本文為你解讀的是《生命的躍升》，這本書主要講的是，我們地球上從誕生生命、孕育萬物到發展出人類文明，這40億年間的10大關鍵點。
我們常說，人生旅程漫長，但關鍵的只有幾步。同樣，地球生命的歷史雖有超過40億年之久，但成就今日大千世界的，其實也只是生命進化歷程中的幾次重大躍升。正是這些「生命的躍升」，讓地球不同於太陽系中其他星球，顯得如此與眾不同。地球或許不是宇宙中唯一存在生命的星球，但是地球上的生命卻是獨一無二的。地球上的生命是怎樣誕生的？生命又是怎樣在演化中不斷完善自己並向更高的階段躍升的呢？這正是《生命的躍升》要告訴你的。
這本書獲得過2010年英國皇家學會科學圖書獎，並被《新科學家》《自然》《泰晤士報》等評為年度圖書。它的作者，是英國著名的生物化學家尼克·萊恩，他還是倫敦大學學院遺傳、演化與環境系的教授，專門研究生物進化。作為一名研究進化的科學家，萊恩怎麼看待生命進化這個過程呢？他認為，進化歷史上十次最偉大的「發明」，造就了生命和今天的世界，這些發明者不是某個人，而是大自然。
所以，萊恩把這本書的副標題命名為：「40億年演化史上的十大發明」，它們分別是：生命、DNA、製造氧氣、複雜細胞、有性繁殖、運動、視覺、熱血、意識、死亡。這些發明，不是由某個人，而是由大自然來完成的，每一項發明都可以看成是一個有趣而奇妙的故事。我們下面就一起來逐個看一下。
第一大發明：生命來自一鍋湯？要探討生命的演化，首先要弄清楚的問題就是生命是如何誕生的。最早的生命誕生在距今38億年前，那個時候的地球完全被海水覆蓋，所以稱為「水球」更合適。1953年，科學家斯坦利·米勒用一個大玻璃燒杯模擬了38億年前地球的大氣組成，然後在燒杯中製造了閃電。經過一陣「電閃雷鳴」之後，生命的基本組成元件——胺基酸出現了，生命誕生了！
米勒的實驗轟動了整個世界，他將自己的實驗比作一鍋原始湯，這鍋湯恰恰解釋了生命是怎麼誕生的。米勒的「原始湯」理論不久之後便被推翻，因為研究發現38億年前的大氣組成與米勒設想的根本就不一樣，缺少了關鍵的配料，「原始湯」沒法燉出我們想要的味道。既然天上的氣體不行，科學家們就潛入深海，他們注意到海底巖漿形成的熱泉口，這些熱泉口的最高溫度可達400℃，噴出許多致命的含硫礦物。正是在熱泉口附近，科學家發現了微小的空腔結構，而氫氣和二氧化碳就在這些空腔裡「鬼混」，形成了有機分子，這些有機分子恰恰就是生命的原材料。就在38億年前黑暗海底的某個熱泉口處，生命已經蠢蠢欲動啦。
第二大發明：遺傳的雙螺旋。生命在海底熱泉口誕生只是邁出了萬裡長徵的第一步，下一步便是如何將生命延續下去。生命自誕生之時就有了好辦法，熱泉口高濃度的核苷酸與核糖核酸反應合成了脫氧核糖核酸，也就是 DNA 。 DNA 的功能是信息儲存，其中的許多信息可以遺傳給後代，這些有遺傳效應的 DNA 片段也就是基因。 DNA 具有神奇的雙螺旋結構，組成這個結構的最小單位是鹼基對，人類的 DNA 有多達30億個鹼基對。當你還在媽媽肚子裡時只是一個胚胎，長大後身上卻有15萬億個細胞。想想吧，你的 DNA 要複製至少15萬億次，複製中的出錯率只有10億分之一，這是多麼高的精確度啊。每種動物的 DNA 都有差別，正是這種差別才讓地球上的生命變得如此豐富多彩又變幻莫測。
