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從微塵到人類:35億年的生命小史 版權(quán)信息
- ISBN：9787512720435
- 條形碼：9787512720435 ; 978-7-5127-2043-5
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
從微塵到人類:35億年的生命小史 本書特色
1.紙上博物館，讓孩子沉浸式學(xué)習(xí)人類歷史。上百幅精美插圖，圖文并茂，閱讀體驗(yàn)更好！ 2.人類祖上進(jìn)化細(xì)節(jié)揭秘，妙趣橫生，孩子更愛看！Zui早的魚類是從哪里來的？恐龍是如何生活的？隨著沙漠的到來，原始雷獸為何都紛紛倒下了呢？ 3.頁邊注釋的版式設(shè)計(jì)，孩子看著不累！隨文注釋，兼顧美觀，人性化版式設(shè)計(jì)，親子閱讀更方便！ 4.高品質(zhì)裝幀設(shè)計(jì)，高質(zhì)量印刷工藝，帶來輕松愉悅的閱讀體驗(yàn)。和孩子一起在紙上博物館里漫游，輕松學(xué)習(xí)，孩子更喜歡！
從微塵到人類:35億年的生命小史 內(nèi)容簡介
宇宙是如何開始的？生命是如何出現(xiàn)的？*早的魚類是從哪里來的？恐龍是如何生活的？它們又是如何毀滅的？隨著沙漠的到來，原始雷獸為何都紛紛倒下了呢？這些迷人的問題在這本書里都可以找到答案。本書主要講述了生命從微塵到人類的全部進(jìn)化歷程。首先，結(jié)合化石、太陽、植物的進(jìn)化、大地等與生命的關(guān)系為我們總結(jié)歷屆學(xué)人對生命的看法與研究。其次，還原中世紀(jì)時(shí)期大地的面貌，探討各種各樣的恐龍?jiān)诘厍蛏系纳，中生代海洋生物、空中生命的發(fā)展過程。*后，講述生命的艱難、生命繁衍的秘密，介紹地球上的生命是如何靠著自己的智慧生存，以及對人類和其他生命未來發(fā)展的預(yù)測！稄奈m到人類：35億年的生命小史》圖文并茂，生動(dòng)再現(xiàn)生命從微塵到人類的全部進(jìn)化歷程，語言通俗，趣味性強(qiáng)，是一本很好的青少年科普讀物。
從微塵到人類:35億年的生命小史 目錄
**部分洪荒時(shí)代
**章太陽之子
第二章奇妙的無機(jī)物
第三章生命的起源
第四章*早的化石
第五章從三葉蟲到無脊椎海洋動(dòng)物
第六章從水生脊椎動(dòng)物到陸生爬行動(dòng)物
第七章植物的進(jìn)化
第八章揭開地下世界的神秘面紗
第九章海洋與陸地的變化帶來的生存危機(jī)
第二部分“帝王”的隕滅
第十章恐龍傳說
第十一章被遺忘的海洋爬行動(dòng)物
第十二章會(huì)飛行的脊椎動(dòng)物
第十三章哺乳動(dòng)物的出現(xiàn)
……
展開全部
從微塵到人類:35億年的生命小史 節(jié)選
**部分??洪荒時(shí)代 地球的生命史不僅是博物館展覽柜中收藏的貝殼和骨骸的演進(jìn)過程，也不僅是生物形式和功能的變化過程，它更是史詩般的壯觀場面。在人類所有荒謬至極的信念里，*奇怪的一條便是堅(jiān)持認(rèn)為低等動(dòng)物缺乏意識、無力自主，只有人類才是生命的主宰。 **章 太陽之子 沒有目光能觸及它的邊際，也沒有儀器能測量出它的廣度，更沒有科學(xué)家能分析明白它的“水體”——它便是宇宙之海。沒有什么東西能像它一樣空虛、寒冷，但正是這片浩瀚的星空孕育了我們的生命。在恒星世界里，有的和我們的太陽系一樣大，有的則比太陽系大上無數(shù)倍。在這片虛無里，恒星像魚群一般游蕩著，但它們和魚群不同，魚群可能因?yàn)轭^魚一時(shí)興起而改變方向，或是因天敵的突襲而被消滅殆盡——它們的命運(yùn)完全掌握在變幻莫測的環(huán)境手中。而在宇宙里，恒星的運(yùn)行遵守著完美的秩序——從圍繞小小行星公轉(zhuǎn)的*微小的衛(wèi)星，到整個(gè)宇宙里*大的超星系世界，一切都遵守著這個(gè)自然界的**法則。在這里，混沌和突變是不存在的。 如今，利用先進(jìn)的天文望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)能看到數(shù)億個(gè)星系。