书摘:解码40亿年生命史

作者:尼尔 舒宾 (Neil Shubin)

2024-09-18 19:24:47
没有什么事情始于你认为它开始的时候。

2024-09-23 21:49:52
生物创新从来不是伴随着与之相关的巨大转变而出现的。羽毛并不是出现在飞行演化的过程中,肺和附肢也不是出现在脊椎动物登上陆地的过程中。更重要的是,如果没有这些创新,生命史上的重大变革以及其他类似的转变将不可能发生。生命史上的重大转变不必等待许多创新同时出现,而是通过给已有的结构赋予新的功能来实现的。早在很久之前,创新的前体就已经存在了。事情并非始于你认为它们开始的时候。

2024-09-25 10:23:02
如果林奈认为蝾螈是造物的底线,那么其他人则将它们视为原始的,甚至是有魔法的生物。从老普林尼到奥古斯丁,哲学家将蝾螈想象成从熔岩、地狱或火焰中诞生的生物。对奥古斯丁而言,蝾螈是有人真的因诅咒而葬身火海的切实证据。奥古斯丁的观点源于一种说法,即蝾螈能抵抗火焰或从篝火中涌出。这些超能力可能反映出它们的某些生物学特征。正如水族馆管理员和蝾螈爱好者所知,一些种类的蝾螈喜欢藏身在腐烂的原木底面。在奥古斯丁的年代,人们捡拾柴火的时候无意间捡到了这些藏着蝾螈的原木。当他们点燃原木后看到蝾螈从里面跑出来时,无疑会惊呼“这是什么邪恶的东西”。

2024-09-25 11:15:21
你可以在蛋壳上切一个洞,让光线从蛋的侧面射入,然后将蛋放在显微镜下观察里面的胚胎。胚胎开始于蛋黄顶部的一小团白色细胞。时间一天天过去,胚胎逐渐长大,出现各种可以识别的标志——头、尾、背部、翅膀和腿。这个过程感觉就像是一场精心编写的舞剧。最初,受精卵经历了一系列分裂,一个细胞变成两个,两个变成四个,四个变成八个,依此类推。随着细胞增殖,胚胎最终变成了一个细胞团。几天后,胚胎从一个空心球变成简单的细胞盘,周围的细胞负责保护和提供营养,并为胚胎发育创造合适的环境。最终,一个完整的生物体会从这个简单的细胞盘中孕育而出
注: 这不就是操作系统自举的过程吗?!

2024-09-25 16:42:51
当海鞘刚从卵中孵化出来时,它们长得像蝌蚪一样,可以自由地游动。后来它们经历了变态发育,沉入水底,附着在岩石上。如果有什么“蝌蚪”可以唤起人类的想象力,那就是海鞘的幼体了。它们自由游动的样子与成体一点儿也不像。它们有着大大的脑袋,通过前后摆动尾部来推动身体前进。在它们体内,一条神经管沿着背部延伸,还有一条结缔组织棒(脊索)从头延伸到尾;它们的头后甚至还有鳃裂。脊椎动物的假想祖先的三个基本特征,都可以在海鞘幼体中找到。

2024-09-25 16:44:07
然后,随着发育进行,这些特征又在海鞘幼体中消失了,或者至少那些从以人类为中心的观点来看重要的特征消失了。几周后,蝌蚪状的海鞘幼体游到了水底。在下降的过程中,它逐渐失去了尾巴、神经管以及几乎整条结缔组织棒,鳃裂变成了抽水装置的一部分。它附着在岩石上,在余生中将成为一台固定的“抽水机”。一条有着脊椎动物身体基础构造的小蝌蚪,会变成让人误以为是植物的东西。

2024-09-25 17:28:43
在《理想国》中,柏拉图认为不变的理念才是所有多样性背后的基础,多变的现实物体只不过是理念的实体表现。从水杯到房屋,再到柏拉图,所有物体的多样性都可以归结为形而上学的本质,从中衍生出各种实体表现形式。

2024-09-25 17:34:55

惠特曼的实验室里氛围十分自由,雄心勃勃的年轻科学家都是初到的同事,可以选择自己想做的研究。在这种环境里,普拉特的研究工作起飞了。利用她在伍兹霍尔收集的标本和惠特曼教给她的技术,她研究了蝾螈、鲨鱼和鸡的头骨的形成。她之所以选择这些动物作为研究对象,原因是与技术有关的:这些动物的卵中可以形成较大的胚胎,易于观察和操作。

