简介

精彩点评

• 

  刘安清

  推荐

  一本读得比较累的书！感觉反复出现最多的词是线粒体！查了一下，原来从《氧气》到《能量、性、死亡：线粒体与我们的生命》再到《复杂生命的起源》作者都是尼克·莱恩，是以线粒体为中心的能量生物学专家。国际上还有人将他与达尔文相提并论。 生命是最复杂的，我还是没有完全懂得生命的起源。

• 

  杏林春暖

  推荐

  以下是书中一些内容的摘抄： 绪论 为什么生命会是这样？ 地球上所有的复杂生命拥有一个共同祖先，它从简单的细菌演化而来，在40亿年的漫长岁月中只出现了一次。这究竟是一个反常的孤立事件，还是因为其他的复杂生命演化“实验”都失败了？我们不知道。已知的是，这个共同祖先一出场，就已经是一个非常复杂的细胞。它的复杂程度，与你身上的细胞不相上下。 我们知道复杂细胞起源于40亿年演化史中的单一事件：一个古菌和一个细菌的内共生（图1）。我们知道复杂生命的特征在这次结合之后才演化出现。但我们仍然不知道，为什么这些特征会出现在真核细胞中，在细菌和古菌中却没有留下演化的痕迹。 我们还发现，所有的地球生命，无一例外都利用质子梯度供能。质子动力是生命不可或缺的成分，就像通用遗传密码。然而，这种反直觉的能量利用机制最初是怎么演化出来的，我们几乎一无所知。在我看来，这就是位于当代生物学核心的两大未知问题：为什么生命以如此令人困惑的路径演化？为什么细胞的供能方式如此古怪？ 图1 第一部 问题 1 什么是生命？ 图2　生命的时间线 如果真核生物的不同种群因为亿万年来在不同环境中适应不同的生活方式而发展出各自的复杂度，那么，如此久远的演化历程会反映为完全不同的内部结构。但是，请仔细观察真核细胞的内部细节。我们会发现，所有的真核细胞内部，都由基本相同的部件构成。 我们现在知道，所有的真核生物都有一个共同的祖先。这个“共同祖先”的生物学定义意味着，在40亿年的地球历史中它只出现过一次。让我再次强调这个概念的重要意义：所有的植物、动物、藻类、真菌和原生生物都有共同的祖先——真核生物是单源性的！也就是说，植物、动物和真菌并非分别从不同的细菌演化而来，恰好相反：一个形态复杂的真核细胞种群在某个特定历史场合出现，而所有的植物、动物、藻类和真菌都演化自这个始祖种群。 共同祖先出现之前，这些特征（也就是全部的特征）是怎么形成的？我们对这个问题的理解还极为浅薄。为什么会演化出细胞核？是如何演化的？性又是怎么来的？为什么几乎所有的真核生物都是两性的？繁复的细胞内膜结构源自何处？细胞骨架是怎么变得动态可塑的？为什么细胞的成熟分裂（即减数分裂）最终是为了让染色体数目减半，首先会使其倍增？为什么我们会衰老、会得癌症、会死去？ 细菌和真核生物之间没有现存的中间型并不特别令人惊奇。真正出人意料的是，真核生物的特征并不像眼睛那样，在演化史上一再重现。 动力飞行至少独立演化了6次，分别是蝙蝠、鸟类、翼龙和不同种类的昆虫；多细胞组织独立演化了大约30次，正如前面所述；不同形式的温血特征在好几类生物中独立出现，包括哺乳动物和鸟类，还包括某些特殊的鱼类、昆虫和植物；甚至连大脑意识，似乎都是在哺乳动物和鸟类中分别独立出现的。 2 什么是活着？ 这就是生命的基本活动：制造新的有机小分子，把它们组织起来，生长，繁殖。生长还意味着主动运输物质进出细胞。所有这些活动都需要持续的能量流入，薛定谔称其为“自由能”。 电子最终经过至少15次这样的转移，才到达氧气分子。不同生物的生长方式，比如植物的光合作用和动物的呼吸作用，表面上没有多少共同点，实质上都使用同样的“呼吸链”把电子传递下去。 