這些星系聚成薄薄的表盤狀，這個(gè)“表盤”的*大直徑是其厚度的10 ～15 倍。若沿著這個(gè)“表盤”的赤道軸從一端走到另一端，恐怕要花10 萬光年之久——要知道光速是每秒約30 萬千米，人類脈搏每跳動(dòng)一次，光就能繞地球轉(zhuǎn)7圈了。星系是恒星聚集的地方，我們也處在這樣一個(gè)星系之中，它就是我們所熟知的銀河，F(xiàn)在，我們已經(jīng)知道自己在這個(gè)星系中所處的位置——接近銀河系的外側(cè)邊緣。當(dāng)我們遙望銀河輕紗般的光暈時(shí)，視線所穿越的正是這個(gè)星系的長軸。無論是太陽，還是種類繁多的恒星——由熾熱氣體構(gòu)成的恒星，已經(jīng)燃燒成灰燼的黑暗死亡恒星，疏散星團(tuán)和球狀星團(tuán)里的單顆恒星，廣大的不規(guī)則星云中的恒星，還有許多性質(zhì)尚不確定的星云中許許多多的恒星，所有這一切都在運(yùn)動(dòng)——不僅是星系整體，也包括星系中的各個(gè)小成員。 太陽和它忠實(shí)的隨從一起，在群星云集的星系里走著自己的路，路線是由某種神秘的作用力決定的，這種作用力讓我們的宇宙協(xié)調(diào)如一，也讓太陽和它的隨從更緊密地結(jié)合在一起。幾百年前，哥白尼拋棄了人類的虛榮心，證明地球不過是太陽的附庸之一，F(xiàn)代天文學(xué)則在這條道路上走得更遠(yuǎn)，徹底關(guān)閉了人類妄想的空間：太陽不過是億萬顆恒星中的一顆，而現(xiàn)在目之所及的諸多耀眼的恒星，很可能也并非全部。就像亡者比活人更多一樣，死去的恒星很可能比亮著的恒星多得多。在銀河系之外，還有其他星系，它們的形狀和大小都與銀河系類似，但距離我們卻非常遠(yuǎn)，以至于它們的星光傳到我們這里至少要花100 萬年。 太陽和它的小小家族在宇宙里游蕩，就像被拋棄的貨物在洋流里隨波逐流一樣。人類則像這塊漂流的碎片上的一個(gè)細(xì)菌，如無限時(shí)空中的一個(gè)分子，似永恒一日里的一剎那。他們迷失在宇宙當(dāng)中，對自己的存在意義和*終歸宿全然無知。幸運(yùn)的是，為了心靈平靜起見，人類的哲學(xué)思考也很少上升到天文學(xué)的高度。人類唯一在意的就是天上*大的那顆恒星有朝一日或許會(huì)消失，除此之外，他們擔(dān)憂的不過是人世間的問題而已。但是他們?nèi)匀粫?huì)對身外的宇宙產(chǎn)生某些興趣。畢竟，很可能正是宇宙中的某次突變給了他們生命，而未來一次類似的突變卻可能終結(jié)他們的生命。 現(xiàn)代的科學(xué)家從不懷疑，太陽系中的行星、衛(wèi)星、流星、彗星原本都源自太陽。分光鏡（光譜儀）已經(jīng)證明地球與太陽的親戚關(guān)系：這種儀器能把太陽射出的白光分解成一系列光帶，每條光帶對應(yīng)著一種確定的化學(xué)元素。我們從中得知，太陽的組成元素和地球的組成元素非常相似，地球上的已知元素基本都能在太陽上找到，在其他行星和它們的衛(wèi)星及彗星上，我們也沒有發(fā)現(xiàn)與地球上化學(xué)元素不同的元素。顯然，太陽系的所有成員之間都存在著親緣關(guān)系。 地球和它的“姊妹”們是如何誕生的呢？對此人們提出了好幾種猜想。其中，法國天文學(xué)家拉普拉斯的星云假說一度被普遍接受。他認(rèn)為，太陽系的母恒星是一團(tuán)炙熱氣體星云，直徑超過80 億千米，足以把太陽系*外側(cè)的行星——海王星的軌道也包括進(jìn)來。這團(tuán)母星云緩慢旋轉(zhuǎn)，不斷收縮。由于溫度不斷降低，它的旋轉(zhuǎn)速度逐漸增大，*終有一環(huán)氣體與星云分離開來，自行凝固成一團(tuán)氣體，并圍繞太陽旋轉(zhuǎn)，這便是母恒星產(chǎn)下的**個(gè)子女——海王星。隨后，這團(tuán)不斷收縮的氣體星云不斷分離出一環(huán)又一環(huán)的氣體，天王星、土星、木星、火星、地球、金星和水星便依次產(chǎn)生。行星們也用類似的方式分離出各自的氣體環(huán)，這些氣體環(huán)*終凝固成衛(wèi)星，圍繞著生成它們的行星公轉(zhuǎn)，就像行星圍繞著太陽進(jìn)行公轉(zhuǎn)一樣。 