2024-09-25 17:35:51
她的工作开始于潘德和冯·贝尔于19世纪20年代发现的那三个胚胎细胞层。到了普拉特的年代,这三层胚胎细胞的发育结果几乎已经成为生物学的公理:内胚层细胞形成肠道及相关的消化系统结构,中胚层细胞形成骨骼和肌肉,外胚层细胞形成皮肤和神经系统。普拉特注意到,外胚层和中胚层细胞在大小和内部脂肪颗粒的数量上存在差异。她将这种差异作为标记,追踪了每一层中的小团细胞,以确定它们最终在头骨中的位置。这种方法让她能够知道头骨各个不同部分的来源。

2024-09-25 17:37:31
在普拉特的时代,科学机构中留给女性的空间很少,尤其是那些发出声音反抗陈规教条的女性。普拉特难以在科学领域找到工作(没有实验室愿意雇用她),只能迁居加利福尼亚的太平洋格罗夫,在那里建立起自己小小的研究团队。她依然坚持做科学研究,并致信给新成立的斯坦福大学校长戴维·斯塔尔·乔丹。她急于从事科研工作,也知道自己做出了基础性突破,因此在信件的结尾她写道:“没有工作,人生不值得。如果我不能从事自己最想要的工作,那我必须拿到第二好的。”

2024-09-25 17:38:02
由于得不到科研岗位,又看不到从事科研工作的希望,普拉特离开了科学领域。带着坚定的信念和强烈的独立精神,她开始了新的挑战。很快,她就当选为太平洋格罗夫市第一位女市长。在这里,她努力推动建立保护区,防止蒙特雷湾受到过度开发。今天,蒙特雷的居民和游客依然可以感受到朱莉娅·巴洛·普拉特的影响力。

2024-09-25 17:38:45
普拉特逝世于1935年。在她关于这个实验的第一篇论文发表大约43年后,她的观点终于被接受,但她有生之年未能得见。

2024-09-25 17:39:31
加斯坦格设想的原始祖先动物到脊椎动物的重大转变(包括贯穿全身的新组织),能够追溯到一种新型细胞,也就是冯·贝尔和潘德所称的外胚层的新衍生物。普拉特是正确的,尽管这种验证方式是她从未设想过的。她发现的细胞是令脊椎动物独树一帜的所有组织的前体。
注: 干细胞?

2024-09-25 17:54:27
扎克坎德和鲍林发明了一整套全新的方法来推测生命演化史。在之前的100多年中,推测生命史都是通过比较古老的化石进行的。但现在,通过了解不同动物的蛋白质结构,扎克坎德和鲍林也可以知晓它们的演化关系。这是幸运的,因为生物体中含有数万种蛋白质可以用来比较。不同生物的蛋白质可以提供与化石一样丰富的信息,只不过信息不是藏在岩石中,而是蕴含在动物体内的各个器官、组织和细胞中。只要知道方法,就可以揭示任何展品丰富的动物园或水族馆的生命史。现在,所有生物的生命史都可以为人所知了,甚至包括那些尚未发现化石记录的种类。

2024-09-25 17:53:38
扎克坎德和鲍林指出,实际上,生物体内每一个分子都可以用来讲述过去的事情。古生物学家认为这篇文章对他们构成了威胁,生物化学家则对这篇文章不屑一顾。对生物化学家来说,生物演化研究是一潭温柔的死水。在他们看来,严肃的科学应该是研究蛋白质的结构、功能和疾病,而不是研究人与青蛙的亲缘关系。

2024-09-25 18:41:49
在过去的20年里发表的一系列基因组中,有一个发现令人无法忽视:基因在基因组中其实只占很小的比例。如果基因是基因组中编码蛋白质的部分,那么基因组的大部分似乎都不参与编码。编码蛋白质的基因序列仅占人类基因组的不到2%,剩下约98%则完全不含编码基因。

2024-09-25 18:43:24
雅各布和莫诺发现细菌基因组的工作机制相当于一种生物制造过程,能够在适当的位置和时间合成蛋白质。细菌基因组有两个部分:编码蛋白质的基因和告诉基因何时何地启动的开关。由于这项成就,两人获得了1965年的诺贝尔生理学或医学奖。

