內(nèi)容簡介：
40億年前沿盅，海底熱泉偶然地成為你和其他生命的起源之地；
之后纫溃，DNA的復制密碼讓你得以繁衍腰涧；
直到光合作用制造出氧氣，你才解決了能源問題紊浩；
接著窖铡，復雜細胞讓你的構成從簡單變?yōu)閺碗s疗锐；
有性生殖打亂了遺傳組合，讓你結合父母的優(yōu)點费彼；
運動擴大獵食范圍滑臊，讓生存變得容易；
眼睛成為你獲取信息的主要來源箍铲；
熱血提升新陳代謝速率雇卷，以維持你的大腦消耗；
意識更是讓你得以學習颠猴、思考以及成長关划；
而最后的最后，直到生命盡頭芙粱，你會發(fā)現(xiàn)死亡才是一切生生不息的奧秘所在……
總而言之，在地球上氧映，生命已經(jīng)進化了40億年春畔。但與達爾文猜測的不同，進化的過程并不是一成不變岛都，順理成章地向前滾動律姨；而是在某個時間點忽然躍升，激進地一路狂奔臼疫。DNA择份、光合作用、眼睛烫堤、性等10次進化荣赶，少了其中任何一次，你都不可能成為今天的樣子鸽斟。
翻開本書拔创，見證你本身就是40億年來最大的奇跡。
作者簡介：
尼克?萊恩（Nick Lane）
英國生物化學家和作家富蓄，英國倫敦大學學院的教授剩燥，倫敦大學學院線粒體研究學會的創(chuàng)始成員，并領導了該學院關于生命起源的研究計劃立倍。
萊恩曾獲得2015年生物化學協(xié)會獎灭红，2016年皇家學會邁克爾?法拉第獎，并在《自然》《科學》和《細胞》等國際期刊上發(fā)表過80余篇論文口注。
萊恩寫過四本關于進化的書籍变擒，被翻譯成25國語言∏拗荆《獨立報》稱他為“我們時代最令人激動的科普作家之一”赁项。
《生命進化的躍升》曾獲得2010年英國皇家學會科學圖書獎（2002年《果殼中的宇宙》獲得該獎葛躏，2004年《萬物簡史》獲得該獎）∮撇耍《新科學家》《自然》《泰晤士報》和《獨立報》評選它為年度最佳圖書舰攒。
精彩書評：
壹：短評
#??剛開始沒有注意作者是誰，讀了幾段覺得這個作者確實有水平悔醋，才發(fā)現(xiàn)是不久前才讀過的一位作者摩窃。譯本很好，這本書是很硬的科普書芬骄，需要一點專業(yè)知識并且邊讀邊思考才能理解猾愿，涉及的問題既能勾起大眾的興趣，又確實是前沿的問題账阻，同時也介紹了很多研究成果蒂秘，很高興看到這樣的作品經(jīng)優(yōu)秀翻譯之手進入中文出版市場，我們的國家和教育需要這樣優(yōu)秀的書籍淘太，感謝譯者和出版社姻僧。
#??生命科學讀物，探討了生命史上的幾大重要突變蒲牧，科普性很強撇贺，不過感覺有些帶有作者的主觀色彩。
#??是什么引領生命飛升冰抢？極為優(yōu)美的科普松嘶，生化反應的描述太可愛，是天真而博學的科研工作者擁有的詩意靈魂了挎扰。這個版本的翻譯讀起來也非常舒服翠订，很享受。
貳：
（寫在最初的最初：作者本人是個演化學家遵倦，從書的標題也可以看出蕴轨，整本書是從演化的角度來闡述問題的，所以這些書中還沒有實錘的一些理論是否一定是最合理的解釋是很難確認的骇吭，因為作者一定會從演化理論的角度去找一個最make sense的理論出來橙弱，我們在看的過程中，除了被科普的同時燥狰，主要是看作者本人的論證邏輯棘脐，在他的理論觀點角度是否站得住腳，是否在自己的邏輯體系內(nèi)能夠自洽龙致，但也不要把這些理論當做定論蛀缝，只是作為一些可能性來了解，本身也會帶來開拓思路的效果目代，同時也能享受大開腦洞的樂趣屈梁。）
導論
一嗤练、選題標準
對生命世界及對行星整體造成革命性的變化；
直到今天仍有著無可比擬的重要意義在讶；
每一個創(chuàng)新都是自然選擇演化的直接結果煞抬，而不是譬如說文化變遷的后果；
在某種意義上是標志性的构哺。
除上述標準外革答，每一個發(fā)明還得激發(fā)作者本人的想象力。
二曙强、貫穿前言的主旨：一種新的語言為演化歷史的深度提供了如此洞察力残拐。
直到不久前，歷史的研究有兩條大道：化石和基因碟嘴。但這兩者都存在著瑕疵溪食，化石存在空白期且保存于特定環(huán)境，而基因不斷追溯總會走到極限娜扇。
這本書提供了一些其他的手段错沃。如酶，由于晶體學的長足發(fā)展袱衷，我們可以用高強度的X射線瞬間穿透酶捎废，并看到他們的分子結構笑窜，發(fā)現(xiàn)高度相同的結構在不同環(huán)境下的變化和發(fā)展致燥；如比較基因組學、通過成像技術看神經(jīng)元機能等等排截。
第一章生命的起源——來自旋轉地球
核心問題是：生命是如何從無機物中起源的嫌蚤。有提出外來理論的，理由是覺得時間不足夠自發(fā)產(chǎn)生生命断傲，但按照化學反應的特質脱吱，任何反應都應該是快速的，時間太長的話可能反應物會分解掉认罩。作者本人希望展示出一個生命從自己的旋轉星球產(chǎn)生的解釋箱蝠。
故事要從1953年米勒-尤里實驗，即原始湯說起垦垂。米勒在玻璃燒杯里裝入水和氣體來模擬地球最初的環(huán)境宦搬，氣體構成是以木星的大氣構成（氨氣、甲烷和氫氣）為參照劫拗，然后通入電火花模擬閃電间校，幾天后得到了有機分子的混合物，其中包含幾種生命所使用的氨基酸页慷，但后來隨著對遠古巖石的研究發(fā)現(xiàn)地球從來就沒有處于過這種大氣環(huán)境憔足，該說法的熱度就漸漸消退了胁附。直到人們在外太空中檢測到了有機分子，特別是小行星和流星體上滓彰，其氨基酸陣列和通過原始湯得到的十分相似控妻，所以有可能是小行星轟炸帶來了有機分子。天體生物學家很喜歡這個觀點找蜜，因為他們的飯碗保住了??但原始湯理論還存在著一個致命的缺陷饼暑，那就是不符合熱力學，原始湯本身沒有想要“主動反應”（好像是熱力學的終點而非起點）洗做。由此引入了新的理論——熱泉口弓叛。
該理論最早產(chǎn)生于20世紀70年代，人們發(fā)現(xiàn)了海底裂谷附近的熱泉口（后得名“黑煙囪”）诚纸，在如此惡劣的環(huán)境中卻有著非常豐富的生命群體撰筷。黑煙囪非常高并且不斷冒出黑煙，黑煙本身是金屬硫化物畦徘，從地殼深處的巖漿中噴出毕籽，酸性和醋接近状植。黑煙囪底部的巖漿被加熱的極高溫度后產(chǎn)生了大量的硫化氫榨呆，硫細菌從中提取出氫來和二氧化碳反應致开，產(chǎn)生有機物質钥屈，這樣不需要太陽也可以繁榮昌盛卑惜。但是二氧化碳轉變到有機物質還需要能量抖棘，為了產(chǎn)能歇由，硫細菌需要氧氣场航，硫化氫和氧氣的反應釋放的能量驅動了整個泉口世界萍肆。只有那些生活在熱泉口邊上同時接觸兩個世界的細菌才能完成這些反應袍榆。