星云假說初步回答了太陽系形成的問題，當(dāng)然這個(gè)說法還有缺陷。它太簡單，無法解釋太陽系中的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。對母星云在收縮到*內(nèi)側(cè)行星——水星軌道之內(nèi)以前能否分離出氣體環(huán)這一點(diǎn)也有諸多懷疑。如果拉普拉斯的假說是正確的，那么衛(wèi)星應(yīng)該都沿著行星自轉(zhuǎn)的方向進(jìn)行公轉(zhuǎn)。但土星的一顆衛(wèi)星、木星的兩顆衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)方向卻與其行星的自轉(zhuǎn)方向相反。同樣，按照拉普拉斯的假說，行星的自轉(zhuǎn)速度應(yīng)該比各自的衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)速度快，而太陽應(yīng)該是太陽系所有成員中自轉(zhuǎn)速度*快的，因?yàn)榻禍睾褪湛s過程會(huì)增加自轉(zhuǎn)速度。但實(shí)際上，*靠近火星的衛(wèi)星福波斯圍繞火星公轉(zhuǎn)的速度是火星自轉(zhuǎn)速度的3倍。木星占太陽系的總質(zhì)量比例不到千分之一，自轉(zhuǎn)速度卻是整個(gè)太陽系中*快的，要知道，按照拉普拉斯的理論，這一速度本應(yīng)屬于太陽。 因此，星云假說在現(xiàn)代物理學(xué)和現(xiàn)代天文學(xué)的事實(shí)面前只能甘拜下風(fēng)。但這卻促進(jìn)了新一代科學(xué)家的成長，舊理論會(huì)不斷被新理論取代，是新理論成長的催化劑。星云假說之所以會(huì)在科學(xué)發(fā)展史上占有一席之地，一是因?yàn)樗哪承╁e(cuò)誤促進(jìn)了新理論的發(fā)展，二是因?yàn)槿祟惐仨毦邆淠撤N宇宙進(jìn)化論的觀點(diǎn)，即便是錯(cuò)誤的宇宙進(jìn)化論觀點(diǎn)，也會(huì)像偽神一樣，敦促思想者們?nèi)ゲ粩嗵骄坑钪娴慕K極真理。 在達(dá)爾文提出生物進(jìn)化論之后，理論科學(xué)界*重要的貢獻(xiàn)可能就是由芝加哥大學(xué)的張伯倫教授和摩耳頓教授提出的星子假說。和之前的學(xué)者一樣，他們也相信地球是太陽的子孫。但與拉普拉斯不同的是，他們認(rèn)為太陽不僅是地球的母親，還是它的父親。他們認(rèn)為，在遠(yuǎn)古時(shí)期曾有一顆恒星運(yùn)行到距離太陽足夠近的區(qū)域，它的引力足以對太陽產(chǎn)生影響。要知道，即使到了現(xiàn)在，太陽表面依舊不斷噴發(fā)白熱物質(zhì)，噴發(fā)高度接近30 萬英里，速度則超過每秒300 英里。當(dāng)然，噴發(fā)出來的物質(zhì)通常都會(huì)落回到太陽中去。但在當(dāng)時(shí)，太陽系還在形成當(dāng)中，噴發(fā)出來的物質(zhì)很可能被經(jīng)過的恒星用強(qiáng)大的引力從太陽的某一側(cè)拉了出來，形成一條螺旋狀旋臂。在恒星遠(yuǎn)去之后，太陽的引力不足以將這些物質(zhì)拉回去。于是，旋臂中的噴發(fā)物質(zhì)就被分離出來。在寒冷的宇宙空間中，這些氣體狀物質(zhì)迅速凝固成塊狀固體，有的大，有的小，還有無數(shù)微小的顆粒分散其間。所有這些星體都沿著橢圓形軌道圍繞太陽進(jìn)行公轉(zhuǎn)。 隨著時(shí)間的推移，旋臂里的大塊物質(zhì)和小顆粒之間由于橢圓軌道的偏心率不同而發(fā)生碰撞。大的固體塊利用自身較強(qiáng)的引力，一邊公轉(zhuǎn)，一邊不斷吸收體積較小的物質(zhì)，從而越長越大。它們通過掃蕩較小的物質(zhì)，*終成長為一顆行星。衛(wèi)星成長的方式也相同，只不過它們體積比較小，*終無法長到行星的體積。同時(shí)，每一次碰撞都會(huì)使行星軌道發(fā)生少許修正，使之從橢圓形越來越接近圓形。