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今天分享的書籍是《生命的躍升》。

作者尼克·萊恩，英國著名生物化學家，倫敦大學學院遺傳、演化與環境系教授，專門研究生物進化。

這本內容豐富的作品試圖解讀進化論的十個偉大“發明”，從生命的原初，經過它的創造期，到它的終結。在整個過程中，會出現很多非同一般的神來之筆，如DNA、光合作用、視力和意識。NickLane以清晰而智慧的筆調，探究了進化過程中十個偉大的“發明”。

這本書圍繞著生物學、地質學、化學和物理學領域所取得的新研究進展來組織敘述，重現了地球上生命的歷史，而且帶著精彩而出乎意料的細節，這些細節必定會吸引非專業讀者、學生、科研人員等不同的讀者群體。我從這十大發明中提取出7個著重解釋一下。

01、生命的起源

地球上的第一個生命，至今還在我們體內傳承。諾獎得主杜維認為，從化學反應的本質來說，生命更應該在1萬年內誕生，而不是100億年。雖然時間不確定，不過從化學角度來看，隨著38億年前的地球自轉，生命不可避免地出現了。

作者說，生命來自一鍋湯。這如何說起呢？最早的生命誕生在距今38億年前，那個時候的地球完全被海水覆蓋，稱這個星球為“地球”其實根本名不副實，“海球”還差不多。

1953年，米勒在一個大燒瓶裡裝滿水和混合氣體，他選擇了氨氣、甲烷和氫氣，用來模擬地球大氣的原始組成。這是因為當時的人們認為這些氣體是木星的大氣組成成分，所以米勒認為年輕的地球很可能也充斥著同樣的大氣。接著米勒在這瓶混合物中用電火花來模擬閃電，然後靜置幾天、幾個禮拜或數月後，把樣品拿出來分析，看看他到底煮出了些什麼。實驗結果出乎意料，遠遠超過他的想象。

米勒所煮的是一鍋原始湯，一鍋近乎謎般的有機分子，其中還包括一些蛋白質的基本組分，也就是氨基酸，生命誕生了！這或許就是當時最能代表生命的分子了，因為那時DNA還默默無名。更驚人的是，米勒煮出的氨基酸正好就是生命使用的那幾種，而不是大量可能生成的組合中隨機抽取的。

換句話說，米勒僅僅電擊了很簡單的混合氣體，構築生命所需的最基本成分就這麼凝結而出，好像它們早就等待已久隨時準備登場。霎時，生命的起源看起來變得非常簡單。米勒的實驗轟動了整個世界，他將自己的實驗比作一鍋原始湯，這鍋湯恰恰解釋了生命是怎麼誕生的。

米勒的“原始湯”理論不久之後便被推翻，因為研究發現38億年前的大氣組成與米勒設想的根本就不一樣，缺少了關鍵的配料，“原始湯”沒法燉出我們想要的味道。既然天上的氣體不行，科學家們就潛入深海，他們注意到海底岩漿形成的熱泉口，這些熱泉口的最高溫度可達400℃，噴出許多致命的含硫礦物。正是在熱泉口附近，科學家發現了微小的空腔結構，而氫氣和二氧化碳就在這些空腔裡“鬼混”，形成了有機分子，這些有機分子恰恰就是生命的原材料。就在38億年前黑暗海底的某個熱泉口處，生命已經蠢蠢欲動啦。

02、DNA

雙螺旋結構代表了一個時代的科學，更神奇的是所有生命都使用相同的DNA編碼，似乎表明在地球上，生命只誕生了一次。很多微生物每次增殖時如要把自己的DNA傳給下一代，那它只須解開自己的雙螺旋鏈，做出兩條一模一樣的雙螺旋鏈即可。

生命在海底熱泉口誕生只是邁出了第一步，下一步便是如何將生命延續下去。生命自誕生之時就有了好辦法，熱泉口高濃度的核苷酸與核糖核酸反應合成了脫氧核糖核酸，也就是 DNA 。DNA 的功能是資訊儲存，其中的許多資訊可以遺傳給後代，這些有遺傳效應的 DNA 片段也就是基因。DNA 具有神奇的雙螺旋結構，組成這個結構的最小單位是鹼基對，人類的 DNA 有多達30億個鹼基對。