熱泉口的環(huán)境被研究生命起源的科學家注意到，其中塘揣，德國化學家兼專利律師瓦西特肖瑟設想了一套和其他人大相徑庭的方案：一氧化碳作為活性更高的反應中間物直接和硫鐵礦物放在一起包雀，并被后者催化。這一觀點的致命缺陷是“濃度問題”亲铡，即溶解在水中的有機分子是怎么聚合在一起的才写？直到20世紀80年代中葉，羅素提出了另一個方案奖蔓，試圖解決所有問題——堿性泉口赞草。
因大陸板塊的碰撞和擠壓，地幔中的巖石露出锭硼，并和海水直接發(fā)生反應房资，變成水合巖石，然后水合巖石又被擠入地幔檀头，讓水深入地幔轰异，這組織了星球抵達平衡岖沛，驅動星球轉動，同時還釋放出能量搭独，主要是氫氣婴削。熱量和氣體在海底的地表被噴發(fā)出來，變成堿性泉口（因環(huán)境不是酸性而是弱堿性）牙肝，其沉積具有微小空腔切連通像迷宮一樣的網(wǎng)絡唉俗，空腔本身又是由硫鐵礦物構成，可以起到催化劑的作用配椭，因此海水中的二氧化碳和氫氣在空腔中被催化反應虫溜，并在此積聚。這些反應堆最終又是如何構成生命的呢股缸？我們從生命的屬性中發(fā)現(xiàn)了堿性泉口類似的反應衡楞，即三羧酸循環(huán)。
現(xiàn)存所有生物共享的特征中敦姻，最為重要的一個就是三羧酸循環(huán)（作者吐槽說是學生的噩夢瘾境，臨考前死記硬背，考完全忘掉/(ㄒoㄒ)/~~）镰惦，它是新陳代謝的底核迷守，細胞生物學和生物化學的核心。令人吃驚的是旺入，三羧酸循環(huán)可以反向進行兑凿。正常的循環(huán)是：消耗有機分子，脫氫和二氧化碳眨业，生成的能量以ATP的形式儲存急膀，反過來之后則可以生成有機分子沮协。這個反向反應在細菌中都不多見龄捡，但是在熱泉口的細菌里就很多了。耶魯生物化學家莫洛維茨研究得出的結論是：只要所有原料存在且有足夠濃度慷暂，循環(huán)會自動轉起來聘殖，如果某種中間產(chǎn)物的濃度太高，則它會變成循環(huán)中的下一種行瑞。在所有可能的有機分子中奸腺，組成循環(huán)的這些分子是最穩(wěn)定的。這也就是說血久，三羧酸循環(huán)并非基因“發(fā)明”的突照，而是一個概率和熱力學問題，只不過基因出現(xiàn)后直接接管了這個已經(jīng)存在的模式氧吐。作者在此也強調(diào)了自己的觀點：試圖去利用一些分子并調(diào)節(jié)非生物性因素（如壓力讹蘑、溫度和電荷等）造成生命元件來的想法都過于“純粹”（我理解的意思可能是過于一板一眼末盔，想要一步步的搭建），但實際上如果從三羧酸循環(huán)和ATP出發(fā)的話座慰，很多東西可以自發(fā)的從中誕生陨舱，并自下而上的逐步填充出代謝圖中的所有內(nèi)容，直至自然選擇來接管版仔。不過游盲，若想要這一理論成立，接下來要解決的問題就是ATP從何而來蛮粮。
美國生化學家馬丁和羅素（提出堿性泉口理論的那個家伙）從最基礎的問題開始研究——碳是怎么流入有機世界的益缎。目前現(xiàn)存的五種代謝途徑中有四種消耗ATP，第五種則氫氣直接和二氧化碳反應生成有機分子并釋放能量然想，有兩種遠古生物就在做這個链峭，其中一群就是堿性泉口的“古菌”。但是氫氣并不容易和二氧化碳反應又沾，需要催化劑弊仪，在這些古菌體內(nèi)負責催化的酶就是一個包含鐵、鎳和硫的原子簇杖刷，結構非常像熱泉口励饵，這說明了這個細胞是直接把現(xiàn)成的催化劑整合到了體內(nèi)，也表明了這個通路非常古老（不要求演化出復雜的蛋白質）滑燃。至于讓反應在熱泉口運行起來所需的能量正來自于熱泉口役听。暴露這一切的是乙酸硫酯。因為二氧化碳非常穩(wěn)定表窘，不容易和氫反應典予，但是容易和碳或者硫的自由基片段反應（二者在熱泉口中都有），所以說讓二氧化碳和氫氣反應的自由基就來自于熱泉口乐严，反應的產(chǎn)物就是乙酸硫酯瘤袖。而乙酸硫酯在新陳代謝中非常重要，一方面二氧化碳和乙酸硫酯會自發(fā)反應昂验，生成丙酮酸捂敌，這是三羧酸循環(huán)的起點之一；另一方面既琴，磷酸鹽和乙酸硫酯反應會產(chǎn)生乙酸硫酸酐占婉，它的基本功能和ATP一樣，它在完成和ATP驅動三羧酸循環(huán)同樣的反應后生成的產(chǎn)物是乙酸甫恩，這就是今天細菌的常見產(chǎn)物逆济。把這些組合起來，堿性泉口就能持續(xù)不斷地反應并生產(chǎn)有機分子了。這其中唯一一個小問題就是奖慌，最初促使氫和二氧化碳反應的那一點點能量霎终，難處在于這個循環(huán)需要消耗一個ATP才能得到一個ATP，而ATP又是一個能量的基礎計量單位（啟動反應需要一點點能量即可升薯，但是一旦消耗就必須以ATP為單位莱褒，得到的結果超出了投入，但只能以同等投入的ATP取回涎劈，剩余不足一個ATP的能量沒辦法利用）广凸，這樣的話三羧酸循環(huán)就轉不起來。解決這個困境的答案則非常的反直覺——化學滲透蛛枚，它指的是質子穿過一層膜的運動谅海。在呼吸作用中，釋放的能量被用來將質子泵出膜外蹦浦，這個跨膜的質子梯度可以儲存不足一個ATP的能量扭吁，直至湊夠一個ATP。作者同意這個觀點的原因是熱泉口的屬性盲镶，因為泉口的堿性熱液流入了溶解了二氧化碳的酸性海洋侥袜，而酸本身就是用質子定義的，富含質子的就是算溉贿，因此堿性熱液流入酸性海洋本身就形成了質子梯度枫吧，堿性泉口里的礦物細胞天然就有化學滲透。所以宇色，我們得到一個有意思的循環(huán)：生命必須學會利用自身的化學滲透梯度才能離開熱泉口九杂，但只有使用基因和DNA才能利用自己的化學梯度。
綜上宣蠕，現(xiàn)存所有生命的共同祖先（LUCA）是礦物細胞組成的巖石迷宮例隆，墻壁上有催化劑，質子梯度提供能量抢蚀，直至蛋白質和DNA形成镀层。（感覺形成生命的方式好復雜且充滿了僥幸（或者巧合？）思币，難怪大家學到最后都信教了……）
第二章 DNA——生命的編碼
克里克和沃森發(fā)現(xiàn)了DNA的雙螺旋結構鹿响，其字母序列數(shù)量驚人羡微，幾乎是30億個（3Gb）谷饿。DNA復制的精確度很高，但突變也不少妈倔，自然選擇剔除了嚴重的突變博投。通過研究DNA序列，我們可以發(fā)現(xiàn)生命之間是如何相互關聯(lián)的盯蝴，計算出不同生命之間的親緣關系毅哗，這對研究演化的幫助極大听怕。接下來作者就介紹了DNA演化的過程。