需要注意的一個(gè)事實(shí)是：一般認(rèn)為大行星（如木星、土星、天王星、海王星）吸收的星子物質(zhì)數(shù)量*多，它們的軌道也確實(shí)*接近圓形；而那些無關(guān)緊要的小行星（太陽系形成的副產(chǎn)品）圍繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道偏心率確實(shí)都相當(dāng)高。各顆行星吸收星子物質(zhì)的方式和速率并不相同，這一點(diǎn)可以用來解釋為什么各顆行星的自轉(zhuǎn)速度不同，也能解釋為什么那3顆衛(wèi)星會(huì)沿著與行星自轉(zhuǎn)相反的方向進(jìn)行公轉(zhuǎn)。 星子假說很好地解釋了當(dāng)時(shí)有關(guān)太陽系的所有已知事實(shí)。但人們也對它的某些細(xì)節(jié)提出了修改意見。比如，巴雷爾認(rèn)為，必定曾有相當(dāng)大的星子物質(zhì)墜入固態(tài)地核，其沖擊力和速度足以熔化成長中的行星；金斯和杰弗里則堅(jiān)信行星和它們的衛(wèi)星從形成伊始就是氣液混合狀態(tài)；星子假說的擁護(hù)者堅(jiān)持認(rèn)為地球的成長十分緩慢，它絕大部分時(shí)間是既寒冷又堅(jiān)固的。 很遺憾，無論想要證明這些假說里的哪一個(gè)，所需要的關(guān)鍵證據(jù)都被深埋在后世不斷加厚的巖石碎片之下。如果地球是由液體凝固而來，那么應(yīng)該能發(fā)現(xiàn)在它冷凝過程中形成的原始地殼的遺跡，就像能在高溫熔爐里找到礦渣一樣，但科學(xué)家至今還沒有類似的發(fā)現(xiàn)。同樣，如果地球是由寒冷的星子物質(zhì)緩慢積累起來的，那么我們也應(yīng)該能找到這類物質(zhì)的蹤跡，但大自然不會(huì)輕易讓我們得逞。自然界的各種變化要么把這類蹤跡隱藏起來，要么已經(jīng)讓它們消失了。就我們目前所知，只有一件事是確定的：過去的地球不可能同時(shí)呈現(xiàn)液體和固體兩種狀態(tài)。我們現(xiàn)在還很難在各種假說里找到真理之路，但時(shí)間和未來的發(fā)現(xiàn)有朝一日或許會(huì)為我們指引出這條道路。 現(xiàn)在，對地球的早期歷史有兩種說法，對這一點(diǎn)我們應(yīng)該感到滿意。二者之一*后可能會(huì)被證明是正確的，但兩種都錯(cuò)也不是不可能的。有些人相信地球從誕生之日起就是固體，他們認(rèn)為它*初是塊狀，大小大概是現(xiàn)在的十分之一。這個(gè)固體核在運(yùn)行路徑上慢慢聚集星塵。它吸收的星子物質(zhì)體積都不太大，不足以讓地球變成液體，但它們帶來的熱量又能夠讓它釋放出一些氣體。隨著地球不斷變大，它自身的引力足以阻止這些氣體擴(kuò)散，這樣便開始形成大氣層。與此同時(shí)，放射性礦物的衰變也產(chǎn)生了熱量，這使成長中的地球內(nèi)部壓力不斷增加，從而產(chǎn)生更多的熱量，易熔的巖石因而熔化成了液體，火山開始形成，更多的氣體被釋放到大氣層中。水蒸氣在大氣里不斷聚積，*終凝結(jié)成雨。這樣，地球巖石累累的表面就出現(xiàn)了水洼，低地*終被水淹沒，海洋就此開始了漫漫生涯。 生命的誕生是各種適宜條件下的自然結(jié)果。它過去曾在泥濘中長期掙扎，未來卻可能比過去的夢想更加輝煌。即便到了未來，所有現(xiàn)在的適宜條件都不復(fù)存在，生命體也會(huì)繼續(xù)掙扎求生存。 那些相信地球曾是液體狀態(tài)的人講的故事更加悲哀。在他們的故事里，地球昨天還在地獄般的高溫里蒸烤，明天又將如月亮一般冰冷死寂。整個(gè)太陽系都在走下坡路，生命不過是混亂暗夜里的一道閃電，待白日降臨便將消失得無影無蹤。我們現(xiàn)在擁有生存所必需的特殊條件：充足的空氣和水、適宜的溫度。但地球注定是要滅亡的，它的氣溫會(huì)降到宇宙空間的絕對零度，無論人類還是低等生物都將無法生存。太陽和它的孩子們會(huì)繼續(xù)在時(shí)空里游蕩，過去不過是記憶里一段失落的片段，未來又全無希望。現(xiàn)在，我們不可能知道哪種說法是正確的，但時(shí)間會(huì)揭示真相。