其實就算是人類的 DNA 也沒有完全一樣的，這也正是孩子不會與父母長得一模一樣的原因。儘管動植物外貌形態上存在著天壤之別，但是 DNA 之間的差別卻並沒有看上去那麼大，要知道我們人類與黑猩猩的 DNA 只有1.4%的不同。不同物種 DNA 的相似證明了今天地球上的生命來自同一個 DNA ，而這個 DNA 幾乎是與生命同時誕生。
第三大發明：吸收太陽賜予的氧氣。氧氣是支撐地球生命的關鍵物質，如果沒有氧氣，動植物都無法生存。生命誕生之初的地球上並沒有氧氣，空氣中滿是二氧化碳、甲烷等氣體。那麼氧氣又是怎麼出現的呢？許多人會想到植物的光合作用。光合作用是今天地球上最高效的超級生物制氧機，但是卻並不是最早產生氧氣的參與者。最早的氧氣由一群不安分的細菌產生，這些細菌為了抵禦來自太空的紫外線輻射，於是吸收了海洋中的錳元素來保護自己。被細菌吸收的錳元素形成錳原子簇，錳原子簇除了當保鏢還會從水中獲得電子同時釋放出氧氣，這就是地球上最早的氧氣。體內藏著錳原子簇的細菌首次造氧之後，葉綠素才帶來了光合作用，地球大氣中的含氧量在距今26億年前突然飆升，這就是著名的「大氧化事件」。
氧氣的存在將會帶來動植物的高級化和大型化，同時還為生命撐起保護傘，這就是臭氧層。進入高空的氧氣受到來自太陽的紫外線輻射之後變成游離的氧原子，氧原子與氧氣結合成為臭氧。臭氧層的存在有三個方面的好處：首先是保護了地球上的生命免受短波紫外線的傷害；第二是臭氧層將吸收的紫外線以熱量的形式給大氣加熱；第三是臭氧層會像一層隔膜防止地球熱量的散失。無論是氧氣的產生還是臭氧層的存在，太陽在其中都起到了關鍵性的作用，其無意中為地球生命的演化創造了重要條件。
第四大發明：有核才有無限可能。這個核，指的是細胞核。我們知道，細胞是生命體的最小結構和單位，由細胞膜、細胞質和細胞核組成，就是在細胞核裡，存放著載有遺傳基因的 DNA 。最早的生命屬於單細胞生物，由於體內沒有真正的細胞核，因此被稱為原核生物。原核生物早在38億年前就已經出現，此後的18億年時間內儘管出現了氧氣，但是生命卻依然處於原地踏步的狀態。
在距今20億年前的某一天，一個原核細胞鑽進另一個原核細胞體內變成了真正的細胞核，真核細胞就在如此偶然的情況下誕生了。與古板保守的原核細胞不同，真核細胞喜歡時不時搞個大新聞！距今12.6億年前，大型多細胞生物出現。距今6億年前，複雜多細胞生物興起。距今5.4億年前，寒武紀大爆發來了。自此之後，生命演化進入了快車道，脊椎動物出現和登陸、恐龍崛起、哺乳動物興盛、人類誕生等，這一切都屬於真核生物事件。原核生物向真核生物的轉變是地球生命史上最重要的一次轉變，如果沒有這次轉變，就沒有今天我們身邊的鳥語花香，當然也不會有人類。正是真核細胞的出現給了生命向前演化的無限種可能，這看似偶然的事件實則必然會發生。
第五大發明：有性繁殖。高級的生命體，都有性別之分，並且通過不同性別的結合，才能繁衍後代，這是再正常不過的事情，但是你有沒有想過有性繁殖的弊端？有性繁殖只能將你50%的基因傳給下一代，而下一代還很可能遺傳來自父母的生理缺陷和嚴重疾病，這聽上去很可怕。其實在生命誕生之初，繁衍的方式是簡單又純潔的無性繁殖，無性繁殖與其說是繁殖倒不如說是自我複製。
