚兒躲進纏結的珊瑚，巨大的怪物潛伏在漆黑的深淵裏，樹木的枝條伸嚮天空，動物沉睡、醒來、看見一切。而在這所有一切之中，我們被造物的無盡謎題深深觸動，我們這些宇宙中的分子集閤體感知、思索、驚訝與好奇著我們是怎樣抵達此時此地的。
　　這顆星球有史以來第*次，我們知道瞭。這不是確定無疑的知識，不是真理的石闆，但卻是人類*偉大的使命—知曉和理解我們身邊和體內的生命世界—之正在成熟的果實。當然，自150 多年前齣版瞭達爾文的《物種起源》起，我們就已經瞭解瞭*基本的框架。自達爾文以來，人類關於過去的知識愈發豐富：不僅有化石填補瞭空缺，還有對於基因緊密結構的理解—正是這種理解鞏固瞭豐饒的生命奧秘之毯的每一個細密針腳。然而隻是在*近的幾十年裏，我們纔從理論和抽象知識前進到瞭關於生命生機勃勃的細節圖景。直到*近，人們纔開始破譯書寫生命奧秘的語言，這種語言所掌握的密鑰，不僅通嚮我們生活於其中的生命世界，也直達遠古的奧秘。
　　這個故事要比任何造物神話更富有戲劇性、更引人注目，也更錯綜復雜。然而就像任何造物神話一樣，它仍然是一個關於轉變的故事：關於突發的、驚人的改變；關於革新如何重塑瞭我們的星球，如何用新的復雜性重寫過去的革命。宇宙中看到的這顆星球的平靜之美，掩藏瞭它的真實曆史：滿載衝突、創造與變化。諷刺的是，我們自己那些小打小鬧正反映瞭這顆星球狂暴的曆史，而隻有我們—這顆星球上的掠奪者，得以崛起其上，並窺見它統一的美麗整體。
　　這個行星的劇變，在很大程度上是被兩隻手數得過來的演化革新所驅動的，這些新發明改變瞭世界，並且*終使我們的生命成為可能。我必須澄清這裏所說的“發明”（invention）的意思，因為我並不是暗示這裏存在一個有意識的“創造者”。《牛津英語大詞典》定義invention 是“做某事采用一種新方法或手段得齣的原初的發明物或産品，在此前不為人所知；起源，引入”。演化並無遠見，也不曾為未來謀劃。不存在發明者，也沒有智能設計。盡管如此，自然選擇令所有特質麵對*嚴酷的實驗，隻有*佳設計得以勝齣。這是使人類劇場相形見絀的自然實驗室，仔細核對以億萬計的微小差異，每代如此，代代如此。設計無處不在，它來自盲目而精密的過程。演化論者常常非正式地談論發明，要錶達自然驚人的創造力，沒有比它更好的詞瞭。洞察這一切如何發生的圖景，是科學傢的共同目標，無論他們的信仰狀況如何—而每一個熱切關心我們是怎樣走到今天的人，也應是如此。
　　這本書講的是演化的*偉大發明，講的是每一次變革如何改變生命世界，以及我們人類怎樣學會讀懂這些曆史—用到的精巧機智足可媲美自然之力。這是生命偉大創造力的慶典，也是對我們自己的禮贊。事實上，這本書講的就是我們走到今天的曆程—從生命起源到我們自己的生死，這條史詩之路沿途的各座裏程碑。這是一本宏大的書。我們將跨越生命的廣度與長度，從它*初在深海熱泉的起源到人類的意識誕生，從微觀細菌到龐然恐龍。我們將縱覽各個學科，從地質和化學到神經影像，從量子物理到行星科學。我們還將追溯人類曆史，從上古史詩《吉爾伽美什》到*新近的研究，從史上*著名的科學傢到如今鮮為人知的研究者（但我希望，他們注定將來會大放異彩）。在這裏搶先讀到他們的英姿吧！
　　我的發明清單當然是主觀的，完全可以有所不同；不過我確實引入瞭四個標準，靠這些標準大大縮減瞭可選項，入選的都是生命曆史上開創性的大事件。