在那之前，就讓情人們繼續(xù)談情說愛、政治家繼續(xù)唇槍舌劍、科學(xué)家繼續(xù)為他們的理論添磚加瓦吧！ 第二章 奇妙的無機(jī)物 生命是一系列特殊條件風(fēng)云際會(huì)的產(chǎn)物，這種存在很可能是獨(dú)一無二的。在一片死寂的荒涼世界里，生命顯得那么渺小、虛弱、孤立無援。殘酷的環(huán)境一有機(jī)會(huì)就要打擊它。不管生命的誕生有多么不可思議，它毀滅的悲劇卻每天都在發(fā)生。生命的存在是那么脆弱：如果我們從15米高的地方摔下來，肯定會(huì)一命嗚呼。同樣，要是自然界發(fā)生大的變化，或是地球上的熱量、空氣和水的含量發(fā)生大的變化，一切生命也就都結(jié)束了。就我們所知，如果溫度高于水的沸點(diǎn)或低于水的凝固點(diǎn)，多數(shù)生命是不能長期生存的。實(shí)際上，大多數(shù)動(dòng)植物生存所需的溫度要求更嚴(yán)格。地球距離太陽恰好夠近，能獲得維持生命所需的熱量，它又恰好夠大，能吸引住保存這些熱量的大氣層。空氣和水也一樣，要是它們的含量或成分發(fā)生較大變化，生命的脈搏就無法繼續(xù)跳動(dòng)了。很多天文學(xué)家認(rèn)為：在另一個(gè)星球上重現(xiàn)這些適宜條件的可能性非常小。大自然孕育了一切，有朝一日它也可能將一切全部摧毀。 在死寂的宇宙里，我們的存在顯得既不合理，又無比獨(dú)特。生命與它誕生所需的土壤之間的聯(lián)系實(shí)在太密切了，讓我們無法對生命本身給出一個(gè)令人滿意的定義。亞里士多德說：“生命是能夠自我營養(yǎng)并獨(dú)立生長和衰敗的力量！??2000多年后，斯賓塞認(rèn)為：“生命是為了適應(yīng)外在關(guān)系而對內(nèi)在關(guān)系的不斷調(diào)整。”我們還可以引用許多定義，但都不能讓人滿意，因?yàn)樗鼈兠枋龅亩疾皇巧旧，只是生物的性質(zhì)而已。我們對生命的了解并不比對聲、光、熱、電的了解更多，只是對它有何表現(xiàn)略知一二罷了。 另外，只有浪漫主義者才會(huì)認(rèn)為生命是無法理解的神秘存在。他們堅(jiān)信生命是不可知的，有不可知的力量凌駕于現(xiàn)實(shí)世界的物質(zhì)和能量之上。這些人并不怎么關(guān)心真理，他們更在乎自己的希望和幻想。但我們所知的生命卻并非某種理論，它是一種過程。 20 世紀(jì)所有的科學(xué)研究都支持這樣一個(gè)結(jié)論：自然界沒有什么東西是完全靜止的！斑t鈍的地球”只是對那些視而不見的人才顯得遲鈍罷了：地球表面的模樣始終在緩慢地改變著，動(dòng)植物在時(shí)間的長河里也是不斷地生長變化著，千姿百態(tài)，華美壯觀。拉馬克、達(dá)爾文和他們的繼承者曾經(jīng)清楚地展示了生物世界的進(jìn)化過程，現(xiàn)代物理學(xué)家和化學(xué)家同樣清楚地說明了物質(zhì)的基本組成單元。物質(zhì)和能量是不滅的。在一段短暫的時(shí)間里，某些特定的動(dòng)植物會(huì)以某些特定的形式占有一定的物質(zhì)和能量。隨著生物的死亡，這些特定的形式也會(huì)隨之消亡，但物質(zhì)和能量本身并沒有完全消亡，換個(gè)時(shí)間，換種生物，它們依舊存在，之后還會(huì)繼續(xù)被其他生物占有——如此循環(huán)，生生不息。通過這些形式，生命獲得了永生。 人類的錯(cuò)誤觀念可以構(gòu)成一座地獄，無生源說的幽靈曾經(jīng)從中悄悄升起，并困擾著探究生命起源的科學(xué)家。當(dāng)然，它只是偶爾出現(xiàn)，出現(xiàn)時(shí)也很少受到歡迎。盡管它已過去多年，但人們都還記得它曾經(jīng)是怎么作惡的。它蒙蔽了古代社會(huì)*全知全能的心靈：亞里士多德、盧克萊修、維吉爾、奧維德、老普林尼；它導(dǎo)致中世紀(jì)的詩人、哲學(xué)家、博物學(xué)家紛紛誤入歧途；它讓馮·赫爾蒙特構(gòu)想出了那個(gè)著名的“制造老鼠的配方”——往裝著臟亞麻布的罐子里加幾顆麥；蛞粔K奶酪，你想要的老鼠就會(huì)出現(xiàn)。