（正式開始之前插一段作者本人的吐槽：作者本人是讀了沃森的書然后走上生物學的道路的虑绵，然而在上了大學之后遭遇了不可避免的幻滅尿瞭，因為現(xiàn)實沒有他想象的那么激動人心，于是他選擇了攀巖來尋找刺激翅睛，過了好幾年声搁，科學的刺激才回歸到他體內(nèi)。）
DNA的結構研究清楚之后捕发，編碼問題就成了最大的挑戰(zhàn)疏旨，因為DNA只有四個基本原件：腺嘌呤，胸腺嘧啶扎酷，鳥嘌呤檐涝，胞嘧啶。接下來就是大家通過各種方式百花齊放的猜測編碼方式了法挨，即4個基本原件是如何編譯出20個氨基酸的谁榜。單字母和雙字母代碼很快就被排除了，但是3個字母編碼又顯得浪費凡纳，于是大家開始研究能讓其解釋合理的編譯方式惰爬。首先出現(xiàn)的理論是從數(shù)字學入手的，即重疊代碼惫企，6個字母構成一個密碼子撕瞧，這個理論存在兩個問題，第一是這種編碼方式要求氨基酸按照一定的順序排列狞尔，但根據(jù)實驗數(shù)據(jù)丛版，任何氨基酸都可以挨著任何氨基酸，第二是這種理論將會導致一個結果偏序，即任何一個字母發(fā)生了突變都會影響到兩個以上的氨基酸页畦，但是實驗數(shù)據(jù)表明通常都只有一個氨基酸改變，于是真正的代碼應該是不重疊的研儒。接下來的理論是由克里克提出的豫缨，因為沃森新的研究發(fā)現(xiàn)了信使RNA，所以過程應該是DNA造RNA端朵，RNA造蛋白質好芭，于是克里克從中得到啟發(fā)，提出了一個新的理論冲呢，那就是還存在一種轉運RNA（后被實驗證實）舍败，兩次編碼之后依次排開等待氨基酸來組成蛋白質，這樣的問題就是隨機到達的氨基酸如何按順序排列，克里克的理論是這樣的情況不會出現(xiàn)邻薯，使得會產(chǎn)生誤解的密碼子是不存在的裙戏，于是經(jīng)過一系列排除之后只剩下了20種密碼子的組合方式，完美對上了氨基酸的數(shù)量厕诡。然而之后發(fā)現(xiàn)的被排除掉的密碼子形式又推翻了這一理論累榜。直到后來研究組研究出了真正的情況，那就是多余的組合被合并用于編譯同一種氨基酸了灵嫌。然而這種簡單粗暴的方案讓大家很是失望信柿，既然這么隨便??為啥沒有其他一樣很隨便的編碼方式共存？結論只能是地球上所有的生命都是同一個共同祖先傳下來的醒第∮嫒拢克里克據(jù)此提出了外星智慧散播生命的理論，作者表示MDZZ……直到后來稠曼，人們慢慢意識到形病，密碼子不是凍結的偶然，里面暗藏的模式隱藏了起源故事霞幅，它不是隨意的亂燉而是萬眾挑一的精準密碼漠吻。
三連密碼子中的每一個字母都和一種不同的模式相連，第一個字母和把簡單前體變成暗計算所需的步驟相連司恳，所有以丙酮酸為前體的氨基酸途乃，對應的密碼子首字母都是T，按照第一章論述的內(nèi)容扔傅，它能在深海熱泉口以氫和二氧化碳為原料合成耍共；第二個字母決定了氨基酸的疏水性；第三個字母的好玩之處在于簡并性猎塞，即第三個字母不含任何信息试读，這樣可以解釋為何四種第三位不同的密碼子可以對應同一種氨基酸，這帶來的暗示是荠耽，如果排除掉最復雜的五個氨基酸之后钩骇，15個氨基酸加上一個終止子，剛好可以用二聯(lián)密碼子來編譯铝量，這說明最開始的時候二聯(lián)密碼子倘屹，后來在爭奪第三位的密碼子的時候，早來的15個氨基酸具備了爭奪優(yōu)勢慢叨，搶到了大多數(shù)的（53個）密碼子纽匙，后來的5個只能分享8個密碼子。因為具備這樣的靈活性插爹，這套密碼子抵抗突變的能力變強了哄辣，同時也能緩解突變帶來的災難性后果请梢，它本身的有益性的概率也就更大赠尾，于是這就是自然選擇的優(yōu)化力穗。
總而言之，密碼子揭示了它最初是與生物合成以及氨基酸可溶性有關气嫁，后來又增加了擴展和優(yōu)化〉贝埃現(xiàn)在的問題就是，最初自然選擇是作用在怎樣的物理過程上的寸宵？確切答案不是很清楚崖面，因為首先存在DNA和蛋白質之間的雞生蛋蛋生雞的問題，而且DNA還是惰性的梯影，直到人們發(fā)現(xiàn)RNA可以作為催化劑巫员，它本身就可以身兼二職，自己催化自己合成甲棍，這個想法一下子讓問題變成了RNA和氨基酸之間發(fā)生了何種反應上简识。后來的新研究猜測，雙核氨酸可以催化反應感猛，就如前述的前兩位密碼子編碼的模式七扰，增加的第三位密碼子可以使空間更充裕或結合更緊密陪白，遺傳密碼的基礎就如此成型了颈走，但這整個場景都是猜測的，尚未有證據(jù)支持咱士。然而RNA的演化和如何變成DNA的問題如何解釋立由？作者提出了一個可以和第一章熱泉口結合的很好的解釋。
RNA字母核苷酸首先遇到的問題就是濃度問題序厉，濃度不夠不能聚合拆吆，一開始消耗濃度就又降低了，熱泉口剛好能提供相應的環(huán)境脂矫，這就揭示了RNA的產(chǎn)生枣耀。然后就來到了RNA是如何復制相互競爭變成為蛋白質編碼的這個問題，大概結論是選擇壓逐漸從單個RNA分子的復制變成了細胞作為獨立單元的整體代謝庭再。
最后提到了細菌和古菌的差異捞奕，這里不再詳細敘述，最終結論是說明了RNA是利用了反轉錄病毒（HIV即是反轉錄病毒）變成DNA的拄轻。這個說法沒有證據(jù)證實颅围，但是是個說得通的故事。
第三章光合作用——太陽的召喚
開篇先強調(diào)了光合作用的重要性恨搓，其副產(chǎn)物氧氣是地球生命的關鍵院促，阻止水分從地球流失（和氫氣結合）筏养，并在空氣中積累形成臭氧層，并可以和任何能發(fā)生反應的物質反應產(chǎn)生能量常拓，另外渐溶，有氧呼吸的效率相比其他呼吸方式的效率更高，可以支撐更長的食物鏈弄抬，使得捕食有了價值茎辐，進一步使得捕食者和獵物進行軍備競賽，體積變大也就具備了意義（在結構構成上也能起到作用）掂恕。
氧氣有可能無法在空氣中積累拖陆，原因之一是呼吸作用，呼吸作用和光合作用對立懊亡，阻止氧氣的積累依啰，能夠讓氧氣在大氣層中積累的方法就是有機分子積累不分解，于是被埋起來的植物物質形成了煤店枣、石油速警、天然氣等。除此之外艰争，兩次冰川事件也對氧含量的上升起到了作用坏瞄。我們的星球被氧氣充滿具有一定的偶然性。
要論為何有光合作用也不一定有含氧大氣層甩卓，第二個更加重要的理由是光合作用可能不會把水選作原材料鸠匀，如原始的一些選擇鐵或者硫化氫的細菌。光合作用所實現(xiàn)的是用最小的能量——溫和的陽光而不是灼人的紫外線或宇宙射線把氫從水中提出來逾柿，這是人類新能源的研究方向缀棍，然而因為水太穩(wěn)定了所以難度很高。藍細菌是唯一學會劈開水的生命形態(tài)机错，原因和細菌劈開硫化氫或讓鐵氧化一樣——需要電子爬范，但水是很糟糕的電子來源。光合作用簡單來說也是關于電子的弱匪，雖然從水中獲得電子比從硫化氫等之中更難青瀑，但是后者在今天氧氣充沛的世界里已經(jīng)邊緣化了，因為在陽光照耀通氣良好的水中很難再找到原材料萧诫。于是問題來了：如果難度如此之高的話斥难，光合作用最初是如何演化而來的？
