自序
生命史有两种写法。第一种是按照时间顺序,写出生物自产生到现在所经历
的主要宏观事件。由于生命的形成和发展依赖于地球上的环境,生命活动又反过
来改变这些环境,生命史就始终与地球史紧密交织。读这样的生命史,犹如坐上
时间飞船,回到地球遥远的过去,目睹地球形成,地球表面冷凝为地壳,海洋和
大陆出现,板块运动,大陆漂移,造山运动,火山爆发,陨石撞击。在这些环境
条件下产生原核生物(细胞中没有细胞核的生物),原核生物变为真核生物(细
胞中有细胞核的生物),单细胞生物发展为多细胞生物,植物和动物分道扬镳,
生物登陆,植物从苔藓植物发展到蕨类植物再到种子植物直至开花植物,动物从
无脊椎动物发展到脊椎动物,再发展到两栖动物、爬行动物、鸟类和哺乳类动物,
直到人类出现。在40亿年左右的时间内,生命经历过漫长的缓慢发展阶段,又
迎来过爆发式发展的时期;生命有过大繁荣,也遭遇过多次大规模的灭绝。地球
上的生物就是在这样的和风细雨和惊涛骇浪交替出现的环境中,顽强地生存下来,
并且从最初的共同祖先发展成为目前的数百万种生物。
这样的生命史动人心弦,读之犹如看一场精彩的科普电影,使人心潮澎湃。
然而,这样的生命史提供的只是宏观历史事件,而没有生物产生和发展的内部机
制。生物是由分子组成的,这些分子从哪里来?它们又如何聚集在一起,产生最
初的生命?细胞如何分裂?原核细胞又是怎样变成真核细胞的?单细胞生物怎样
发展为多细胞生物?多细胞生物中不同类型的细胞如何形成?是什么分子使细胞
发展出吞食能力,导致动物的诞生?这种吞食能力又如何导致植物的诞生?各种
巧夺天工的生物结构是如何形成的?生物怎样发展出雄性和雌性?生物如何防卫
自己?生物自带的“钟表”怎样工作?感觉是怎样产生的?是什么分子的变化使
人类从灵长类中脱颖而出?这些问题都不能从第一种生命史中得到答案。
在过去的几十年中,生命科学有了爆炸式的发展,特别是对基因和蛋白质的
研究,使人们在分子水平上对生命现象有了深刻的理解。基因控制着生物的性状,
生命的演化其实就是基因的演化,通过它们编码的蛋白质得以实现。基因的变化
存留在各种生物的遗传物质脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid,DNA)中,有
II
生命简史:从尘埃到智人
清晰的脉络,成为生命演化的分子化石。就像生物的化石记录能够让人写出第一
种生命史,存留在DNA中的分子化石也使我们可以写出另一种生命史。第一种
生命史是在宏观规模上,从外部来观察生物演化的历史,是生命的外史;第二种
生命史则是在分子水平上,从内部来看生物演化的过程,是生命的内史。
本着这个想法,我自2011年起,在“科学网”上发表了一系列科普文章,
受到读者的广泛欢迎。2013年,应北京师范大学郑光美院士的邀请,我开始在《生
物学通报》的“生物探秘”专栏内定期发表文章。2014年,清华大学出版社的胡
洪涛老师提议将我发表于“科学网”上的部分文章集书出版;几乎在同时,北京
大学出版社的王立刚老师建议在这些文章的基础上加以扩展,全面系统地在分子
水平上介绍各种生物功能的形成原理和发展过程。这两个建议都已经付诸实施。
2015年4月,清华大学出版社出版了《上帝造人有多难——生命的密钥》,此书
随即被中国图书评论学会评为2015年7月“中国好书”。由北京大学出版社出
版的《生命通史》耗时5年,于2019年6月出版,此书被《南方都市报》评为
2019年“中国十大好书”之一。2019年,经郑光美院士提议,我在《生物学通报》
上发表的部分文章被汇集成书,由科学出版社出版,书名为《纷乱中的秩序——
主宰生命的奥秘》。
《生命通史》一书近80万字,在分子水平上系统地叙述了生物所有主要功能
产生和发展的历史。此书以科普的形式写成,但是仍然有一定程度的专业性,适
合有生物化学基础的人阅读。为了让更广大的读者也能够了解这方面的知识,经
与胡洪涛老师商定,我决定另写一本规模小一些、中学文化程度的读者即可看懂
的书,名为《生命简史:从尘埃到智人》。此书不仅包含了《生命通史》中原有的
内容,还新增了植物叶和花形成的机制、生物的寿命、人类演化等内容,所以这
本书并不完全是《生命通史》的简化版。在此我对胡洪涛老师及其同仁长期以来
的支持和帮助表示衷心的感谢。
像以往一样,在本书写作的过程中,得到了郝杄林女士的大力协助,除了让
我能够集中精力写作,她还仔细阅读书稿,提出许多很好的建议。在本书面世时,
我也要向她表达感激之情。
朱钦士
2021年9月25日