2024-09-25 18:44:44
如果将基因组视为一种配方,那么基因负责编码成分,开关序列说明何时何地添加成分。如果基因组的2%由编码蛋白质的基因组成,那么另外98%中的一部分包含基因何时何地启动的信息。
基因组如何构建身体?在生命史中基因组如何导致物种变化?在人类基因组计划的时代,这些尚不得而知,但基因组中只有很少一部分是编码蛋白质的基因这一事实,只是令人惊讶的冰山一角。

2024-10-04 08:45:03
一个又一个例子表明,演化变革更多的是关于这些基因在发育中于何时何地开启,而不是基因自身的变化。

2024-10-04 08:45:51
仅有两个鳍的三刺鱼有一个基因活性发生了显著变化,后鳍发育必需的基因活性受到了抑制。这一发现表明发生变化的不是基因,而是控制基因活性的开关。

2024-10-04 08:47:02
现在,我们拥有扫描整个基因组以查看基因及其调控区域所在位置的技术。调控区域可能位于基因组中的任何地方,有些接近受控基因,而另一些则相距甚远,就像音猬因子基因那样。一些基因可能有许多其活性的控制区域,而另一些则只有一个控制区域。
注: 就像一段初级程序员写就的到处是全局变量的代码,最重要的是它能工作!

2024-10-04 08:51:18
基因启动时的完整步骤是这样:基因组打开折叠,暴露基因及其控制区域,各相关部分附着,然后才能合成蛋白质。每个细胞和蛋白质都是如此。
将一串6英尺长的DNA链盘绕起来,直到比针尖还小。想象一下,在微秒级的时间内,DNA链开启又关闭,扭曲并转动,每秒激活数千个基因。从胚胎开始到整个成年阶段,我们的基因都在不断地开启和关闭。我们的生命始于一个受精卵细胞,随着时间流逝,细胞增殖,一系列基因被激活以控制其行为,从而形成人体的组织和器官。当我写这本书的时候,当你阅读它的时候,在我们体内所有的4万亿个细胞中都有基因在不断开启和关闭。DNA拥有相当于许多超级计算机的计算能力。有了这些指示,利用分布在整个基因组中的调控区域,只需要20 000个基因就可以构建和维持蠕虫、果蝇和人类的躯体。这种极其复杂和充满活力的机制的改变,是地球上所有生物演化的基础。我们的DNA总是在不停地盘绕、解旋和折叠,就像杂技大师一样,它是发育和演化的总指挥。

2024-10-10 22:30:01
想象一只龙虾,它前面有触角,然后是大钳、小钳和腿。每一对附肢都来自一个单独的体节。蜈蚣的每个体节上都有一对完全相同的腿。飞行昆虫的某些体节上长有翅膀而不是腿。而人类的身体上依次长有椎骨、肋骨和四肢。

2024-10-10 22:43:52
修改、重新部署或借用古老基因为演化变革提供了动力。无须从头开始制造新的遗传配方,即可在体内制造新器官。生物只需从货架上直接取出现有的基因及其组合并进行修饰,就可以造出非常新颖的结构。用旧的东西来创造新的东西,这种行为存在于生命史的各个层面,甚至延伸到了新基因自身的出现。
注: 这与软件同一个接口可以有n个不一样的实现异曲同工。

2024-10-10 22:47:34
维克·达济尔不仅比较了不同物种之间的相似解剖结构,还试图寻找生物体内的组织构造模式。在解剖人类四肢时,他发现前肢和后肢实际上是彼此的复制品。手臂和腿部的骨骼遵循相似的排列方式:一块骨骼—两块骨骼—多块骨骼—手指/脚趾。他将比较范围进一步扩大,发现手臂和腿部的肌肉也遵循相似的模式,几乎就像一系列器官的复制。

2024-10-10 22:47:44
大约70年后,英国解剖学家理查德·欧文爵士(1804—1892)将维克·达济尔的观点扩展到了整个身体和所有动物骨骼。肋骨、椎骨和四肢骨骼似乎是彼此稍加修改的复制品,总体相似,但形状、大小和在身体中的位置存在细微的差异。欧文对这个概念印象深刻,以至于他提出:从鱼到人,所有有骨骼生物的原型都是一种简单的生物,块状的椎骨和肋骨在它体内从头分布到尾。

2024-10-10 22:49:49
史蒂夫·乔布斯曾经说过:“毕加索有句名言:‘好的艺术家抄袭,伟大的艺术家窃取’,而我们(苹果公司)从未对窃取伟大的想法感到羞耻。”对艺术和技术有效的方法对基因也同样有效。当可以复制甚至窃取时,为什么要从头开始构建呢?

