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《生命的跃升》:生命演化的十个精彩故事

 
 
《生命的跃升》:生命演化的十个精彩故事  
 

《生命的跃升》:生命演化的十个精彩故事

《生命的跃升:40亿年演化史上的十大发明》, [英] 尼克·莱恩著,张博然译 科学出版社2016年1月出版

■段艳芳

从地球形成之初的沉寂与荒芜,到如今生机勃勃的蓝色星球上多姿多彩、林林总总的生命,生命的演化充满了太多惊奇。生命是怎样从无到有,又是怎样跨过关键演化步骤的呢?在《生命的跃升:40亿年演化史上的十大发明》一书中,生物化学家尼克·莱恩对此进行了深入而又精妙的阐述。

全书分10个章节,每个章节就一个对生命和地球面貌进行革命性改观的重大演化事件进行解读,包括生命的起源,遗传物质DNA的产生,光合作用是如何出现的,复杂的真核细胞的产生过程,为什么绝大部分生物选择了有性生殖,运动、视觉、热血和意识是如何演化出来的,以及个体为什么无法逃避死亡的命运。

跨越近40亿年时间的洪荒,关于生命演化的很多证据已经消失殆尽而无从追溯,化石和基因成为两个最重要的突破口。自1859年达尔文提出“生命之树”的构想以来,在无数生物学家的努力下,生命之树的细节已经越来越清晰。尽管如此,一些基本的演化问题,真相仍隐匿于重重迷雾之中。

作者以深厚的学术功底和敏锐的洞察力,结合生物化学、古生物学、发育生物学、神经生物学、结构生物学、比较基因组学等多个学科的最新科研成果,从最初在深海热泉中生命的起源到人类意识的诞生,从植物光合作用的产生到动物运动能力的获得,从在微小细菌中脱颖而出的真核细胞到出现于中生代并最终在新生代大放异彩的热血动物,讲述了一个个精彩的故事。

有时候因为是讲述过于久远的故事,有些理论只能算“假说”,但是能让人眼前一亮。作者也特别指出:“在科学里,假说的伟大价值就在于此,向未知中迈出想象的角度,提供新的角度和新的实验,可以证实也可以证伪我们的前提。”例如,在生命起源一章,就有这样极富创意和科学性的假说。

教科书中,米勒往装了水和混合气体的大玻璃瓶中通电火花并获得包含几种氨基酸的有机分子的实验,似乎可以让人确信有机分子可以在原始海洋中莫名其妙地出现;大名鼎鼎的克里克力挺的地球生命的外星起源假说更像是对解决这一难题的失望和回避。生命起源问题像是落满尘埃的陈旧科学难题,仿佛永远都无法取得突破。

作者没有被这样的困难吓倒,而是通过自己的思辨,介绍了麦克·罗素和比尔·马丁两位科学家极富创意和科学性的假说,生命起源于深海碱性热泉口的多孔岩石。在那里氢气和二氧化碳直接反应,不仅生成有机分子,还释放能量ATP。生成的有机物乙酸硫酯轻而易举就可以直达生命新陈代谢的核心——三羧酸循环,而化学渗透——通过质子的跨膜运动来产生ATP的方式,允许生命积累能量,从而离开热泉口扩散至更广阔的空间。生物的核心代谢途径和使用质子来产生跨膜梯度的广泛存在的机制,提供了绝好的佐证,也使得该假说有着更为深刻,也更具合理之处。恰如诺贝尔奖得主克里斯蒂安·德·杜维所说,“化学的决定性意味着生命一定会快速涌现”。尼克·莱恩所讲的生物演化故事,往往出人意料又让人信服。这显然建立在科学性的基础上,体现了作者对多学科研究进展的全面的了解,更重要的是,对这些进展,作者赋予思辨的眼光,有取舍,有推理,有观点。有些演化难题的答案是开放的,并没有最终的答案,即便如此,作者讲述的故事依然富有启发性。文中清晰严谨又有趣的语言也是一大亮点,使我们愿意去了解并且能够读得懂如此复杂的演化故事。

《中国科学报》 (2017-07-14 第6版 读书)

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