要解決這個問題帘饶，得先來看光合作用的過程哑诊。光合作用分為兩個系統(tǒng)，陽光照到第一個系統(tǒng)（光系統(tǒng)II）上及刻，把電子炸到了高能級镀裤，然后電子慢慢回到低能級的過程中竞阐，釋放出來的能量提供ATP所需的能量，接下來電子在第二個系統(tǒng)（光系統(tǒng)I）又被炸回高能級暑劝，電子就終于被傳送給了二氧化碳骆莹。然后問題就落在來這么復雜的系統(tǒng)是如何產(chǎn)生之上了。因為光合作用是在葉綠素中發(fā)生的铃岔，而在所有植物和藻類中的葉綠素都是一樣的汪疮，所以產(chǎn)氧光合作用只進化了一次峭火。研究發(fā)現(xiàn)葉綠體曾經(jīng)是自由生活的藍細菌毁习，于是研究光合作用的起源就變成了尋找藍細菌起源。此處略過通過化石研究的不靠譜過程（在這個過程中開撕的兩位古生物學家卖丸，其中有一位是牛津大學的纺且，作者稱之為“渾身散發(fā)牛津大老爺高傲氣息”……）。接下來在分子結構研究的過程中稍浆，大家發(fā)現(xiàn)兩個光系統(tǒng)的核心結構幾乎是一樣的载碌，于是猜測他們是從一個共同的祖先演化來的。光系統(tǒng)I原本就存在衅枫，區(qū)別是利用光完成了之前需要用化學完成的任務嫁艇，方式是用一個簡單的色素——卟啉；而光系統(tǒng)II的電子傳遞鏈和細胞呼吸用的鏈基本一樣弦撩，只不過電子是從水中而不是食物中來步咪，電子也被給了葉綠素而不是氧氣。于是更大的問題就是：這兩套系統(tǒng)是怎么連在一起的益楼？
目前還沒有確切答案猾漫，但是有一個不錯的假設。假設細菌有兩套光系統(tǒng)感凤，是根據(jù)外界環(huán)境切換使用的悯周，有硫化氫的時候就用系統(tǒng)I，用來生長繁殖陪竿；失去了原材料就用系統(tǒng)II禽翼，不再生長繁殖，直接產(chǎn)生ATP供自己運行族跛。等到熱泉口關閉后闰挡，細菌就主要依靠系統(tǒng)II，然后不時從外界獲得的電子就不斷被葉綠素吞下并累積無處可去庸蔼，在這個過程中僅僅需要一個突變就可以將積累的電子塞給系統(tǒng)I解总，然后形成了完整的光合作用回路。最后的問題就是如何從水中獲得電子了姐仅。
將電子拿出來的放氧復合體經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)結構和深海熱泉口形成的某些礦物結構非常相似花枫，如鈣錳石刻盐，它有可能是被無意中被藍細菌的蛋白質裹起來了。這個復合體的結構是我們研究新能源的重要對象劳翰。
第四章復雜的細胞——決定命運的相逢
生物學通過分門別類敦锌，來研究生命的親緣關系，在今天看來佳簸，動物和植物之間的間隔非常窄乙墙，但是細菌卻和其他所有的復雜生命之間裂開了可怕的鴻溝。大家就此產(chǎn)生了很多爭議：生命是如何從原始簡單的細菌變成復雜的植物和動物的生均？是很容易發(fā)生的事情還是偶然听想？我們是個例還是這也會發(fā)生在宇宙中的其他地方？作者表示马胧，為了避免這一不確定性被那些喜歡說“加點兒上帝就解決了”的人利用汉买，作者聲明，我們是不缺乏可信的想法的??在所有問題中佩脊，最為深刻的是蛙粘，為何復雜生命在我們行星的整部生命史中只出現(xiàn)了一次？所有的植物和動物毫無疑問都是親戚威彰，這意味著我們都有同一個共同的祖先出牧。細菌的特點是為了繁殖所以結構和遺傳物質極為簡單。而復雜細胞歇盼，即真核細胞舔痕，特點就是有核，核是細胞的指揮中心旺遮，其中充滿了DNA赵讯，基因形式也與原核細胞不同，有蛋白質包裹耿眉。真核細胞的體積要更大边翼，結構也更復雜，有細胞器鸣剪，其中最重要的是線粒體组底。除了外表上的差異外，行為上筐骇，真核細胞也與原核細胞不同债鸡，除個別例外，幾乎所有的真核細胞都有性铛纬，形成雜糅細胞厌均。還有胞吞，告唆，這是個古老的功能棺弊，現(xiàn)在免疫細胞吞噬細菌的時候還在使用這個功能晶密。真核細胞之間也有區(qū)別，但是相比與原核細胞的差異就無足輕重了模她。
從演化的角度稻艰，是不喜歡這樣的間隔的，我們需要找到那個連續(xù)譜侈净，化石證據(jù)并不完整且保存環(huán)境苛刻尊勿，于是我們將目光轉向了基因。通過對基因進行統(tǒng)計學上的研究畜侦，我們可以精確判斷出我們和植物元扔、真菌、藻類等之間的關系遠近夏伊，建立“共識”樹摇展，但這樣也有一個問題吻氧，DNA只有四個字母溺忧，突變會使字母改變，在演化過程中盯孙，我們并不知道字母變了多少次鲁森，看起來一樣的字母有可能變了好幾次，所以統(tǒng)計學在真核細胞起源的前后出現(xiàn)了重災區(qū)振惰。
真核細胞里有兩類基因，一類是與細菌中的基因等價的，一類是真核細胞獨有的——真核標志基因围来。因為真核細胞演化的速度非炒烫遥快，所以很難從真核標志基因中發(fā)現(xiàn)真核細胞是如何演化的桶蛔。而等價基因通常都是核心進程匙头，他們的變化更可能遭到自然選擇的懲罰，所以這些基因演化緩慢仔雷，通過對其進行分析蹂析，可以告訴我們真核細胞和細菌的關系——它們從哪一組細菌中起源，甚至能暗示它們?yōu)楹纹鹪吹拧Ｒ粋€美國生物學家使用核糖體RNA比較序列并建立了一棵樹电抚，結果改變了長久以來的觀點，他發(fā)現(xiàn)竖共，除細菌和真核生物之外蝙叛，還有第三群生命——古菌，在這之前人們以為古菌是細菌的一種公给，但后來發(fā)現(xiàn)古菌和細菌共享的基因不足1/3借帘，而古菌和真核生物之間的關系很近锻煌，二者共享一個共同的祖先，且這個祖先距離細菌很遠姻蚓。古菌在外觀和行為上和細菌是一家宋梧，但處理DNA和蛋白質的方式則有真核細胞的特征。最近的研究發(fā)現(xiàn)狰挡，真核細胞是來自巨大的基因融合捂龄，半細菌半古菌。