　　第*條標準是，這一發明必須對生命世界以及對行星整體造成革命性的變化。我已經提過光閤作用，它使地球變成瞭我們如今所知的活力四射的富氧星球（沒有它，動物就不可能存在）。其他的變化不那麼明顯，但影響力幾乎同樣普遍。影響力波及*廣的兩項發明是運動（這使動物可以四處巡遊尋找食物）和視覺（它改變瞭所有生命有機體的角色和行為）。有可能正是眼睛在5.4 億年前的快速演化，在寒武紀大爆發（化石記錄中突然齣現瞭真正的動物）中居功至偉。我在每個章節的引言裏討論瞭每一次發明對地球造成的翻天覆地的影響。
　　第二條標準是，它必須直到今天依然有著無可比擬的重要意義。*佳例子是性與死。性一直被描述成終*的存在之荒謬，這還不是說《愛經》裏那些從苦痛到狂喜的扭麯精神狀態，而隻是說細胞之間性行為的奇怪機製。為什麼如此之多的動物，甚至很多植物都要沉溺於性，明明它們可以安靜地自體剋隆呀？這是一個謎，而我們現在已經十分接近這個謎的答案。但如果性是終*的存在荒謬，那麼死就是終*的非存在之荒謬。為什麼我們會變老、會死亡，一路忍受*為悲慘痛苦的疾患？這個非常現代的狀態，並非受熱力學決定，並非是混沌和衰敗積纍的結果—因為不是所有活著的東西都變老，而即使那些會變老的也可以關掉開關停下來。我們將看到，演化已經一次又一次地成功將動物的壽命延長瞭一個數量級。抗衰老藥不應隻是傳說。
　　第三條標準是，每一個創新都是通過自然選擇演化的直接結果，而不是譬如說文化變遷的後果。我是生物化學傢，對語言和社會沒什麼原創的看法。但是我們所成就的一切，屬於人類的一切，其基礎都是意識。很難想象，如果沒有瞭共享的價值、觀念、感受，還有愛、快樂、悲傷、恐懼、渴望、希冀、信念這些無言的情感支撐，共享的語言和社會將如何存在。如果人類心靈是演化來的，我們必須搞明白我們腦中神經元的發放如何能夠引發非物質性的精神感覺，以及情感的主觀張力。在我看來，這是個生物學問題，雖說還是個睏難問題。我將嘗試在第九章解釋這個論點。因此，意識可以算作偉大發明中的一個，語言和社會則不是，它們更多的是文化演進的成果。
　　第四條標準是，這種發明必須在某種意義上是標誌性的。在達爾文的時代以及更早之前，所謂的眼睛完美性可能是原型的挑戰。從那時候開始，人們以各種方式從各個角度討論過眼睛問題，但過去十年裏遺傳研究的爆發進展對此提供瞭新的解決方案：它發現瞭一個意料之外的血緣。DNA 的雙螺鏇是我們信息時代*偉大的標誌。復雜細胞（真核生物）的起源則是另一個標誌性的主題，和外界公眾相比，這個問題在科學界更為知名。這一裏程碑是過去四十年裏演化論者爭論*為激烈的問題之一，並且對於復雜生命在宇宙中如何分布至關重要。每一章就這一類的問題進行瞭討論。一開始我和一位朋友討論瞭我的清單，對方想把內髒而不是運動作為動物的象徵。這個想法在標誌性地位上沒能閤格：在我心中，肌肉力量纔是標誌性的—想想飛翔的榮耀—而僅有內髒沒有動力的移動，隻能算是一隻海鞘，一管係在岩石上搖擺的腸子，不夠標誌性。
　　除瞭這些比較正式的標準之外，每一個發明還得激發我自己的想象力。這些發明，是我自己作為一個熱切好奇的人*想知道的。其中有一些發明我以前寫過，如今想要在更廣闊的設定下重新討論。其他一些發明，比如DNA，是對每一個好奇心靈都有緻命吸引力的主題。深藏於DNA 結構中的綫索如何被解開，這是過去半個世紀裏*偉大的科學偵探故事，然而這個故事就算在科學界中也鮮有人知。我隻能希望，我能夠成功錶達齣自己在探索時的興奮、激動。熱血則是另一個例子，是一個充滿激烈爭論的領域，因為在許多問題上科學傢們還沒有達成共識：恐龍到底是懶洋洋的大蜥蜴（變溫動物）還是活躍的熱血殺手（恒溫動物），熱血鳥類是直接從霸王龍的近親演化而來還是跟恐龍沒關係。沒有比這更好的機會來親自審視相關證據瞭！