地球生命似乎从理论上的无限可能性中，选择了一种很受限制又非常奇特的供能机制。这仅仅是演化史中的偶然？还是因为这个机制比其他机制优秀太多，最终赢家通吃？还有一种更意味深长的可能：难道，这是唯一的可行之道？ 图9 细菌与古菌的细胞膜存在一个主要差异，而且似乎完全是随机产生的。细菌细胞膜使用的是甘油的一种立体异构体，古菌则使用另一种，两者互为镜像。 第二部 生命的起源 3 生命起源的能量 尽管RNA确实在复制以及蛋白质合成的起源上发挥了关键作用，但认为“RNA自己忽然发明了新陈代谢”的理论仍属荒谬。那么，到底是什么催化了最初的生化反应？最有可能的答案是无机复合物分子，比如金属硫化物（特别是铁、镍和钼）。 上一章我们讨论过热力学决定的碳合成化学的需求：要有连续的碳和能量流过天然催化剂。所有过去立论的生命起源可能环境（不考虑那些奇谈怪论），几乎都被这样的条件排除了：温暖的池塘（很遗憾，达尔文这次错了）、原始汤、微孔浮石、海滩、胚种论……但是仍有一个幸存者——深海热液喷口。它不仅没被排除，相反，还符合所有这些条件。 这些溶解在海洋中的金属，最终便宜了另一种海底喷口：碱性热液喷口。我认为，它们解决了黑烟囱生命起源理论所有的问题。碱性热液喷口与火山无关，所以没有黑烟囱那些剧烈的活动和变化，但它们有很多其他的特性，使其成为真正合适的流式电化学反应炉。 氢气的还原电位随pH值下降，这个不太起眼的事实会给我们什么重要启发吗？当然！它非常、非常重要！在碱性热液喷口环境中，氢气会与二氧化碳反应，生成有机分子。在其他几乎所有环境中，这种反应都不会发生。 4 细胞的诞生 图15 图16 我认为，鼎鼎大名的露卡，细菌与古菌的共同祖先，就生活在碱性热液喷口的微孔结构中。也就是说，从无机物起源到露卡诞生的三个阶段，全都发生在这些微孔中，全都由质子梯度驱动，无论分隔梯度的是无机薄壁还是有机膜。而ATP合酶等复杂蛋白质的出现，发生在这条崎岖之路的晚期。 一旦有了进行主动运输的离子泵，细胞膜的改进终于有了优势。在此之前的每一步，现代型磷脂细胞膜都不能提供任何好处，反而相当有害。然而当细胞有了反向转运蛋白和质子泵，让细胞膜脂质分子加上甘油头部降低渗透性，就有利可图了。 到了这一步，细胞演化出了主动离子泵和现代型细胞膜，终于可以离开热液喷口环境，游向广阔的海洋了。细菌和古菌，最早自由生活的细胞，是从生存于碱性热液质子梯度中的共祖细胞分化而来的。所以后来它们发展出了不同的细胞壁，以此来保护自身面对新的冲击，这不足为奇。它们还独立发明了各自的DNA复制机制。 第三部 复杂性 5 复杂细胞的起源 有了内共生造成的基因丢失（此处只考虑了5%而已）节省下来的能量，可以很轻松地支持动态细胞骨架的演化，事实上它也发生了。另外，100个内共生体其实也是非常保守的估计。某些大型的阿米巴原虫有多达30万个线粒体。 这个“必然的”理由，还不只是要求基因留在线粒体里。真正的必然要求是，基因必须紧靠能量膜驻扎，不论膜在何处。所有能进行呼吸作用的真核生物，其线粒体都保留了同样的一小群基因，绝无例外。极少数真核生物丢掉了全部的线粒体基因，它们也失去了呼吸能力。 演化提供了一个关键的蛋白质来救场：ADP-ATP转运蛋白（ADP-ATP transporter），它让宿主细胞能够把内共生体制造的ATP释放出来为自己所用，刚好也解决了内共生体的困境。通过把ATP运送出来，同时补充内共生体所需的ADP，宿主细胞限制了内共生体的自由基泄漏，减轻了细胞受损和死亡的风险。 