2024-10-10 22:52:11
动物的复杂性和物种之间的差异并不对应于细胞中遗传物质的量。尽管蝾螈总是长得很像,但一个物种的DNA可能比另一个物种多10倍,而多余的遗传物质似乎与任何解剖学上观察到的差异都不相关,因此大野推测蝾螈和其他物种的基因组中都充斥着许多无意义的DNA片段。用他的术语来说,这就是“垃圾”DNA。

2024-10-10 22:58:59
如果演化改变的引擎是基因重复,那又如何呢?发明将为新用途做好现成的准备。如果一个基因被重复,那么原来只有一个基因,现在有了两个基因。这种冗余意味着一个基因可以保持不变以维持原有功能,而另一个基因拷贝可以发生改变并获得新的功能。新的基因可以飞速产生,对生产者来说几乎不用付出任何代价。
注: 计算机世界里进程的fork也是如此运作

2024-10-10 23:00:13
重复可以为基因组各个水平的变化奠定基础。有用的零件已经准备就绪,可以朝着新的方向做出改变——使用旧的零件来制造新的零件。

2024-10-11 16:23:41
角蛋白是我们的指甲、皮肤和头发中的一种蛋白质,贡献了这些组织独有的物理特性。每个组织内部都有不同种类的角蛋白,有些柔韧,有些坚硬。角蛋白基因家族源自单个古老的角蛋白基因,经过重复以后,形成了每种组织特有的角蛋白。

2024-10-11 16:31:10
罗伊·布里顿90多岁时还在发表论文,直到2012年因胰腺癌去世。

2024-10-11 16:42:22
想象一下基因组中的两种基因:有些具有功能并能制造蛋白质,而另一些仅能跳来跳去并自我复制。随着时间推移,会发生什么?在其他条件相同的情况下,拷贝基因将占据基因组更大的部分。这是我们基因组的2/3由重复序列(例如LINE1和ALU等基因)构成的原因之一。如果没有约束,这些重复序列将占据整个基因组。阻止这些寄生虫的唯一方法是,如果它们完全失控,时间长了可能导致宿主死亡,它们自己也会死亡。携带完全不受控制的跳跃基因的个体将死亡,跳跃基因自身也将无法延续。自私的基因及其宿主关系紧张,甚至在彼此交战,因为自私的基因生存只是为了自我复制,而宿主的基因组却在努力遏制它们。

2024-10-11 16:45:16
传统观点认为,发明是随着时间推移逐渐出现的,每个步骤的基因变化都很小。大量理论和实验室工作支持了这一观点,以至于它几乎被当作公理。英国统计学家罗纳德·费舍尔爵士在20世纪20年代尝试将新兴的遗传学与达尔文的进化论联系起来时,用数学方法得出了这一结论。其中部分逻辑是,如果你希望对系统做出随机的改变,那么与小的改变相比,大的改变很可能是有害的,甚至常常是毁灭性的。

2024-10-11 16:46:02
戈尔德施米特认为,只需要一次巨大的突变就可以创造演化上的重大转变。这个观点的背后是戈尔德施米特最著名的言论之一,也正是让迈尔生气的那句:“第一只鸟是从爬行动物的卵中孵化出来的。”这里没有逐步的变化——在他看来,生物革新只需要在一代中出现的单一突变即可实现。

2024-10-11 16:47:09
以骨骼的起源为例,这是人类演化历史上最重大的事件之一。数百万年以来,蠕虫般的祖先体内一直没有骨骼。骨骼结构独特,具有高度组织化的细胞层,这些细胞制造独特的蛋白质和晶体,令骨骼坚固并调节其生长方式。骨骼的起源使我们的祖先可以长得更高,并拥有坚硬的身体来寻找猎物、避开捕食者并四处移动。

