40亿年地球生命简史尼克·莱恩梅苃芢译用基因科学全新发现，重述生命进化史，颠覆你对进化的旧认知。平装 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子版 mobi 在线

世界上 只眼睛何时出现？根据化石记录， 只真正的眼睛突然莫名其妙地出现在5.4亿年前，也就是寒武纪大爆发开始的时候，那时候，几乎所有现存的动物门都毫无征兆地出现了。

距今2.5亿年的大灭 中，95%的物种都消失了，随后出现了我们生活的世界。

二叠纪大灭 一下子就抹去了地球上约95%的物种，少数幸存下来的物种中包括现代哺乳动物的祖先和现代鸟类的祖先。

研究成果表明，生命进化的过程并不如达尔文设想般有序进行，而是在某些瞬间，生命会发生剧烈而壮观的变形，这些喷涌而出的生命新形式改变了整个地球的样貌，并使我们的诞生成为可能。 英国生物学家尼克·莱恩用基因科学新发现，书写全新生命史。翻开本书，颠覆你对进化的旧认知。

章　生命的起源——来自旋转的地球

第二章　DNA——生命密码

第三章　光合作用——太阳的召唤

第四章　复杂细胞——命运的邂逅

第五章　性——地球上 的

第六章　运动——力量与荣耀

第七章　视觉——来自盲目之地

第八章　热血——冲破能量的藩篱

第九章　意识——人类心智的根源

第十章　死亡——不朽的代价

尼克·莱恩（Nick Lane）英国演化生物学家，因其在生命起源与演化领域的杰出贡献，于2015年获得生物化学学会奖，还获得过BMC遗传学、基因组学、生物信息学和进化研究奖等多项大奖。他是CLOE生命起源研究计划项目的领头人，也是林奈学会、皇家生物学会和生化学会成员。

  除了在自己的研究领域屡获大奖，他还因在科学传播上的贡献获得迈克尔·法拉第奖等多个科普传播大奖。

  尼克·莱恩出版了四本与生命起源和演化相关的作品。本书获得了英国皇家学会科学图书奖，并被《独立报》《泰晤士报》《自然》《 家》评为年度 图书。《 家》称本书“新颖而令人敬畏，包含着深刻和重要的思想”，《独立报》称尼克·莱恩为“我们这个时代令人兴奋的科学家”。

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《40亿年地球生命简史》（第五章 性——地球上 的 ）所以现在很清楚，有性生殖所做的事，就是混合基因产生新的排列组合，而且是 的组合。它会在整个基因组上不断地系统性地做这件事，就像洗一副扑克牌，打破之前的排列组合，以确保所有的玩家手上都有公平的牌。但是问题是，为什么？关于这个问题， 早在1904年由德国的天才生物学家奥古斯特·魏斯曼解答，他提出了一个现在依然让大部分生物学家觉得十分合理的答案。魏斯曼可以算是达尔文的继承者，他主张有性生殖可以产生较大的变异，让自然选择有 多作用机会。他的答案和达尔文十分不同，因为他的答案暗示性的好处并不针对个体，而是针对群体。魏斯曼说，性就好像乱丢各种“好的”和“坏的”基因组合。“好的”基因组合让个体直接受益，“坏的”基因组合直接伤害个体。也就是说，对于任一世代的个体而言，性并没有好处或坏处。但是魏斯曼认为，整个族群会因此进步，因为坏的组合会被自然选择消灭， 终（经过好几个世代后）会留下各种 的排列组合。

    当然，性本身并不会为族群引进任何新的变异。没有突变的话，性就只是把现存的基因组合打乱然后移走坏的基因，从而减少基因变异性。但如果在这个平衡中加入一些小突变的话，如同1930年统计遗传学家罗纳德·费希尔爵士所指出的，性的好处就变得 明显。费希尔认为，因为突变的概率很低，所以不同的突变比较容易发生在不同人身上，而不会在同一个人身上发生两次。这道理就像两道闪电往往会打在两个不同的人身上，而不会两次打中同一人（但不管是突变或闪电，都有可能两次打中同一人，只是概率极小）。

    后来，美国的遗传学家赫尔曼·穆勒在理论中导入了有害突变的影响。穆勒因为发现X射线可以引起基因突变，获得了1946年的诺贝尔生理与医学奖。他曾在果蝇身上引起数千次的突变，因此比任何人都清楚，大部分的突变都是有害的。对穆勒而言，有一个 深层的哲学问题徘徊于此。一个无性生殖的族群，如何逃离这种有害突变的影响呢？穆勒说，假设大部分的果蝇都有一到两个基因突变，整个族群中只有少数基因“干净的”个体，那会发生什么事？在一个小规模的无性生殖族群里，它们没有机会逃离适应度衰退的命运，就像永远只能往一个方向旋转的棘轮一样。因为是否有繁殖机会，依赖的不只是基因的适应度，还要靠运气，也就是说，要在对的时间出现在对的地方。假设现在有两只果蝇，一个有两个基因突变，另一个没有。如果突变的果蝇碰巧身处食物丰富的地方，但是“干净的”果蝇却不幸饿死，那么就算突变的果蝇适应度较差，却只有它的基因有机会传给下一代。这种情况可能一再发生，每一次都像棘轮旋转一格一样， 终整个族群将会衰退到无可挽回直到灭亡，这个过程现在称为穆勒棘轮效应。

    而性可以解救这一切，因为有性生殖可以把所有未经突变的基因集中到同一个个体身上，重新创造出一个 无瑕的个体。这道理就好像有两辆坏掉的车子，假设一辆的变速箱坏了，另一辆的引擎坏了，那么如英国进化学家约翰·梅纳德·史密斯所说，性就好像修车师傅一样，可以把两辆车子好的部分拼成一辆好车。

