“物竞天择，适者生存” 这句话似乎已经成为了一个定理，我们都觉得，物种进化就是为了让自己更好地活下去。但在这本《生命进化的跃升》中，却出现了很多我们难以理解的现象。 一些已经陪伴了我们数百万年的属性，看起来似乎并没什么好处：热血，有性生殖，甚至死亡也是生物自主选择的结果... 介绍生命进化历史上十次最伟大的 “发明”：生命、DNA、光合作用、复杂细胞、有性繁殖、运动、视觉、热血、意识、死亡。一、生命的诞生最早的生命，诞生在距今 38 亿年前。海底岩浆形成的热泉口，最高温度可达 400℃，喷出许多致命的含硫矿物。正是在热泉口附近，科学家发现了微小的空腔结构，而氢气和二氧化碳就在这些空腔里形成了有机分子，这些有机分子就是生命的原材料。二、遗传的双螺旋脱氧核糖核酸，也就是 DNA。DNA 的功能是信息储存，其中的许多信息可以遗传给后代。这些有遗传效应的 DNA 片段也就是基因。每种动物的 DNA 都有差别，正是这种差别才让地球上的生命变得如此丰富多彩又变幻莫测。三、吸收氧气氧气是支撑地球生命的关键物质。生命诞生之初的地球上并没有氧气，空气中满是二氧化碳、甲烷等气体。细菌出现后，一部分细菌已经能够利用太阳光从海洋中的硫化氢里提取电子，然后电子与二氧化碳形成糖，这被称为光系统。为了抵御强烈的紫外线辐射，细菌吸收了许多锰元素。作为 “保镖” 的锰元素不仅保护了细菌，还形成了锰原子簇。锰原子簇能够从水中得到电子，同时释放出氧气。起初这个过程很慢，但是当叶绿素加入进来之后，反应速度越来越快，光合作用最终诞生。四、细胞核我们知道，细胞是生命体的最小结构和单位，由细胞膜、细胞质和细胞核组成，其中，细胞核内装满了载有遗传基因的 DNA。最早的生命属于单细胞生物。在距今 20 亿年前的某一天，一个原核细胞钻进另一个原核细胞体内变成了真正的细胞核，真核细胞就在如此偶然的情况下诞生了。五、有性繁殖高级的生命体，都有性别之分，并且通过不同性别的结合繁衍后代。在生命诞生之初，繁衍的方式是无性繁殖，这种繁殖更像是自我复制。某一天，两个细胞融合到一起，它们的染色体分离之后进行了重组，有性繁殖就这样诞生了。有性繁殖的好处在于杂种优势，后代能从父母那里遗传更好的基因，实际上性就是将基因打乱后重新组合，让更好的基因能够保存并且发扬光大。六、运动运动的核心是肌肉，肌肉由肌纤维构成，能够将化学能转化成机械能。运动决定了演化的节奏，让生命变得更强壮、更敏捷、更巨大，它让地球上的生命活力四射。七、眼睛今天，地球上 95% 的动物都长有眼睛。人类眼睛消耗氧气的能力甚至超过了整个大脑。包括达尔文在内的许多人认为，眼睛是生命设计的巅峰。眼睛的前身是感光细胞，这种细胞包含了视觉色素 —— 视紫红质，能够感受到光的存在。在后来的演化过程中，脊椎动物的感光细胞变成了眼睛，而无脊椎动物的感光细胞变成了负责昼夜的生物钟。在生命演化的历史上，感光细胞只演化了一次，却成为视觉的起点。八、体温动物分为热血和冷血，我们人类所属的哺乳动物属于热血动物。热血的核心是高新陈代谢率，最明显的优势是更好的力量和耐力。热血动物就像是一座微型电站，通过燃烧碳来产生热量，如此一来就不再畏惧寒冷的夜晚和冬季了。高新陈代谢率和食物的高消耗，导致热血动物的寿命相对更短、种群数量更少。但热血的优势有两大方面：一方面，热血允许动物在夜间活动并在寒冷的区域生存，扩大了活动时间和生存范围；另一方面，热血将更多资源提供给大脑，让生命体拥有了更大的大脑和更高的智商。九、意识不同的意识是大脑特定区域的属性，当我们用物理手段刺激特定区域时就会产生指向性的意识。当大脑的某一区域出现疾病的时候，我们的意识就会产生相应的病理反应，比如阿尔茨海默病、癫痫。如果对大脑的某一区域用药，则能够很好地缓解精神类疾病。如此看来，意识并非神赐，它是依托于物质而存在的，这个物质就是大脑中的神经元。十、死亡死亡是我们最不想面对的事情，但又是每一个人最终不得不面对的事情。早在 30 亿年前，地球上还只有细菌的时候，为了与噬菌体对抗，细菌就演化出了程序性死亡。正是因为死亡的存在，我们才懂得珍惜时间，珍爱生命。从生命的原初，经过它的创造期，到它的终结。在整个过程中，会出现很多非同一般的神来之笔，如 DNA、光合作用、视力和意识。一部横亘四十亿年的壮丽历史 —— 那就是地球生物的进化史！《生命进化的跃升》绝对是最近读过的最爽的科普读物。

这是一本有些难度的书，涉及的知识领域较多，生命的起源，光合的作用，器官的功能，视觉的原理，生殖的秘密，意识的产生...... 从十个关键结点解读了我们之所以是现在这样的历史复盘，看过之后，唯留一声慨叹。

📕 从本质上来说，化学反应必须迅速发生，否则就根本不会发生。如果某种反应要花上千年的时间才会完成，那所有的反应物在这段时间之内，大概早就消失殆尽或者降解掉了，除非还有其他更快的反应不断补充这些反应物。生命的起源必定是某种化学反应，所以同理，生命的基本反应肯定是自发而迅速的，否则就不会发生。对德・杜维来讲，生命更应该在 1 万年内诞生，而不是 100 亿年。📕 DNA 是基因的物质基础，当然也就是遗传物质。它帮地球上所有的生物编码，从人类到变形虫，从蘑菇到细菌，只有少数病毒例外。它的双螺旋结构已经成为科学的标志，两条螺旋链彼此缠绕，一圈又一圈直到天荒地老。沃森与克里克展示了两条螺旋链分子层级的配对方式。📕 一条 DNA 长链看起来无穷无尽。以人的基因组为例，里面有将近 30 亿个字母，术语称为 3 千兆碱基（记作 3Gb，1 兆 = 106）。等于说单个细胞核里就含有 30 亿个字母，打印出来的话，一个人的基因组可以填满 200 册书，每一册都和电话簿一样厚。📕 四种 DNA 字母要编码 20 种氨基酸。绝不可能是一对一编码，也不可能是二对一编码，因为两个字母最多只能组成 16 种组合（4×4）。因此，最低要求是三个字母，也就是 DNA 序列里面最少要有三个字母对应到一个氨基酸，被称为三联密码，后来被克里克和西德尼・布伦纳证实。但是这样看起来似乎很浪费，因为用四种字母组成三联密码，总共可以有 64 种组合（4×4×4）📕 事实上，有氧呼吸对能量的使用效率大约是 40%，而其他形式的呼吸作用（比如用铁或用硫来代替氧气）的效率则少于 10%。也就是说，如果不使用氧气的话，只消经过两层食物链，能量就会减少到初始能量的 1%，而使用氧气的话，要经过六层食物链才会达到相同的损耗。