達爾文的基因樹適合描述大部分大型真核生物加叁，但卻不是描述微生物演化的最佳方式倦沧，因為水平基因轉移和全基因融合。在演化方式上它匕，人們分為了兩派觀點展融，“原始胞吞”和“相逢定音”。原始胞吞家說的倡導者不否認現(xiàn)代真核是大雜燴豫柬，但他們認為非雜糅的吞噬細胞——原始然而正常的真核細胞——才是主人告希。然而，如果這個說法成立的話烧给，沒有吞噬線粒體細胞就不應該含有任何雜糅細胞的特征燕偶，但這種細胞一直未被發(fā)現(xiàn)。相逢定音假說存在的問題則是础嫡，如果沒有吞噬者指么，兩個細胞是如何融合的，這種假說的支持者提出了一個猜想榴鼎，因為所有的這個理論都是非達爾文主義的伯诬，所以他們認為演化的模式不是小變化，而是相對劇烈的事件巫财，真核細胞就是在這個事件中產(chǎn)生的盗似。但目前我們沒法確認哪一種說法是正確的，于是需要換一個思路考慮這個問題了翁涤。
目前所有已知的真核細胞要么現(xiàn)在有線粒體桥言，要么過去曾經(jīng)有過。于是葵礼，作者認為号阿，可以從線粒體基因組入手研究真核細胞的深層奧秘。在過去的20億年里面鸳粉，真核生物一直在不停地丟失線粒體基因扔涧，但是只要線粒體利用氧氣的能力沒有丟失，它的基因組就沒丟，它把所有基因轉移給了細胞核枯夜，這樣應該是更合理的弯汰，但為什么細胞中還是有線粒體存在呢？線粒體相對更容易突變湖雹，如果挺過自然選擇這么多年咏闪，應該是有什么原因的。一個假說是更為靈活的線粒體可以控制細胞呼吸摔吏，因為越大的細胞呼吸起來就更為困難鸽嫂，按照這個理論，胞吞會極為困難征讲，因為吞噬細胞不具備足夠的能量進行變形和吞噬据某，而兩個共生的細胞在某種情況下融合——相逢定音——就很合理了，融合后帶來的線粒體可以提供能量诗箍，同時還附送基因崗哨用以控制基因癣籽，這個時候細胞才能增長成為巨大的吞噬細胞，沒有線粒體的情況下滤祖，胞吞作用不可能存在筷狼。一旦有了線粒體，細胞沒了能量的制約氨距，新的生活方式——胞吞才成為可能桑逝，真核細胞只誕生了一次，因為這樣的相逢定音及其罕見俏让。
最后為了理解真核生物的起源，我們來到最后一個問題：真核生物的決定性特征——核茬暇。作者接下來介紹了一種假說首昔。這個假說的前提是人們發(fā)現(xiàn)真核基因是碎成很多小片段的，中間被很多非編碼序列分隔開來糙俗，這些不編碼序列就是內(nèi)含子勒奇，他們的祖先是一種跳躍基因，可以瘋狂復制自己并感染基因組巧骚。每一個跳躍基因經(jīng)過“閱讀”而被轉錄成RNA時赊颠，RNA就會自發(fā)折疊成一個RNA剪刀，把自己從序列中切出來劈彪，然后再以此為模板竣蹦，形成新的DNA，被重新整合入基因組沧奴。人類基因組中幾乎有一半都是跳躍基因或他們衰敗了的殘余痘括，為了把這些衰敗基因切出去，宿主細胞征用了跳躍基因的剪刀，但是這把剪刀剪切的有點慢纲菌，于是核產(chǎn)生了挠日。總體來說翰舌，原核細胞對于跳躍基因和內(nèi)含子是零容忍的嚣潜，但是他們是怎么清除掉這些的，目前尚不清楚椅贱，結果就是原核細胞中殘留的內(nèi)含子相比真核細胞極其之少郑原。真核生物解決這個問題的方式就是用膜隔開DNA和核糖體，于是核就產(chǎn)生了夜涕。一旦跳躍基因不再是個問題犯犁，內(nèi)含子的好處也就顯現(xiàn)出來了，它一方面可以允許基因以不同的方式組合在一起女器，探討更多的可能性酸役，另一方面，它讓真核生物的基因組體積大大增加了驾胆。如此看來涣澡，這個世界是從兩個意外中誕生的。
第五章性——地球上最大的彩票機構
性可以實現(xiàn)基因的重新組合丧诺，但為什么不直接把原本很成功的基因直接復制呢入桂？比如鐮刀型細胞貧血癥，兩個壞基因組合會得病驳阎，但只有一個壞基因的時候抗愁，不光不得病，還能讓人不容易得瘧疾呵晚，如果可以直接克隆這個組合蜘腌，就可以把這個有益的基因傳下去了，但是性卻會打亂這個組合饵隙，讓生命直接遭殃撮珠。除此之外性還有很多缺點，在此就不再一一列舉了金矛，但可以看到的是芯急，尋找伴侶和傳遞基因是需要付出額外的代價的∈豢。總而言之娶耍，性作為一種繁殖方式看起來是大大的不利，但為什么卻成為了最為普遍的繁殖方式呢废睦？它一定存在著某種優(yōu)勢伺绽。
重組是性的核心，減數(shù)分裂前，染色體先進行復制奈应，然后再進行重組澜掩，這樣的話每條染色體上都會有自己的父親和母親的基因。性將基因搗鼓出了之前從未有過的組合杖挣。問題是肩榕，為何要這樣做？?
直至現(xiàn)在惩妇，對于大多數(shù)生物學家株汉，還是一個老答案聽起來更符合直覺，即性產(chǎn)生了更多的變異供自然選擇作用歌殃，這意味著性產(chǎn)生的好處主要作用于整個種群乔妈，但對于個體來說卻沒有帶來的好處與壞處。性只是將已有的基因洗來洗去氓皱，這個時候如果加入突變這個因素的話路召，性的好處就更明顯了，因為突變是很罕見的事情波材，不同的突變更有可能發(fā)生在不同的個體上股淡。同時，隨著穆勒發(fā)現(xiàn)X射線可以誘發(fā)突變廷区，大家認識到了絕大多數(shù)突變都是有害的唯灵，那么一個克隆的種群如何除掉這些有害突變就很重要了，如果種群規(guī)模較小隙轻，則很容易發(fā)生穆勒棘輪埠帕。而性的出現(xiàn)，則可以把分散的未突變基因整合在一起大脉。性的不偏不倚只有一個免責條款搞监，這是蘇聯(lián)的演化遺傳學家提出的，他有兩個假設镰矿，一個是突變率比我們通常認為的都高，這樣的話俘种，即使是規(guī)模大的克隆種群秤标，也會難逃穆勒棘輪的影響；二是大部分個體都對單個的突變有一定的抵抗力宙刘，只有當一次遺傳到很多有害突變的時候我們才真正受到影響苍姜。所以，他最后得出的結論是悬包，只有有性生殖能在大而復雜的生物中防止突變?nèi)蹥а弥怼＿@會導向一個必然的結論——如果沒有性，復雜生物就不可能存在。并不是所有人都接受這個說法垫释，而且也沒辦法解釋為何性如此普遍丝格。
對與這個問題，人們提出了多種假設棵譬，比如性很難反演化显蝌。但是越來越多的原因使得人們認為，性不但有利于種群订咸，還必須能給個體帶來眼下的好處曼尊。后來出現(xiàn)了紅色皇后假說，即人類是為了和寄生蟲不斷地競爭對抗才演化出性的脏嚷，性的目的是抵擋住寄生蟲骆撇。但是這個理論通過計算機模型計算后卻被發(fā)現(xiàn)不是很站得住腳，因為如果需要這個說法成立父叙，寄生蟲的傳播概率和對宿主適應性的影響需要極高且極嚴重神郊。