由于當(dāng)時(shí)缺乏可以進(jìn)行精密觀測的儀器，更缺少精密觀測的意愿，人們都相信生命可以由無機(jī)物自動(dòng)產(chǎn)生。腐朽的骨架可以繁殖昆蟲，腐肉可以生蛆，雨水能產(chǎn)生微生物，采石場里新敲裂的石塊能孕育癩蛤蟆，把馬鬃放進(jìn)一杯水里就能生出線蟲。有一個(gè)中世紀(jì)的意大利人曾嚴(yán)肅地發(fā)表他的研究結(jié)果：海水里腐爛的木材能產(chǎn)生蠕蟲，然后蠕蟲會(huì)變成蝴蝶，蝴蝶*終會(huì)長成夜鶯。 直到17 世紀(jì)晚期，才有人認(rèn)真質(zhì)疑起無生源說的正確性。當(dāng)時(shí)弗朗切斯科·雷迪發(fā)現(xiàn)，只有蒼蠅在腐肉上產(chǎn)卵之后，蛆才會(huì)出現(xiàn)。因此，蛆并不像之前人們所認(rèn)為的那樣，是無父無母自動(dòng)產(chǎn)生的，它的根源在蠅卵。隨后，借助顯微鏡，斯帕蘭扎尼、巴斯德、丁達(dá)爾和其他科學(xué)家證明：之前被廣泛接受的那些無生源說的實(shí)例不過是粗糙觀察得出的結(jié)論？茖W(xué)界逐漸開始相信：由于無法證明生命能夠從無機(jī)物中直接產(chǎn)生，所以所有生物都有祖先。這一假說可以用那句著名的格言“萬物皆有源”來描述，它也是當(dāng)代生物科學(xué)的圭臬。 但無生源說的幽靈又出現(xiàn)了，因?yàn)樯傆虚_始，亡者必曾生存。人們都相信地球上并不是一直像現(xiàn)在這樣棲息著各種生物，只有在地表進(jìn)化出適宜的條件之后，生命才可能存在。同樣，大部分科學(xué)家都承認(rèn)，無論在地球上，還是其他行星上，生命必須首先由無機(jī)物直接進(jìn)化而來。那么，“萬物皆有源”這句話至少曾有過這個(gè)*初的例外。于是人們自然要問：曾經(jīng)發(fā)生過的事，會(huì)不會(huì)再發(fā)生？即便到了現(xiàn)在，生命是不是還可能從無機(jī)物的泥沼中孕育出來？當(dāng)然，這個(gè)過程可能已經(jīng)變得極其緩慢或進(jìn)展甚微，讓人無法察覺。光合細(xì)菌是游蕩于生物與無機(jī)物之間的衛(wèi)士，嚴(yán)格守護(hù)著這兩個(gè)世界的分界線。但就算是它恐怕也無法壓抑大自然的創(chuàng)造力。雖然現(xiàn)在沒有人知道這些問題的答案，但理性的科學(xué)家不會(huì)因?yàn)闆]有親眼觀察到這一過程，也沒有在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)驗(yàn)出來，就假定它不可能存在，畢竟這個(gè)過程在過去曾經(jīng)發(fā)生過？茖W(xué)家會(huì)努力尋找事實(shí)來說明——即便不能證明——這個(gè)過程在今天的地球上依舊可能存在。 大部分教科書對生物和無機(jī)物之間的相似性都輕描淡寫，或略過不談。它們滿足于強(qiáng)調(diào)兩者的區(qū)別，盡量不談及它們的相似性。確實(shí)，在絕大多數(shù)情況下，無機(jī)物——如原子、大海和太陽——的大小幾乎沒有限制，而動(dòng)植物在這方面是有嚴(yán)格限制的。它們的存在形式也是如此：無機(jī)物有各種各樣的存在形式。但所有生物都必須嚴(yán)格遵循遺傳學(xué)原理。家貓可能會(huì)哭著想長出獅子的肌肉和利爪，但它們永遠(yuǎn)也長不出來。無機(jī)物世界的組成材料是地球上已知的92 種化學(xué)元素，而生物世界對這些元素千變?nèi)f化的組合顯然已經(jīng)感到滿意了。絕大部分無機(jī)物在結(jié)構(gòu)上缺乏組織，而絕大部分生物都有著精密的組織結(jié)構(gòu)——細(xì)胞構(gòu)成組織，組織形成器官，它們彼此完全不同，卻相互依存，有機(jī)地結(jié)合在一起。此外，人們通常認(rèn)為維持生命*重要的現(xiàn)象是生長、適應(yīng)環(huán)境和繁殖，但在“礦物王國”里卻找不到它們的對應(yīng)現(xiàn)象。 以上便是有關(guān)生物與無機(jī)物區(qū)別的主要觀點(diǎn)，兩者之間被人為劃出了一道不可逾越的鴻溝。