真核生物的起源，是一起奇妙的单一演化事件，在地球40亿年的演化史中只发生过一次。如果从基因组和信息的角度来考虑，这条奇特的演化之路几乎完全无法理解。但如果从能量与细胞物理结构的角度看，一切都显得很有道理。 现在我们也认识到，为什么自然选择在无限长的时间中作用在无限多的细菌种群身上，却仍然无法让它们演化成我们现在称之为真核生物的大型复杂细胞，除非通过极为罕见、偶然发生的内共生作用。 6 性，以及死亡的起源 为什么真核生物有如此破碎的基因？有几个已知的好处。同一个基因可以通过不同的剪接方式拼出不同的蛋白质。例如，免疫系统就可以通过这样的蛋白质重组机制，把不同的蛋白质片段拼接成数十亿种不同的抗体。 如果只有少数几个基因是这样，那么我们可能倾向于第一个解释。但发现的事实是，数以千计的内含子都插在数百个真核生物的共有基因中，而且在完全相同的序列位置。这样第一个解释就说不通了。内含子一起插入共祖基因组是更加直截了当的解释。 在细胞核中，基因被转录成RNA转录本；在细胞核外，核糖体会读取RNA，再转译成蛋白质。最重要的是，缓慢的剪接过程在细胞核内进行，在核糖体有机会接触到RNA之前已经处理完毕。这就是细胞核真正的意义：把干劲冲天的核糖体挡在外面。这就解释了为什么真核生物需要细胞核，而原核生物不需要。原核生物根本没有内含子的麻烦。 所有这些有什么意义呢？其意义相当惊人：仅凭线粒体的变异问题，就足以解释多细胞生物中异配生殖（精子和卵子）、单亲遗传和种系的演化，以及雌性生殖细胞在发育早期被隔离的原因。这几点共同形成了雌雄两性各种差异的基础。简而言之，线粒体的遗传问题造成了两性之间绝大多数的真正差异。 以这个视角看待整整40亿年的生命史，线粒体就处在真核生物演化的中心。近年来的医学研究也逐渐采纳了类似的观点：线粒体在控制细胞死亡、癌症、退行性病变、生育力，以及其他许多方面发挥着重要作用。 第四部 预言 7 力量与荣耀 这正是线粒体疾病的问题所在。大部分线粒体疾病都会导致神经肌肉退化，影响大脑和骨骼肌，因为它们的代谢率高。其中，视力往往最容易受影响，因为视网膜和视神经细胞的代谢率是全身所有细胞中最高的。 这就是为什么代谢率至关重要。给定线粒体的能量输出不变，代谢率较快的细胞更容易出现供给不足。不只是线粒体疾病，正常的衰老或者老年病都更倾向于影响代谢需求最高的组织，以及代谢需求更高的性别。 鸟类线粒体基因序列的改变速度，比绝大多数哺乳动物更慢（但蝙蝠除外，因为和鸟类一样，它也要面对飞行的要求）。不会飞的鸟类没有这样的限制，基因序列的改变速度就比较快。原因在于，大部分鸟类的线粒体基因序列早已是适应飞行的完美状态。这种理想状态中的基因如果发生突变，很难被苛刻的标准容许，所以通常都被自然选择淘汰。 后记 来自深海 大致看来，明神海丘准核细胞正在重走一条平行的演化之路，从细菌祖先通往复杂的生命形态。在宇宙中的其他地方，生命是否也会沿着同样的演化之路发展呢？这取决于出发点，也就是生命的起源。我认为，同样的起源也很可能一再重演。 如果真是如此，那么宇宙中其他的复杂生命也会面临与地球上真核生物同样的限制；外星人也应该有线粒体。所有的真核生物都来自同一个祖先，这个祖先的出现源于原核生物之间罕见的内共生作用，演化史中的单一事件。这种细菌之间的内共生，我们现在已知两个例子（图25），算上明神海丘准核细胞，那就有三个。 但是我可以更确定地说，基于能量的原因，复杂生命的演化需要两个原核生物之间的内共生；这是一个罕见的随机事件，罕见到怪异的程度，随后两个细胞之间的激烈冲突又使其难上加难。