    在这个大公无私的有性生殖里， 可能打破公平的假说由机灵的俄罗斯进化遗传学家阿列克西·康德拉肖夫在1983年提出。他提出了关于有性生殖的非凡理论。这项理论有两个大胆的前提，不过这两个前提至今仍引起进化学者激烈的争辩。 个前提就是基因突变的速度要比一般人想象的快。根据康德拉肖夫的假设，每一代中的每一个个体，都会产生至少一个以上的有害突变。第二个前提则是，大部分的生物都或多或少可以承受一个基因突变的害处，只有当我们同时遗传到许多突变的时候才会开始衰退。

    那这两个假设如何帮我们解释有性生殖呢？根据 个假设，也就是高突变概率，暗示了即使规模庞大的族群，也不能 免于穆勒棘轮的影响，它们无可避免地会慢慢衰退， 发生“突变引起的灭 ”。第二个假设则很聪明，因为它让性可以一次性剔除两个以上的突变。英国生物学家马克·里德利有一个很好的比喻。他说无性生殖和有性生殖就像《 》里面的《旧约》与《新约》一般，突变就像原罪。如果突变速率快到每一代都有一个突变（就好像每个人都是罪人），那么要除去一个无性生殖族群里的原罪， 的办法就是毁掉整个族群，不管是用洪水淹没他们，还是用硫黄烈火烧死他们，或者用瘟疫毁灭他们。但是反过来说，如果有性生殖的生物可以忍受数个突变而不受伤害（直到它们可以忍受的极限），那么性就有办法从表面健康的父亲与母亲那里搜集突变，然后全部集中到一个小孩身上。这就是《 ·新约》的办法，耶稣为了所有人类的原罪而死，性也可以把全族群的突变累积到一个替罪羔羊身上，将他钉在十字架上牺牲掉。

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这是一个氧化还原反应，电子从供体（氢）转移到了更想要电子的受体（氧），形成了水，这是热力学上稳定的终产物。所有的氧化还原反应，都是电子从体转移到了受体；值得注意的是，所有的生命，不管是细菌还是人，其能量来面都是某一种电子转移。正如匈牙利诺贝尔奖得主阿尔伯特・圣捷尔吉（ Albert SGyorgy）所言：“生命只不过是一个电子在寻找安息之所。”

寻找生命起源的任务，不是试图重建公元前38.51亿年前那个星期四早晨六点半发生了什么，而是寻找那些主宰了宇宙间任何生命起源的一般规律，特别是是适用于我们行星的规律。

性最大的好处就在于它让好的基因有机会通过重组，脱离那些共存在遗传背景中的垃圾，同时保存了族群里大量被隐藏的遗传多样性。

现在我们知道每幅图像大概可以被分解成30种信号，某一些神经元只在看到特定朝向的线条时才会反应，比如说看到对角斜线、直线或水平线。另一些细胞则对强弱对比有反应，另外的有些对深度、对特定颜色、对特定方向移动的物体之类有反应，依此类准。这些视觉特征在视野中的空间位置也对应脑中不同位置的神经元，因此在视野左上角出现的黑色横线会激活特定一群神经元，而同样的黑线如果出现在视野右下角，则会激活另一群神经元。

为了完整理解整个大场景，有必要来一次快速复习。起只有一个光系统，它很可能是利用光从硫化氢里提取电子，然后塞给二氧化碳，形成糖。在某个时候，相关基因复制成两份，这可能发生在蓝细菌的祖先里面。得到的两个光系统因不同的使用方式而分家了。光系统I依然执行着它本来的任务没变，光系统Ⅱ则特化成了直接靠电子回路以阳光为能源产生ATP的设备根据环境的不同，两个系统一开一关，但从来都不是同时开启但随着时间的推移，光系统Ⅱ面临了问题，因为它使用的是电子回路、一任何环境中外来的电子都会把回路堵住。很可能是锰原子提供了持续不断的缓慢电子流，细菌用锰原子本来是为了保护自己免受紫外线辐射的。一个解决方案就是拿走开关让两个光系统同时生效。电子从锰原子出发，流经两大光系统，抵达二氧化碳，这一复杂的路径的所有细节都预示着未来的繁复Z方案。

种种迹象都显示生命的初始形式始于反转录病毒。

书籍介绍

世界上第一只眼睛何时出现？

根据化石记录，第一只真正的眼睛突然莫名其妙地出现在5.4亿年前，也就是寒武纪大爆发开始的时候，那时候，几乎所有现存的动物门都毫无征兆地出现了。

距今2.5亿年的大灭绝中，95%的物种都消失了，随后出现了我们生活的世界。

二叠纪大灭绝一下子就抹 去了地球上约95%的物种，少数幸存下来的物种中包括现代哺乳动物的祖先和现代鸟类的祖先。

从真菌到哺乳动物，都使用同一套遗传下来的机制控制寿命。

这类与寿命有关的基因的突变，不仅可以延长寿命，还可以延缓甚至避免与衰老相关的疾病。只要在一个基因上面发生一个突变，就足以增加一倍寿命，同时又能让高龄疾病“暂停”发作。

最新研究成果表明，生命进化的过程并不如达尔文设想般徐徐展开，有序进行，而是在某些瞬间，生命会发生剧烈而壮观的变形，这些喷涌而出的生命新形式改变了整个地球的样貌，并使我们的诞生成为可能。

尼克·莱恩以其深厚的专业功底，立足基因科学新发现，书写了全新的生命史诗。翻开本书，颠覆你对进化的旧认知。

（本书旧版出版书名为《生命进化的跃升》。）