某一天，兩個細胞融合到一起，它們的染色體分離之後進行了重組，有性繁殖就這樣誕生了。有性繁殖取代無性繁殖成為今天地球上絕大多數生物採用的繁殖方式，其背後肯定有著某種巨大的優勢。最早探尋有性繁殖優勢的人是進化論之父——達爾文，他認為有性繁殖的好處在於雜種優勢，後代能從父母那裡遺傳更好的基因，實際上性就是將基因打亂後重新組合，讓更好的基因能夠保存並且發揚光大。有性繁殖對於物種群體的益處更加明顯，其能夠讓好的基因突變快速擴散，甚至是促成新物種的誕生。正因為有了性，遺傳才有了多樣性，生命才能夠演化發展。為了性，植物綻放出美麗的花朵，鳥兒在枝頭歡快地歌唱，人們為了愛情變得痴狂。
第六大發明：生命在於運動。時下運動健身已經成為健康生活的代名詞，跑步健身廣場舞，各種方式不一而足。運動的核心是肌肉，人類的一舉一動都需要肌肉的參與，動物身體上不同部分有不同類型的肌肉，這些肌肉在運動時分工明確。肌肉由肌纖維構成，能夠將化學能轉化成機械能。當肌肉收縮時便產生了力量，今天世界上收縮速度最快的肌肉，是果蠅身上的飛行肌，這些肌肉的收縮能夠保證果蠅翅膀每秒拍打幾百次之多。
運動又是在何時出現的呢？運動的起源可以追溯到真核細胞誕生之初，而寒武紀大爆發才算是真正拉開了地球生命運動會的大幕。運動的目的性非常強，就是捕食與躲避捕食，於是在吃與被吃的生存競爭中，生命加快了演化的速度。運動決定了演化的節奏，讓生命變得更強壯、更敏捷、更巨大，運動讓地球上的生命活力四射。經過幾十億年，人類以全新的方式詮釋運動的意義，比如，奧林匹克運動會也包含了和平、交流、合作等含義。
第七大發明：睜開雙眼看世界。「假如我有三天時間視力正常，最盼望看見什麼? 我會把這三天分為三部分…」這句話出自著名女作家海倫·凱勒的《假如給我三天光明》，文中飽含了失明作家對於重新看到世界的渴望。眼睛提供的信息比鼻子、耳朵、舌頭要豐富、立體、直觀、全面得多，所以被稱為「心靈的窗口」。今天地球上95%的動物都長有眼睛，但是你肯定不知道人類眼睛消耗氧氣的能力甚至超過了整個大腦。包括達爾文在內的許多人認為眼睛是生命設計的巔峰，如此複雜又如此完美。
化石記錄中最早的眼睛屬於生活在距今5.4億年前的三葉蟲，那時正是寒武紀大爆發的開始。其實早在三葉蟲出現之前，所有動物眼睛的祖先——感光細胞就誕生了，這種細胞包含了視覺色素視紫紅質，能夠感受到光的存在。在後來的演化過程中，脊椎動物的感光細胞變成了眼睛，而無脊椎動物的感光細胞變成了負責晝夜的生物鐘。在生命演化的歷史上，感光細胞只演化了一次，卻成為視覺的起點。假如沒有眼睛，植物就不需要鮮豔的花朵，孔雀也不需要豔麗的羽毛，女孩兒們更不需要漂亮的衣服和鞋帽，這個世界會變得單調而且毫無色彩。
第八大發明：生命要有溫度。動物分為熱血動物和冷血動物，而我們人類所屬的哺乳動物屬於熱血動物。熱血的核心是高新陳代謝率，最明顯的優勢是更好的力量和耐力。熱血動物就像是一座微型電站，通過燃燒碳來產生熱量，如此一來就不再畏懼寒冷的夜晚和冬季了。為了產生熱量，熱血動物一天就要吃掉同等大小冷血動物一個月的食物，而且在炎熱的天氣裡要使出渾身解數給自己降溫，冷血動物則樂在其中。高新陳代謝率和食物的高消耗導致熱血動物的壽命相對更短、種群數量更少。既然熱血的代價這麼高，為什麼還會存在呢？