• 

  Jacob🌍

  推荐

  从30岁起，我们的大脑就在开始萎缩，我们的脑容量每年都在缩小一点，这个过程称为“萎缩”；到了60岁，萎缩的速度会加快。生物医学、认知心理学、脑神经科学的研究表明：导致我们变傻的主要原因是以下10大习惯： 1、受教育程度低及缺少提升认知活动 2、缺乏有氧运动、长时间坐或躺 3、缺乏高血压管理 4、2型糖尿病 5、不健康饮食、肥胖 6、吸烟、喝酒等 7、压力过小或过大、抑郁症等 8、睡眠时间过长或过短 9、缺少爱、理解与关心 10、孤独、参与社交活动少，人类属于社会性动物 根据科学统计数据显示：患有不同程度的神经及大脑类疾病的人群比例是非常高的，如抑郁、老年痴呆等。多学习多思考、提升认知、改善习惯、融入家庭和社会、多旅行等是让我们变得更聪明更健康的最佳方式

• 

  Alex

  推荐

  what a sharp mind！ 如果说，生命不过就是一个电子寻找归宿的过程，那么死亡就是电子终于可以安息之时。 赞！

• 

  阿土哥

  推荐

  如果把地球46亿年历史压缩成1年： 元旦1月1日的凌晨，（约46亿年前）太阳系一片混沌中，无数尘埃和星云在引力的作用下汇聚成团。形成了最早时期的地球，哦不，应该叫火球更为贴切。 2天后（约45.7亿年前）地球和其他行星发生了碰撞，月球就此诞生。这一撞便是一生，从此它就一直守护在地球的身边，直到现在。 3月4日，（约38亿年前）陨石带来的水在地球上形成了原始的海洋。 4月4日，（约34亿年前）在海洋深处的火山口附近诞生了最初的生命：原核生物 4月20日，（约32亿年前）植物的祖先：蓝藻开始出现并产生光合作用，释放出氧气。 6月30日，（约23亿年前）地球上第一个冰河时期来临，这场持续了3亿年《休伦大冰期》，是地球诞生以来时间最长的一次。 8月9日，（约18亿年前 ）真核生物出现，提高物种的变异性，大大推进了进化速度。 9月25日，（约12亿年前） 多细胞生物出现，给生物进化带来了重大突破，与此同时：罗迪尼亚超大陆形成，那时的七大洲还是一体。 11月16日，（约5.42亿年前5.42-4.85）寒武纪：生物大爆发，该时期内“突然”崛起了很多无脊椎动物。 11月20日，（约4.85亿年前4.85-4.4）奥陶纪：第一次生物大灭绝，伽马射线暴摧毁了大气层，超过60%的生物"消失"。 11月24日，（约4.4亿年前4.4-4.1）志留纪：经过奥陶纪晚期的生物大灭绝后，幸存的生物慢慢复苏，脊椎动物开始出现。 11月27日，（约4.1亿年前4.1-3.5）泥盆纪：鱼类的时代，两栖动物出现，部分动物开始向陆地转移。 12月1日，（约3.5亿年前3.5-2.95）石炭纪：巨虫时代：陆地植物大量出现，植物死亡后经过沉淀，慢慢转化为今天所用的“煤”，故得名石炭纪；此时段地球含氧量一度高达45%，所以昆虫都是非常巨大的。 12月6日，（约2.95亿年前2.95-2.5）二叠纪：第三次生物大灭绝，也是最惨的一次。出现在2.51亿年前的二叠纪末期，造成90%的海洋生物，以及75%的陆生生物，在地球销声匿迹。 12月9日，（约2.5亿年前2.5-2）三叠纪：该时期爬行动物盛行，哺乳动物出现，恐龙也慢慢的崛起。 12月13日，（约2亿年前2-1.45）侏罗纪：恐龙的鼎盛时期，恐龙依靠绝对的身躯和武力，统治着地球。最大的恐龙“易碎双腔龙”，体长50米，体重超过200吨。 12月17日，（约1.45亿年前1.45-0.65）白垩纪：恐龙的极盛时期，行星撞击导致第五次生物大灭绝，统治了地球上亿年的霸主就此谢幕 12月24日，（约6500万年前0.65-0.23）鳄鱼顽强的躲过了最后一次的生物灭绝，咱们才能有幸看到这个恐龙时代的活化石。之后哺乳动物迅速崛起，灵长类动物出现，鲸类的祖先开始进军海洋，被子植物逐渐繁盛。 12月27日，（约2300万年前0.23-0.016）哺乳动物继续发展壮大，除了一些古老物种灭绝之外，动植物逐渐形成了基本的面貌。 12月31日15点，（约500万年前）南方古猿出现，现代人类的祖先。也是目前学术界较为主流的观点。 22点（约200万年前）能人出现，然后就是直立猿人、智人。 23点30分，约50万年前人类基本完成了由猿向人的过渡，开始学会使用火。 23点59分，约1万年前新石器时代开始，人类文明才开始有巨大的进展。 新年的钟声敲响，一秒百年（约等于人类历史146年），人类还能走多久？！几天？几分钟？或者是，几秒钟？？？