當然，沒人說只有一個理論才能解釋性高每，所以有人提出屿岂，如果把紅皇后理論和穆勒棘輪理論一起考慮，性帶來的回報就會大很多鲸匿，在他們重新研究問題的時候爷怀，發(fā)現(xiàn)有一個參數(shù)出了問題，作為數(shù)學構建的模型太過理想带欢，不能適應真實的世界运授，即假定種群的大小是無限大的。在無限大的種群中乔煞，任何事情只要可能發(fā)生吁朦，就遲早會發(fā)生，理想的基因組合不可避免的會出現(xiàn)渡贾，甚至可能都花不了多長時間就會出現(xiàn)逗宜，可是在有限的種群中，情況就不一樣了空骚。因為纺讲，如果沒有重組的話，同一條染色體上的基因都被綁在一起囤屹，染色體整體的命運取決于整條線的總體特征而非單個基因的質量熬甚。大部分突變都是有害的，但還沒壞到讓整條染色體都完蛋的程度肋坚，直到突變慢慢積累讓整個染色體的水平變差乡括。這將會導致一個有益的突變因為綁定了有害的突變而被丟掉肃廓。換言之，同一條染色體上的基因會互相干擾——學名“選擇干擾”诲泌。所以盲赊，壞的突變會毒害好染色體，而好的突變則會困在壞染色體中档礁，兩種情況下的適應度都會受到侵蝕角钩。因此從遺傳學的角度來說，即使是很大的種群呻澜，其特征也和小種群差不太多递礼，所以在強烈的自然選擇下，會慢慢變?yōu)楹苄〉挠行ХN群羹幸，使他們更容易退化和滅絕脊髓，而性的好處在于，它允許好基因通過重組的方式甩掉壞的染色體栅受，從而留存一大批隱藏的遺傳多樣性将硝。
在性的演化問題上，有很多不確定因素屏镊，大部分人在爭執(zhí)之余都贊同兩條看法：一是真核生物的共同祖先已經(jīng)有了性依疼；二是今天尚存的所有真核生物的共同祖先就已經(jīng)有了線粒體，而幾乎所有真核生物基因組里面的跳躍基因就來自于線粒體而芥÷砂眨基于這兩個結論，我們可以想象棍丐，真核細胞在演化過程中遭遇到很艱難的境地误辑，遇到了各種基因轉移和小突變，而大部分突變都是有害的歌逢，每得到一點益處都需要付出成千上萬錯誤的代價巾钉，要把所有的最好的創(chuàng)新和基因都整合在一個細胞里，唯一的方法就是性秘案。但是性演化出來也需要時間砰苍，好在這個時間是足夠快到拯救世界的，因為性構成的三個要素：細胞融合阱高、染色體分離和重組都是在之前就有的機理上變化而來的师骗，并不困難。
第六章運動——力量和榮耀
二疊紀大滅絕之后運動生物的不斷興起改變了生命的面貌讨惩，同時也決定了演化的節(jié)奏。作者在這一章打算探尋肌肉收縮背后的分子裝置的起源和演化寒屯，是如何讓動物能夠如此徹底地改造世界荐捻。
人們最先發(fā)現(xiàn)肌肉和神經(jīng)是靠生物電驅動的黍少，接下來就是肌肉的運作原理。在這個研究議題上处面，休·赫胥黎起到了很大作用（也是他們劍橋四人小組中唯一一個沒有拿到諾貝爾獎的……）厂置。赫胥黎在戰(zhàn)爭時期是研究雷達的，與二戰(zhàn)后他的很多同一代物理學家一樣魂角，他們因原子彈所帶來的恐怖而感到必須放棄物理昵济，轉向道德上和情感上都不那么強烈的學科。他利用X射線晶體學和電子顯微鏡技術研究出了肌肉收縮的分子細節(jié)野揪，提出了纖絲滑動學說访忿。
肌肉收縮依賴于兩種分子——肌動蛋白和肌球蛋白，兩者分工合作形成了肌肉的收縮斯稳，這其中ATP起到了重要作用海铆，因為沒有它，肌球蛋白的頭就不能動肌動蛋白上釋放下來挣惰，尸僵就是這種情況卧斟。每種肌肉都有自己的肌球蛋白和收縮速度。
所有的肌球蛋白都共享同樣的基本結構憎茂，他們演化自一個共同的祖先珍语。但如果這個祖先并沒有那么多種的肌肉，肌球蛋白和肌動蛋白在其體內(nèi)到底起到了什么作用呢竖幔？肌動蛋白可以被肌球蛋白的頭部“修飾”板乙，所以肌球蛋白可以用來識別肌動蛋白，而肌動蛋白在釀酒酵母中被發(fā)現(xiàn)了赏枚，后來人們發(fā)現(xiàn)亡驰，所有復雜細胞的細胞骨架都是有肌動蛋白和其他纖絲構成的。
肌動蛋白和肌球蛋白是如何誕生的饿幅？這兩者幾乎沒有任何共同之處凡辱，，通過X射線晶體學解出了兩種蛋白的三維結構（基因序列加上形狀）栗恩，我們發(fā)現(xiàn)兩者之間雖然基因序列沒什么相似透乾，但很多折疊電荷結構都是共享的，所以確實有共同的祖先磕秤，來自于細菌祖先乳乌。如同這這兩個馬達細胞一樣，細菌和真核生物的骨架蛋白的基因序列也沒什么相似之處市咆，但是結構幾乎是完全重合的汉操，他們不僅能實現(xiàn)靜態(tài)支撐，還能夠動態(tài)變化蒙兰。但是關于遠古的真核細胞是如何進化出運動能力的磷瘤，還是個未知問題芒篷。
第七章視覺——來自盲人之地
視力是很罕見的，它在化石中的出現(xiàn)幾乎與寒武紀生物大爆發(fā)同時出現(xiàn)采缚，幾乎可以肯定不是巧合针炉，因為它讓捕食者和獵物來到了全然不同的舞臺。許多生命中最神奇的適應都是用來應付“被看到”的扳抽。除了有用之外篡帕，視覺的演化在文化上也有巨大的意義，因為眼睛如此完美贸呢，被視為設計的巔峰镰烧，對自然選擇本身發(fā)出了挑戰(zhàn)。懷疑者的問題就是贮尉，半只眼睛有什么用拌滋。（在這個部分的最后，作者提出了一個我很認同的觀點：編出來的缺乏證據(jù)的故事雖然講得通猜谚，但我們經(jīng)常只見到了完整畫面的一半败砂，本質上過于依賴概念的論點，總是很容易遭受反擊的魏铅。）
作者先開始討論眼睛的后半部分——視網(wǎng)膜昌犹。熱泉口中的脊盲蝦背上有兩個裸視網(wǎng)膜，它擁有一種色素览芳，與我們眼中負責監(jiān)測光的色素——視紫紅質——非常相似斜姥，所以發(fā)現(xiàn)者在想也許熱泉口在發(fā)出微弱的光芒。結果最后發(fā)現(xiàn)熱泉口發(fā)出的是綠色的光沧竟。再后來人們發(fā)現(xiàn)脊盲蝦的幼體有著完整的眼睛铸敏，這意味著他們是有選擇的在成熟的過程中把眼睛丟掉的，裸視網(wǎng)膜的優(yōu)勢是對于光極端敏感悟泵，這可以使得這些生物在一個溫度最適合的環(huán)境生存杈笔。這個發(fā)現(xiàn)至少說明了，在特定場合糕非，半個眼睛比完整的眼睛更好蒙具。
按照達爾文的觀點，如果我們能找到一個眼睛演化的連續(xù)譜朽肥，其中每一步都有用禁筏，那么演化是通過自然選擇演化來的就不難成立了。第一個真正的成像晶狀體很可能是在三葉蟲里演化出來的衡招，而真正的眼睛在寒武紀之前不存在篱昔，于是接下來的問題就是，眼睛真的可以演化的如此之快嗎始腾？但實際上旱爆，雖然從地質學尺度而言舀射，寒武紀大爆發(fā)發(fā)生在眨眼間，不到幾百年怀伦，但是以演化生物學的尺度而言，這些時間足夠了山林。