人體是由15萬億細胞組成的怪物，每個細胞都帶有相同的DNA模板。從一個受精卵發育成人，這套雙螺旋長鏈要被解開，當作模板至少複製15萬億次。細胞複製的精確度堪稱奇蹟，它要把這些DNA長鏈從頭按順序寫起，每寫10億個字母才出一次錯。用人類抄書來做比較的話，那就等於要把整本《聖經》抄280次才錯一個字母。而人類抄寫的精確度遠低於此。現在已知被儲存下來的手抄本《新約全書》約2.4萬本，沒有任何一本是完全相同的。

每種動物的 DNA 都有差別，正是這種差別才讓地球上的生命變得如此豐富多彩又變幻莫測。其實就算是人類的 DNA 也沒有完全一樣的，這也正是孩子不會與父母長得一模一樣的原因。儘管動植物外貌形態上存在著天壤之別，但是 DNA 之間的差別卻並沒有看上去那麼大，要知道我們人類與黑猩猩的 DNA 只有1.4%的不同。不同物種 DNA 的相似證明了今天地球上的生命來自同一個 DNA ，而這個 DNA 幾乎是與生命同時誕生。

03、光合作用

光合作用產生氧氣是件難以置信的事，因為不管在地球上、火星上或宇宙的任何一個角落裡，光合作用都可以不依賴氧氣進化出來。如果沒有氧氣的話，生命或許只能停留在細菌等級，而我們只是茫茫細菌世界裡某種有感知的生物而已。

氧氣是支撐地球生命的關鍵物質，如果沒有氧氣，動植物都無法生存。生命誕生之初的地球上並沒有氧氣，空氣中滿是二氧化碳、甲烷等氣體。那麼氧氣又是怎麼出現的呢？許多人會想到植物的光合作用。

光合作用是今天地球上最高效的超級生物製氧機，但是卻並不是最早產生氧氣的參與者。最早的氧氣由一群不安分的細菌產生，這些細菌為了抵禦來自太空的紫外線輻射，於是吸收了海洋中的錳元素來保護自己。被細菌吸收的錳元素形成錳原子簇，錳原子簇除了當保鏢還會從水中獲得電子同時釋放出氧氣，這就是地球上最早的氧氣。

體內藏著錳原子簇的細菌首次造氧之後，葉綠素才帶來了光合作用，地球大氣中的含氧量在距今26億年前突然飆升，這就是著名的“大氧化事件”。氧氣的存在將會帶來動植物的高階化和大型化，同時還為生命撐起保護傘，這就是臭氧層。進入高空的氧氣受到來自太陽的紫外線輻射之後變成遊離的氧原子，氧原子與氧氣結合成為臭氧。

臭氧層的存在有三個方面的好處：首先是保護了地球上的生命免受短波紫外線的傷害；第二是臭氧層將吸收的紫外線以熱量的形式給大氣加熱；第三是臭氧層會像一層隔膜防止地球熱量的散失。無論是氧氣的產生還是臭氧層的存在，太陽在其中都起到了關鍵性的作用，其無意中為地球生命的演化創造了重要條件。

04、運動

我們太熟悉運動了，以至於忽視了運動的重要性。是運動使我們能在特定時間出現在特定地點，這種生活給了動物目的，也讓開花植物有了意義。而使運動成為可能的是組成肌肉的各種蛋白，誰能想到從這些蛋白質中還能看出我們和蒼蠅的親緣關係呢？

俗話說生命在於運動。運動的核心是肌肉，人類的一舉一動都需要肌肉的參與，動物身體上不同部分有不同型別的肌肉，這些肌肉在運動時分工明確。肌肉由肌纖維構成，能夠將化學能轉化成機械能。當肌肉收縮時便產生了力量，今天世界上收縮速度最快的肌肉，是果蠅身上的飛行肌，這些肌肉的收縮能夠保證果蠅翅膀每秒拍打幾百次之多。

運動又是在何時出現的呢？運動的起源可以追溯到真核細胞誕生之初，而寒武紀大爆發才算是真正拉開了地球生命運動會的大幕。運動的目的性非常強，就是捕食與躲避捕食，於是在吃與被吃的生存競爭中，生命加快了演化的速度。