• 

  Nicki 田

  推荐

  感觉看了一篇立论明确，逻辑清晰，论据详实的论文。书中有非常多关于细胞的生物和化学原理及运行机制的阐述，并且引用了大量a的专业术语和理论知识，于我而言实在是有些艰深和晦涩。不过，也正是这样从细胞的运作机制层面入手，以生物、化学原理作为理论依据，运用数据和数学模型作为理论架构的，正向和反向的推演、论证以及在此基础之上的一些猜测，才比较能够说服读者。 全书最主要的两个论点，关于能量是生命的起源，贯穿生命始终，并且对生命演化有严格的限制作用，以及地球上所有真核生物的原始共祖（LUCA），最初是由一对古菌和细菌结合产生的内共生体演化而来。看完作者的论证过程，或者说作者正在进行的证伪过程，会让你觉得他的推论非常的合理。虽然他抛给你的信息量多且专业，让人有些应接不暇，但是，你不得不惊叹于作者强大的学术功底和严谨的逻辑推导能力。我觉得我可能已经被他说服了。

• 

  晏海云

  推荐

  一切起源就在毫不起眼的碱性热液，然后就这么自然而然发生和发展了。 再然后，一切就都在基因中。 不对，是在核与线粒体中。我们要做的就是认识它，理解它，利用它，最后驾驭它。 驾驭生命，疾病，乃至死亡。 最后，愿质子动力与你同在！

• 

  李峰

  推荐

  太过深奥！生命实质在于结构，生存实质在于能量流动。 我们在演化过程中取舍权衡生殖力和年轻时的健康，换来衰老和罹患疾病的代价。生命的起源、人类的健康乃至生死，都可以从能量角度重新发问。 活着要多做有意义的事，也要懂得躺平。

• 

  ZturnLynn

  推荐

  又消灭一本年前读差不多的书。理论是挺有意思的，表达是极其糟糕的。一开始怀疑是不是我的知识储备不足以理解这本科普书，后来确实是对方的语文表达水平不行。像在看一篇很长的论文，时不时出现让人困惑的表达，久而久之就开始走神、条件反射性犯困，毕业后真是很少有这种体验了呢。🙃【2022年2月9日】

• 

  文福江

  推荐

  尼克莱恩这本《复杂生命的起源》确如译者严曦所言，是一本反直觉但逻辑绝对严谨的生物学科普好书。当然这本书获得国内读者的好评，自然也必须感谢译者严曦对原作者的理解水平，没有译者对作者的通透理解，就不可能让非专业的读者们对本书有如此的赞誉。 原始汤理论一直是我们认为最可信的生命起源的假说，而尼克莱恩带我们进入另一个假说：深海热碱液化学渗透能量传递假说。显然根据作者可找到现实证据，尼克莱恩认为这是比仅停留在思维推理中的原始汤理论更可信的生命起源之路。 《复杂生命的起源》一路读下来，留下更多的确实是对作者尼克莱恩的信服，他很巧妙的从环境与生物细胞机理的关系这一细节切入，完全避免与原始汤理论和物种起源的自然选择理论的正面交锋。根据作者的假说理论，宇宙中类地行星上存在生命基本是肯定的，这一点非常令人憧憬——人类与外星生命终将相遇。 细菌，古菌，真核生物，细胞膜，细胞核，线粒体，DNA，RNA，染色体，蛋白质，ATP，质子梯度……，这一连串生物学名词无时无刻不与你我相关，阅读本书让我们更加珍惜我们的生命和时间。 祝大家阅读愉快！ 文福江 于2021.05.31