熱血的優勢有兩大方面：一方面，熱血允許動物在夜間活動並在寒冷的區域生存，擴大了活動時間和生存範圍；另一方面，熱血將更多資源提供給大腦，讓生命體擁有了更大的大腦和更高的智商。熱血動物大約在距今2.5億年前的三疊紀時期出現，包括了哺乳動物的祖先犬齒獸類和鳥類的祖先恐龍。你沒有看錯，恐龍不但是鳥類的祖先，而且還是熱血動物，古生物學家已經發現許多恐龍長有羽毛和類似鳥類的氣囊結構，這些都是熱血的證據。經過2億年的演化，熱血動物已經成為地球上最高級的生物類群，熱血擴展了生命分布的緯度和高度。
第九大發明：物質決定意識。意識是我們對這個世界和自我的反應，看上去似乎與看得見摸得著的物質無關。正是由於意識看上去高於物質，宗教才據此認為意識是神賦予我們的，科學無法解釋。研究證明，不同的意識是大腦特定區域的屬性，當我們用物理手段刺激特定區域時就會產生指向性的意識。當大腦的某一區域出現疾病的時候，我們的意識就會產生相應的病例反應，比如阿爾茨海默病、癲癇。如果對大腦的某一區域用藥，則能夠很好地緩解精神類疾病。
如此看來，意識並非神賜，它是依託於物質而存在的，這個物質就是大腦中的神經元。意識可以分為兩種：一種叫做「基本意識」，包括對自己和周圍世界的認知、情緒、飢餓等；另一種叫做「眼神意識」，是以社會、語言為基礎的心智。如果以「基本意識」作為衡量標準，那麼幾乎所有的脊椎動物都具有意識。儘管我們還無法清晰解釋意識產生的原因及背後的奧秘，但是意識毫無疑問也是演化的產物。
第十大發明：死亡並不可怕。死亡是我們最不想面對的事情，但又是每一個人最終不得不面對的事情。為了逃避死亡，自古人類就在尋找長生不老的方法，如仙丹、聖杯、耶穌的血等等，沒有一種方法是有效的。其實不僅是人類，地球上所有生命都將死亡作為終點。生命的演化為什麼要以死亡這種極不受歡迎的事件結尾呢？早在30億年前，地球上還只有細菌的時候，為了與噬菌體對抗，細菌演化出了程序性死亡，可以說，死亡完全是它們有意為之的。對包括人類在內的多細胞生物來說，死亡也有不可替代的意義。
以人類為例，當我們的壽命延長時，隱藏在基因中那些不利的因素就會被啟動，各種老年病接踵而至，這些疾病摧殘著人們的身心健康。今天，突飛猛進的現代醫學大大延長了人類的壽命，但是卻沒法改變身體不斷衰老的事實。儘管各種老年病看上去與年齡相關，實際上與機體的衰老存在直接聯繫。導致衰老的元兇是自由基，自由基調節著幾種重要的信號蛋白，這幾種信號蛋白又進一步調節著上千種基因和蛋白。在生命體中，呼吸和新陳代謝越快，自由基的洩漏也就越快，壽命也會變短。我們的壽命比老鼠長得多，因為我們的新陳代謝更慢，自由基的洩漏也更慢。
所以，單純延長壽命並不是關鍵，讓身體始終保持在健康有活力的狀態才是根本。正是因為死亡的存在，我們才懂得珍惜時間，珍愛生命！
以上就是這本《生命的躍升：40億年演化史上的十大發明》的主要內容，我們再來回顧一下，本書通過解讀十個生命進化歷史上最偉大的發明，介紹了地球生命演化史上的大事件，這10大發明分別是：第一，生命起源；第二，DNA；第三，製造氧氣；第四，真核細胞；第五，有性繁殖；第六，運動；第七，視覺；第八，體溫；第九，意識；第十，死亡。其中的每一個事件都足以改變生命演化的軌跡。通過這本書的介紹，作者向我們展示了生命演化的歷史，和這個過程中包含的偉大而奇妙的自然設計，也因此，這本《生命的躍升》被認為是了解地球生命的誕生和演化的必讀書目。
撰稿：江泓