運動決定了演化的節奏，讓生命變得更強壯、更敏捷、更巨大，運動讓地球上的生命活力四射。經過幾十億年，人類以全新的方式詮釋運動的意義，比如，奧林匹克運動會也包含了和平、交流、合作等含義。

05、視覺

今天地球上95%的動物都有眼睛，眼睛也是對進化論最大的挑戰，如此複雜又完美的東西，怎麼能透過盲目隨機的自然進化發展出來？追蹤視網膜上的視覺色素，最終將看到眼睛的共祖和葉綠體的祖先有千絲萬縷的聯絡。人類眼睛消耗氧氣的能力甚至超過了整個大腦。包括達爾文在內的許多人認為眼睛是生命設計的巔峰，如此複雜又如此完美。

化石記錄中最早的眼睛屬於生活在距今5.4億年前的三葉蟲，差不多就是進化“大爆發”要開始的時候，也就是寒武紀大爆發開始的時候。那時候動物突然留下大量化石，記錄之多樣，令人歎為觀止。其實早在三葉蟲出現之前，所有動物眼睛的祖先——感光細胞就誕生了，這種細胞包含了視覺色素視紫紅質，能夠感受到光的存在。

在後來的演化過程中，脊椎動物的感光細胞變成了眼睛，而無脊椎動物的感光細胞變成了負責晝夜的生物鐘。在生命演化的歷史上，感光細胞只演化了一次，卻成為視覺的起點。假如沒有眼睛，植物就不需要鮮豔的花朵，孔雀也不需要豔麗的羽毛，女孩兒們更不需要漂亮的衣服和鞋帽，這個世界會變得單調而且毫無色彩。

06、意識

我們總覺得自己的意識有些“非物質”，但當有了基本的情緒、動機、痛覺等知覺，其他的高階認知，如語言，都只不過是一堆複雜的腦回路，被設定在複雜的社會中工作而已。那我們的大腦是如何產生意識的呢？

意識是我們對這個世界和自我的反應，看上去似乎與看得見摸得著的物質無關。正是由於意識看上去高於物質，宗教才據此認為意識是神賦予我們的，科學無法解釋。研究證明，不同的意識是大腦特定區域的屬性，當我們用物理手段刺激特定區域時就會產生指向性的意識。

當大腦的某一區域出現疾病的時候，我們的意識就會產生相應的病例反應。如果對大腦的某一區域用藥，則能夠很好地緩解精神類疾病。所以，意識並非神賜，它是依託於物質而存在的，這個物質就是大腦中的神經元。

意識可以分為兩種：一種叫做“基本意識”，包括對自己和周圍世界的認知、情緒、飢餓等；另一種叫做“眼神意識”，是以社會、語言為基礎的心智。如果以“基本意識”作為衡量標準，那麼幾乎所有的脊椎動物都具有意識。儘管我們還無法清晰解釋意識產生的原因及背後的奧秘，但是意識毫無疑問也是演化的產物。

07、死亡

死亡並不可怕。死亡是我們最不想面對的事情，但又是每一個人最終不得不面對的事情。死亡不只無法避免，它根本由命運所控制，是在生命創造之初就預先寫入的程式。我們無法人為的改變死亡，地球上所有生命都將死亡作為終點。

比如，當我們的壽命延長時，隱藏在基因中那些不利的因素就會被啟動，各種老年病接踵而至，這些疾病摧殘著人們的身心健康。今天，突飛猛進的現代醫學大大延長了人類的壽命，但是卻沒法改變身體不斷衰老的事實。儘管各種老年病看上去與年齡相關，實際上與機體的衰老存在直接聯絡。

導致衰老的原因是自由基，自由基調節著幾種重要的訊號蛋白，這幾種訊號蛋白又進一步調節著上千種基因和蛋白。在生命體中，呼吸和新陳代謝越快，自由基的洩漏也就越快，壽命也會變短。

最後的話：

眼睛原初的形態只是藻類用於調節光合作用的感光小點；DNA的基本成分會在熱液噴口中自行形成；素食者容易產生煩躁情緒。直到現在，我們才可以將生命不凡歷史中的形形色色拼湊在一起，並看到它所擁有的豐富細節。