• 

  Hong

  推荐

  非常推荐的一本书，就是读起来费劲。不过，可以了解到我们生命的强大，我们某些角度就是比太阳还耀眼的存在。好多生物名词，在物理相对论角度之后，从生物角度我又知道了运动也会使人年轻。愿质子动力与各位同在！

• 

  郑同学

  推荐

  给我震撼的其实是一个非科学的判断，一个书中并没有言出的概念：“生命是一个多么伟大的奇迹！” 这个意思不是说，那些强大、美丽或者聪明的生命，是一个伟大的奇迹，而是说，所有的生命，都是伟大的奇迹。 在万古的洪荒中，三十多亿年的生命史里，每一粒细胞的运转，都是伟大的奇迹。 我们得以了解这一奇迹，并身为这一奇迹的成员，仅仅是这个事实本身，就足以令人心旌摇荡，久久不能平静。 而这个奇迹是不需要言说的。 它没有向宇宙打报告“因为所以，地球需要生命，请审批”，或者揪着人类的耳朵喊“看，我多伟大”。 它只是碰巧出现了，然后遵循熵和演化论的原理，演变至今。 天不言自高，地不言自厚，一切的伟大、美丽和复杂，都出现于此，生命不问为什么，它只是存在了，而我们是否为之鼓掌，是我们的事。

• 

  张彦

  推荐

  一个完全不了解的领域。 前几天看了一个视频，一种叫鲎的生物，4.5亿年前就已经出现在地球上，它完整经历了生物五次大灭绝，出现在我们面前从来没变模样，它是全球唯一拥有蓝色血液的生物。地球的年龄大概45亿年，蓝藻至少活了22亿年，它应该是地球上最早获得光合作用并产生氧气的生物，没有它就没有我们现在这个地球。水熊虫一种几乎可以永生的生物，具有自动修复DNA损伤的能力，还可以把别人的基因加在自己身上，假如有世界末日，它将是最后一种地球生命体……。看了这些内容，使我对生物顿生兴趣，于是阅读了这本《复杂生命的起源》，虽然很多专业术语读起来很枯燥的，但还是想多了解一些知识，了解人类为探索复杂生命的起源和未知世界所作出的努力。

• 

  Leotsao

  推荐

  等不及先推荐，书评和整理再说… 除了有些事无巨细的啰嗦(也是好事，增进理解，掰碎了把原理讲清楚)，大胆假设，小心求证，论据详实，推理严密，可证伪性…简直是科学推理的典范。 把无机到有机，简单到复杂，无性到有性，生与死，都安排的明明白白。至于理论假说是否成立，还得看更多实证。

• 

  赵曦

  推荐

  很有意思的两本书，只是听了一遍，还需要再仔细看一遍，这样收获更大。虽然是科普书，但还是比较烧脑，毕竟对于生命的起源我们还了解的太少，大部分都是假说，书中的对生命起源的思考也只是猜想。 生命的起源并不是我们想象的第一个生物体的诞生，而是第一个真核细胞的诞生。看了这两本书就知道真核细胞是一个多么奇特、复杂而神奇的细胞。原核细胞和古菌其实是两种比较好理解的产物，能量的运作方式简单，自身的复制方式简单，完全没有必要再产生真核细胞这样的产物，但它却神奇的诞生了，不过到底是怎么产生的，目前仍然只有猜测。 而真核细胞的诞生仅仅是生命的第一步，之后的光合作用、复杂细胞、性、运动、视觉、意识、死亡等等这些生命的基本组成部分，每一步的诞生对我们来说都是迷，目前所以的理论只是假说，我们还没有摸到神殿的大门。想一想，我们只习惯于现实生活，把所有精力都放在现实生活中，但是抬头看一看星空，再看一看我们自身，会发现最神奇的就是宇宙的起源和生命的起源，这里有无数的迷题等待我们去解决。当我们找不到生活的意义时，就抬头去看看无尽的星空。