晶狀體演化的第一步房待，如何拼裝的問題并不成立，因為大部分物種都找到了辦法驼抹，他們從附近的材料中直接拿來用桑孩，如礦物、晶體等框冀，三葉蟲就是一個例子流椒，它的晶狀體是礦物晶體方解石。只要有常見的蛋白質和礦物混在一起明也，就可以自動種出晶體宣虾。但是蛋白質組成的晶狀體是如何拼湊的？人們推測晶狀體的蛋白質應該是從現(xiàn)有的蛋白質里借來的温数，這些蛋白質也有其他的功能绣硝。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，許多晶體蛋白是酶撑刺，在軀體的其他部分起到正常的日常運作功能鹉胖。所以晶體蛋白是被從身體里臨時征召的，因為幾乎所有的蛋白質都是透明的够傍，所以顏色不是問題甫菠。
不同生物體內(nèi)的視紫紅質都非常相似，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)冕屯，所有的生物都用視紫紅質寂诱，是因為所有的生物都從共同的祖先那里繼承了它，眼睛的最早前體只演化了一次愕撰。這個發(fā)現(xiàn)來源于一個實驗刹衫，科學家將從小鼠里取得的基因引入了果蠅中，然后果蠅的腿部長出了一只眼睛搞挣，且它不是小鼠的眼睛带迟，而是復眼，所以這證明了在小鼠和果蠅體內(nèi)囱桨，長眼睛所需的基因是同一個仓犬。所以，最后的問題就是舍肠，這個共同的祖先是誰搀继？通過對基因的研究發(fā)現(xiàn)窘面，眼睛最早的先驅，是在藻類中誕生的叽躯。
第八章熱血——打破能量的避障
熱血的核心是新陳代謝财边，是生命的節(jié)奏，它本身就有很大的好處点骑，因為一切化學反應都隨著溫度的上升而加速酣难。在對生命有意義的溫度范圍內(nèi)，溫度每增加10度黑滴，氧氣消耗量就要翻倍憨募，力量和耐力也按此增加。但是熱血動物不一定要比冷血動物更熱袁辈，因為冷血動物十分擅長吸收陽光的能量來讓溫度上升菜谣。而熱血動物則是通過內(nèi)置的碳燃燒電站來奢侈地產(chǎn)熱的。體型是另一個維持身體高溫的方式晚缩，因為較重的動物產(chǎn)生熱量更多尾膊，散熱效率卻比較低，所以體溫也就更高橡羞。所以當體型超過了界限眯停，就會變成熱血，恐龍因為遠遠超過了這個界限卿泽，所以他們應當是熱血動物莺债。做熱血動物的成本如此之高的話，這種生活方式到底帶來了什么好處签夭？顯而易見的答案是生態(tài)位擴展齐邦，因為可以在惡劣環(huán)境下覓食，另外就是智商——能夠提供足夠大腦運轉的能量第租，但這些看起來也不足以彌補重大的代謝成本措拇，所以它的優(yōu)勢到底在哪兒呢？
最具說服力的單一答案是“耐久力”慎宾。有氧能力假說提出了兩個論點：一個是是動物更加活躍丐吓，可以在收集食物和避免成為食物以及喂養(yǎng)后代上帶來好處；另一個就是耐久力和休息的關系趟据，因為最大代謝速率和靜息代謝速率之間有必然聯(lián)系券犁。但很那解釋兩者之間為什么會有聯(lián)系，因為靜息的時候肌肉不運動汹碱，內(nèi)臟才是消耗的大頭粘衬，為什么肌肉消耗量大就意味著內(nèi)臟的消耗量大，我們不太清楚。但不管怎么樣稚新，這個假說還是能成立的勘伺，最強的證據(jù)是大部分熱血動物的熱量來源，新陳代謝的產(chǎn)熱就夠用了褂删，內(nèi)臟滿負荷運行是為了讓機體運行的更好飞醉，熱量是副產(chǎn)物。但是這個假說提出30多年來笤妙，人們實驗證實的結果是成敗參半冒掌，這一次蹲盘，則要去化石記錄中找尋答案。
通過對化石進行研究膳音，人們發(fā)現(xiàn)召衔，獸腳類（霸王龍是這一類的）和鳥類有一樣的呼吸泵——所有脊椎動物中最有效的呼吸系統(tǒng)，所有的獸腳類有羽毛祭陷，有四腔心臟苍凛，有氣囊連著持續(xù)氣流的肺，這些特征都表明他們行動活躍兵志，需要耐力醇蝴，但卻不能正視是否不可避免的導致了真正的溫血。目前的共識是想罕，獸腳類很可能有較高的靜息代謝悠栓，但還沒有到真正的熱血，至少這是化石得出來的結論按价。但在三疊紀時大氣發(fā)生的一件事情讓人必須用不同的視角看待整個化石記錄惭适。
二疊紀大滅絕通常被人們說成是生命是的最大秘密之一（作者吐槽說，不說別的楼镐，這樣至少對申請科研經(jīng)費有幫助……）癞志。但這其實不是一場而是兩場大滅絕，這改變了氣候框产，最后活下來的是最擅長呼吸的生物凄杯，能應付低氧、高二氧化碳秉宿、各種有毒氣體混合物的生物戒突，這就是最早的恐龍身處的世界，因此耐力并不是錦上添花蘸鲸，而是雪中送炭妖谴，幫他們度過悲慘時代。他們的有氧能力也許很高，但是靜息代謝率并沒有同步上升膝舅，因為艱難的環(huán)境反而在下降嗡载，在生存是第一要務的三疊紀，毫無必要的提升靜息代謝率很不合直覺仍稀，所以獸腳類提升了有氧能力洼滚，卻沒有同時成為完全熱血的動物，被打敗的犬齒獸卻成了熱血動物技潘。作者提出了一個假設遥巴，現(xiàn)存的蜥蜴里沒有幾種素食者，因為植物中缺乏氮，為了補充足夠的氮，如果蜥蜴是素食者的話亚铁，就得大量攝入植物肘习，為了消耗因此而獲得的多余能量，他們會多運動，演化為熱血，捕食者為了追上他們就得同樣演化為熱血。巨大的食草恐龍們則選擇了另一種方式携栋，就是把能量儲存起來，變得更大咳秉，巨大的體型不僅會有更多的儲存空間婉支，還會有更低的代謝率，而且對應較低的蛋白質和DNA更替率澜建，從而降低了對氮的需求向挖。但是恐龍為什么變這么大，這個問題至今沒有令人滿意的答案霎奢。這也就解釋了為何獸腳類不需要熱血户誓，因為他們食肉，不需要面對氮缺乏的問題幕侠，同時又因為超高效率的呼吸系統(tǒng)帝美，無序和打雞血的素食動物比賽。
第九章意識——人類心智的根基
教宗承認演化論不是個假說晤硕，因為他把人類的心智留在了宗教領域悼潭。但心智是如何演化而來的，這個問題現(xiàn)在還很難有定論舞箍。對于意識到底是什么舰褪，存在一個基礎的定義爭議，但無論如何疏橄，將意識的門檻定的過高都不能解決和解釋問題占拍。
從生物學的角度略就，外界的任何信息輸入都沒有任何東西進入大腦，而是神經(jīng)元的激活晃酒。這里提到了很多跟神經(jīng)有關病例表牢，從這些疾病中能看到一個非常有意思的情況，那就是由于大腦出現(xiàn)了疾病導致中間跳過了一些環(huán)節(jié)或者是失去了一些環(huán)節(jié)贝次，這樣對病人自己來說就會出現(xiàn)發(fā)生他們邏輯上不能解釋的一些現(xiàn)象崔兴，這個時候，邏輯被扭曲用來適應情感蛔翅。這些病例以及后續(xù)的一些針對特定大腦區(qū)域的實驗說明敲茄，意識是特定區(qū)域的屬性。