但是，和大部分概而論之的觀點(diǎn)一樣，它們也忽略了例外現(xiàn)象，而在這個(gè)比較中，這些例外顯然才是*有意思的，很可能也是*重要的。很久以前，赫拉克利特曾把生命比作火焰。首先，生物*重要的特征之一是能從環(huán)境中獲取物質(zhì)和能量來維持自身運(yùn)轉(zhuǎn)。在這一點(diǎn)上，蠟燭的燃燒方式和生物體頗為相似：火焰從空氣中吸收氧氣，發(fā)生化學(xué)變化，放出光和熱。動(dòng)植物用相同的方式從環(huán)境中獲取食物，吸收營養(yǎng)，并以各種形式散發(fā)出能量。就人類的成長來說，在嬰兒出生以前，卵子中的物質(zhì)發(fā)生了變化；而在孩童成人之前，他的骨骼和肌肉也填充了一些新的物質(zhì)，但他始終是同一個(gè)個(gè)體。從某種意義上說，我們不再是童年的自己；但從另一種意義上說，我們和童年時(shí)又毫無區(qū)別：火焰始終以相同的方式保持著個(gè)性。 比火焰的營養(yǎng)來源更重要的兩個(gè)值得關(guān)注的現(xiàn)象是擴(kuò)散和滲透，它們在無機(jī)物和生物中都很常見。在一杯水中加入一些鹽，鹽會(huì)漸漸溶解，慢慢通過擴(kuò)散過程均勻分布到整杯水中。擴(kuò)散是由杯中的分子濃度分布不均勻?qū)е碌。鹽分子會(huì)從濃度高的地方移向濃度低的地方；相反，水分子會(huì)從濃度低的地方移向濃度高的地方，*終導(dǎo)致杯中的液體濃度重新達(dá)到平衡：鹽均勻地溶解、分散在水中，而不會(huì)受重力影響導(dǎo)致濃度不均。 滲透現(xiàn)象是阿貝·諾雷在1748 年發(fā)現(xiàn)的，當(dāng)時(shí)他把一個(gè)裝滿酒精的豬尿脬浸在水里，觀察到水滲透進(jìn)豬尿脬的速度要比酒精滲透到水里的速度快得多，結(jié)果是豬尿脬漲大了。這種濃度較低的溶液通過薄膜向濃度較高的溶液移動(dòng)的過程叫作滲透。正是滲透壓讓土壤里的水分上升到了樹冠上的小樹枝里。動(dòng)物的消化主要是將食物大分子粉碎成小分子的過程。這些小分子在腸道中可以經(jīng)擴(kuò)散和滲透等物理過程被吸收。實(shí)際上，以這兩個(gè)過程為基礎(chǔ)，生物構(gòu)造了一系列至關(guān)重要的精細(xì)結(jié)構(gòu)。 有些礦物質(zhì)在高濃度溶液中會(huì)與其他溶液接觸，形成薄膜，這些薄膜能阻礙水和溶液中的其他物質(zhì)通過。比如，把可溶性鈣鹽放進(jìn)堿金屬碳酸鹽或磷酸鹽的溶液中，鈣鹽表面會(huì)形成一層滲透膜。膜內(nèi)溶解的物質(zhì)會(huì)對有限的表面施壓，致使?jié)B透膜膨脹，膜內(nèi)體積增大，這樣就會(huì)有更多的水涌進(jìn)滲透膜，使礦物結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。動(dòng)植物生長的原理與之非常類似。 法國南特的斯蒂芬·勒杜克 博士為滲透生長現(xiàn)象的研究作出了杰出的貢獻(xiàn)。滲透生長中的物質(zhì)會(huì)從它所在的培養(yǎng)液中吸收營養(yǎng)，但和晶體生長不同的是，新物質(zhì)的吸收不是用外加方式來實(shí)現(xiàn)的，而是通過套疊過程實(shí)現(xiàn)的。換句話說，是通過在原有物質(zhì)的分子之間加入新分子來實(shí)現(xiàn)的。這樣會(huì)慢慢形成比*初的礦物“晶核”重許多倍的物質(zhì)，而培養(yǎng)液會(huì)減少相應(yīng)的重量。生長中吸收的物質(zhì)在被吸收的過程中經(jīng)歷了化學(xué)變化，這也和動(dòng)植物生長過程中吸收的物質(zhì)一樣。滲透生長吸收了特定的某些礦物“食物”，拒絕了其他“食物”，隨后還排泄出廢物。 許多滲透生長物質(zhì)會(huì)因?yàn)橹車h(huán)境中*微小的刺激而在母液中四處游動(dòng)，很多物質(zhì)會(huì)進(jìn)行與營養(yǎng)狀況相關(guān)的周期性運(yùn)動(dòng)，還有些會(huì)通過出芽進(jìn)行繁殖。