　　於是我們現在有瞭清單，我希望你現在已經迫切地想讀瞭。我們將從生命起源開始，以我們自己的死亡和對不朽的鑽研收尾，途中會經過以下裏程碑：DNA、光閤作用、復雜細胞、性、運動、視覺、熱血和意識。
　　但在我們開始之前，我必須多說兩句這篇前言裏貫穿的主旨：是一種新的“語言”為演化曆史的深度提供瞭如此洞察力。直到不久之前，曆史的研究有兩條大道：化石與基因。論及探索生命的過往，兩者都十分得力，但也各有瑕疵。化石記錄中所謂的“空白”已廣為人知，自達爾文對此錶示憂慮之後的150 年裏，這些空白已被艱苦工作彌補瞭不少。化石的問題在於，它們必須有特定的環境纔能保存，因此不能、也不可能毫無扭麯地反映過去。事實上我們能從中收集這麼多信息已經非常驚人瞭。同樣地，比較基因序列的細節使我們得以建立起譜係樹，它能夠精準地錶達我們和其他有機體如何相關；不幸的是，基因*終會分叉到再也找不到共同之處的地步：往前不斷追溯總會到極限，繼續往前走的話讀齣的曆史就變成瞭亂碼。但是在基因和化石之外，還有其他有力手段可以追溯*為古老的過去，而這本書在某種程度上就是這些方法之精確性的禮贊。
　　舉個簡單的例子—我*喜歡的例子之一，但在這本書裏沒有找到閤適的地方齣場。它涉及一種酶（能催化化學反應的蛋白質），這種酶對於生命而言非常核心，從細菌到人類，幾乎在所有活著的有機體中都可以找到它。兩種細菌裏的這種酶被拿來比對，一種細菌生活在高溫的熱泉口，另一種細菌則在寒冷的南極地區。編碼它們的基因序列是不一樣的—它們已經分異到瞭截然不同的程度。我們知道它們是從一個共同的祖先發展而來的，因為我們發現，那些生活在較溫和環境中的細菌，體內有一係列的中間狀態。但僅看基因序列，我們難以發現更多瞭。二者分異當然是因為生活環境如此不同，但這是抽象的理論知識，乾癟而且缺乏深度。
　　但現在，由於晶體學的長足進展，我們可以用高強度的X 射綫瞬間穿透它們，在這轉瞬即逝的片刻裏看到這兩種酶的分子結構。這兩種結構是可以重疊的—它們如此相似，每一條摺疊和裂隙，每一個凹陷和凸起，都在三個維度上如實復製另外一種。未經訓練的雙眼也許難以區彆它倆。換句話說，盡管大量的基石隨著時間推移被替代，分子的總體結構和形狀在演化中被保留下來（因此它的功能也一樣），就好像它是一座原本石砌的大教堂，然後用磚重構，但並未流失其宏偉的建築風格。接著就齣現瞭另一個啓示：哪些建築模塊被替換瞭？為什麼？熱泉口的細菌那裏，酶是盡可能地結實—建築模塊彼此緊緊地綁在一起，通過類似於水泥的內部膠閤，保證它在沸騰熱泉水的能量衝擊下還能保持形狀。這個教堂是用來抵禦不間斷地震的。在冰雪中，這一情形正好顛倒過來。這一建築模塊是靈活的，允許它們無視冰雪仍保持活動，就好像是用滾珠軸承而非磚塊重建瞭教堂。在6℃的環境下，冰版的酶要快29 倍，但在100°C 時它就變成瞭碎片。
　　這裏浮現的景象既多姿多彩又真實立體。這一基因序列的變化現在有瞭意義：盡管需要在完全不同的環境下運作，但它們保留瞭酶的結構和功能，我們現在可以看到在演化中到底發生瞭什麼，以及為什麼—不再僅僅是模仿，而是真正的明悉。
　　現在，還有其他巧妙的工具可以用來洞悉真實過程，獲取同樣生動的理解。比較基因組學使我們不僅能夠比較基因，還能夠比較基因組—一次比對數百種不同物種的數韆基因，這也是過去幾年中剛剛實現的，靠的是越來越多的全基因組信息。而蛋白質組學使我們可以
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