關于不同的行為和神經(jīng)元反應之間的對應是如何建立起來的山析，作者認為最有說服力的答案是“神經(jīng)達爾文主義”堰燎，這個說法的要點是經(jīng)驗選擇了成功的神經(jīng)元組合。
接下來的問題就是笋轨，神經(jīng)元一開始是如何生成感受的爽待？首先意識具有生物學上的意義，比如疼痛和恐懼讓生物躲避危險翩腐，所以可以是由自然選擇演化來的。但是神經(jīng)元輸出的感受膏燃，介質到底是什么茂卦？在已知的物理定律中沒有找到它的位置。但即使我們不知道物理原理组哩，只要神經(jīng)元可以以精確切可重復的方式編碼感受并激活等龙，則自然選擇就是可以去塑造的。
（本章中多處吐槽伶贰，未一一摘選）
第十章死亡——不朽的代價
目前的醫(yī)學突飛猛進的發(fā)展蛛砰，不斷的延長我們的壽命，但卻沒有延長我們的健康黍衙。但自然演化卻能在延長生命的同時延長青春泥畅。因此，只有了解了死亡的深層原因琅翻，我們才能取得進展位仁。我們需要了解死亡速帶來的“好處”。
目前最可信的答案是死亡是細菌和噬菌體相互作用產(chǎn)生的方椎，程序性死亡可能是這個過程中最早的武器之一。在最早的多細胞生物鐘棠众，死亡也可以作為對想脫離整體的細胞的懲罰琳疏。這些機制通過線粒體引入了真核細胞。但是細胞死亡和個體死亡是有著巨大的差異的，要想維持生命空盼，必須保證生死之間的平衡书幕，死亡概率降低，癌細胞的瘋長我注，死亡概率升高按咒，個體又會逐漸凋零。只有當我們老去時但骨，平衡才會打破励七，然而詭異的是，我們將同時面臨兩方面來的打擊奔缠，癌癥和退行性疾病都和衰老有著密不可分的聯(lián)系掠抬。那么，為什么生物要衰老死去呢校哎？
達爾文主義的答案是两波，決定這些病癥的基因在還沒有發(fā)揮作用的時候，個體就已經(jīng)死去了闷哆，于是自然選擇在這個過程中沒能發(fā)揮作用腰奋。而我們延長自己的壽命則讓我們跳入了這些基因的墳墓。后來有人改良了這一說法抱怔，有些基因可以有好幾種效果劣坊，在一些方面有害但在另一些方面有利，比如亨廷頓舞蹈癥屈留，是在繁殖成熟期后才會發(fā)揮作用局冰，但是它在生命早期更容易獲得繁殖上的成功，這個極小的優(yōu)勢導致被選擇后留在了基因中灌危。人們通過研究發(fā)現(xiàn)康二，某些特定基因更容易導致某些疾病的產(chǎn)生，每個人都有自己獨特的基因墳墓勇蝙，他們的小狗可以因我們的生活方式或者其他基因而改善或惡化沫勿。但這樣看來衰老有兩個嚴重的問題。
第一是雖然這些基因和某些特定疾病之間有著密切聯(lián)系浅蚪，但是沒有幾個基因本身導致衰老藕帜，所以前述說法只能基因在老年病中的作用惜傲，但不能說明衰老的內(nèi)在原因洽故。第二個問題是，我們通過研究發(fā)現(xiàn)如果能在一個基因上發(fā)生突變盗誊，就能讓壽限增加时甚，讓老年病暫緩發(fā)生隘弊，所以我們并不是陷入了自己的基因墳墓中無路可退，只要我們能夠先繞過衰老荒适，就可以繞過這片墳墓梨熙，因為與衰老有關的疾病一欄的是生物學年齡，而不是外界的物理時間刀诬。
如果說一個突變就可以讓壽限增加的話咽扇，為何我們看不到有動物為了自身的利益脫離整個整體呢？這說明其后果嚴重到足以抵消壽限增加的好處陕壹，這個缺陷就是性质欲。因為這些衰老基因掌管的不是衰老而是性成熟。如果外界供應得不到保障糠馆，則最好暫停發(fā)育嘶伟，等到有足夠資源的時候再說，這種象征豐饒的生化信就是胰島素又碌。衰老基因一旦發(fā)生突變九昧，則豐饒信號就失靈了毕匀，突變后的衰老基因無法做出回應。但諷刺的是掉奄，第一，人類中胰島素抗性不會帶來長壽凤薛，反而會導致成年型糖尿驳帧；第二是墅拭，人類不光得不到長壽活玲，因此付出的代價——性的延緩——卻還是維持不變，難怪糖尿病和絕育的關聯(lián)那么大谍婉。我們知道這個已經(jīng)好幾十年了，這是第三個諷刺镀迂。人們轉向研究不抑制性成熟的突變唤蔗，發(fā)現(xiàn)了兩個基因窟赏，但是針對這兩個基因的抗衰老藥還有一個問題就是箱季，這兩個基因涉及的范圍太廣了藏雏，二者都能協(xié)調(diào)幾十個甚至幾百個蛋白和基因的激活和失活。
在幾乎所有的物種里掘殴，壽限都是隨著自由基泄露而變化的，泄露越快蚤告，壽限越短服爷。自由基泄漏率依賴于代謝率。低自由基泄漏等于長壽心褐。隨著線粒體的損耗笼踩，自由基泄露開始攀升，而熱量能夠降低自由基泄露嚎于，強化線粒體膜抵抗損傷，增加線粒體的數(shù)量于购，所以自由基泄漏率依賴于代謝率肋僧。日本人中有些人的線粒體DNA都有一個共同的辯題，效果是自由基泄漏的細微降低止潘，小的幾乎檢測不到辫诅，但是可以持續(xù)終身炕矮。
作者很遺憾醫(yī)學研究者沒能意識到演化的思維方式勋篓，因為死亡和疾病都不是隨機的魏割，而是演化而來的钞它，而我們能利用這一意義治愈自己。作者的直覺是尼桶，保持健康比延長壽命更容易锯仪。我們可能會像日本人一樣長壽健康庶喜，但是卻不能永生不朽，因為細胞分工越細對軀體的好處就越大秩冈，但高度分工的神經(jīng)元卻不可取代斥扛，即使有一天我們能夠制造出替代物稀颁，但我們也將喪失個人體驗。因此麸折，不朽的代價是我們的人性粘昨。
叁：
剛看到第四章窜锯，實在被作者的科學素養(yǎng)和文學功底所折服锚扎，忍不住感嘆。在讀的過程中芍秆，情節(jié)跌宕起伏的讓人對這本書的科普定位有所懷疑妖啥，每每當我覺得此事已然遵循著嚴密的邏輯，且在強有力的實驗證據(jù)支撐下可以成為真理時蒿偎，作者往往能找到一個很好的切入點讓我打破原來認定的事情怀读。這種神反轉帶給我的快感絲毫不亞于一些影視劇諸如《楚門的世界》菜枷、《無人生還》以及最近熱播的《慶余年》等當中精彩絕倫的情節(jié)帶來的。除此之外岳瞭，在探尋可靠答案的路上坷衍，作者的筆觸將讀者帶到兩難境地枫耳，讓人心生絕望 覺得此題無解后，又巧妙地讓人枯木逢春钻心。正所謂山重水復疑無路铅协，柳暗花明又一村狐史，這種感受我算是隨著作者在大腦里頭體驗了一把。
? ? ? ? 總之苍柏，透過此書试吁，我不僅獲得許多依據(jù)來解釋之前一直困惑著的生物學問題楼咳，更從中認識到了一位位卓越的科學家烛恤，其中當然也包括作者尼克?萊恩本人缚柏。
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