在特定的條件下，某些衰退的個(gè)體會(huì)重獲生命力，傷口也會(huì)像生物組織一樣愈合。隨著時(shí)間的推移，滲透生長的滲透膜會(huì)變厚，生長減慢，*終由于膜內(nèi)外的滲透壓平衡停止生長。就像孩子的細(xì)胞年輕充滿活力一樣，滲透生長初期滲透壓高，長出的細(xì)胞豐滿，形狀優(yōu)美；而隨著年歲漸長，人的細(xì)胞變得干癟衰老；*終將面臨死亡，軀體和結(jié)構(gòu)終將不復(fù)存在。 現(xiàn)在，我們回到*初的假設(shè)中，即我們所知的生命只是一種過程，那么很顯然，生物與無機(jī)物之間的界線并不像絕大部分人認(rèn)為的那么清晰。滲透生長現(xiàn)象成功地模擬了營養(yǎng)、生長、形式、結(jié)構(gòu)和感覺等維持生命所必需的現(xiàn)象。它已經(jīng)非常接近這兩個(gè)世界的分界線。此外，盡管我們還不能人工制造原生質(zhì)——所有生物發(fā)源的土壤，但在實(shí)驗(yàn)室里已經(jīng)可以制造包括尿素在內(nèi)的許多有機(jī)物，完全不需要任何動(dòng)植物的輔助。這些現(xiàn)象和許多類似的事實(shí)表明，生物與無機(jī)物之間并無天壤之別，它們在本質(zhì)上源出同門。 因此，勒杜克博士和其他科學(xué)家再次提出了無生源說的問題。盡管礦物滲透生長中不包括蛋白質(zhì)，而且還無法和生物的化學(xué)復(fù)雜程度相提并論，但它確實(shí)讓無機(jī)物在形式和結(jié)構(gòu)上都達(dá)到了動(dòng)植物標(biāo)志性的復(fù)雜程度。它們通過滲透壓和擴(kuò)散物理作用，完成了和生物同樣的過程，F(xiàn)代化學(xué)家和生物學(xué)家還無法制造生物，但他們已經(jīng)在礦物世界里成功復(fù)制出許多生物生長過程和結(jié)構(gòu)，包括某些在不久之前還被認(rèn)為是生物特有的物質(zhì)；厮萆Q生的遠(yuǎn)古時(shí)代，大自然完全可能在它的實(shí)驗(yàn)室里重復(fù)相同的實(shí)驗(yàn)，只不過它走得更遠(yuǎn)，更進(jìn)一步創(chuàng)造出了生物。這樣的過程現(xiàn)在也完全可能在深海中存在。沒有人了解遠(yuǎn)古時(shí)代到現(xiàn)在大洋深處的情況。合成生物學(xué)家還沒能發(fā)現(xiàn)生命的配方，但它在生命誕生時(shí)必定存在，現(xiàn)在也依舊可能存在。 關(guān)于生命有一種新概念，認(rèn)為元素、化合物、礦物、巖石、植物、動(dòng)物可能都是某個(gè)巨大生物體的一部分。當(dāng)代研究正慢慢為這種信念奠定基礎(chǔ)：物質(zhì)從*簡單的形式到*復(fù)雜的形式，其進(jìn)化的過程是連續(xù)的。植物王國和動(dòng)物王國之間模糊的界線正在融合，沒人會(huì)拿奶牛做卷心菜沙拉，或是用卷心菜擠牛奶。因?yàn)槟膛：途硇牟司哂忻黠@的界線，沒人會(huì)混淆它們。但有些單細(xì)胞生物同時(shí)結(jié)合了動(dòng)物和植物的特征，植物學(xué)家和動(dòng)物學(xué)家都把它們歸入自己的研究范疇。生物與無機(jī)物的世界在逐漸融合，生死之間的溝壑曾是妨礙科學(xué)泛神論形成完美教義的*后障礙，而它正在消失。人類和石頭并不相像，但人類維持生命所需的過程卻和礦物的滲透生長過程幾乎一模一樣，這種相似性意味著生死之門或許可以通往其中任何一個(gè)世界。
從微塵到人類:35億年的生命小史 作者簡介
約翰 H.布瑞德雷（John H. Bradley ），1898―1962，美國著名的歷史學(xué)家、人類學(xué)家、社會(huì)學(xué)家。其曾經(jīng)致力于地球科學(xué)、史前文明的研究和考察。主要著作有Farewell Thou Busy World，Parade of the Living，a History of Life on Earth等。 譯者簡介: 田琳，熱愛英語、科普、跑步，自由譯者。
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