2024-10-11 16:48:48
文身中的河流景观是对哈德孙河生态系统的致敬,这一生态系统孕育了他幼年对科学的热爱。他在沿岸的小镇长大,对水边的生物充满了热情。记录、绘画和阅读有关不同动物的书籍将他带到了另一个世界。然而,他对生物多样性的好奇心并没有转化为学校里的好成绩。他的成绩之所以不太理想是因为,正如他所叙述的那样,他根本“没有听课”,而是醉心凝视着窗外的鸟类和昆虫。
幸运的是,一位生物学老师看了他的田园诗,然后让他坐在教室的后面,随心所欲地阅读书籍和野外指南,并随后就此提问他。这位老师的明智做法促使他从事了生物学工作,并将自己毕生精力用于探索动物多样性的起源:不仅是动物的生活、食性和运动方式,还包括它们历经几百万年从远古祖先演化而来的历史。他的专长是将高科技应用于探索这些深层次的问题。

2024-10-11 16:52:32
林奇将成纤维细胞放入培养皿中,加入孕酮,将其转变为蜕膜基质细胞。然后,他研究其中表达了哪些基因,结果令人震惊。蜕膜基质细胞的起源不是由于单个或若干个基因的表达,而是数百个基因同时开启。

2024-10-11 16:54:44
涉及数百个基因协同的遗传变化,可能不是通过数百个独立突变,而是通过携带单个突变的跳跃基因在整个基因组中扩散发生的。这样,随着基因自我复制、跳跃并插入基因组的不同位置,遗传突变可以在基因组中迅速传播。

2024-10-11 18:48:52
们的DNA不仅继承自我们的祖先,病毒入侵者也参与其中并发挥了重要作用:我们的祖先与病毒的战斗一直是生物发明的众多来源之一。

2024-10-11 18:49:44
记忆及其遗失成为谢泼德的科学采石场。回忆过去的能力在很大程度上定义了我们如何学习、如何与他人联系,以及如何在这个世界上生活。这不是什么隐秘的话题。我们人类社会所面临的重大挑战之一就是神经退行性疾病。随着寿命延长,大脑的衰老日益成为生活的严重障碍。记忆力和认知功能的丧失会造成很大的情感、社会和经济损失。

2024-10-11 18:50:19
人类中Arc基因的突变与多种神经退行性疾病有关——从阿尔茨海默病到精神分裂症。

2024-10-11 19:05:09
谢泼德的团队与遗传学家合作,绘制了Arc蛋白的DNA结构图谱,并从动物界的基因组数据库中搜寻了其他拥有该基因的生物。在追踪基因的结构和分布时,他们发现了一个古老的病毒感染事件。所有的陆生动物都有Arc基因,而鱼则没有这一基因。这意味着大约3.75亿年前,一种病毒进入了所有陆生动物共同祖先的基因组。我认为是提塔利克鱼的近亲首先感染了这种病毒。一旦病毒进入宿主的基因组,宿主就拥有了制造一种特殊蛋白质的能力(Arc的一种版本)的能力。通常,该蛋白质将病毒从一个细胞移动到另一个细胞并进行传播。在这种情况下,由于病毒进入了鱼类的基因组,因此大脑中开始活跃地合成这种蛋白质并增强了记忆。感染病毒的个体接受了生物学的礼物。这种病毒被宿主破解、灭活并驯化,在大脑中发挥新功能。我们阅读、书写和记忆生活的能力,源自鱼类在陆地上迈出第一步时发生的一种古老的病毒感染。

2024-10-12 07:24:26
基因组仿佛是B级电影的素材,就像一个满是鬼魂的墓地,到处都是古老的病毒碎片。据估计,我们的基因组中有8%由死亡的病毒组成,相关病毒的数量最少有10万个。这些病毒化石中的一些保持了功能,可以使病毒的蛋白质在妊娠、记忆以及无数其他活动中发挥作用,另一些病毒则像尸体一样躺在它们最初入侵的位置,等待着最终的衰败。

2024-10-12 07:25:40
正如莉莲·赫尔曼在这种情况下所说:没有什么事情是始于你认为它们开始的时候。基因组不是静态的分子链。当遇到病毒攻击或基因跳跃时,基因组一直在积极应对,而不是束手就擒。遗传突变可在整个基因组和不同物种之间传播。基因组的变化可以迅速发生,相似的遗传变化可以在不同的生物中独立发生,并且不同物种的基因组可以融合,带来新的生物发明。

2024-10-12 07:50:41
如果这颗小行星没有在6 500万年前袭击地球,那么恐龙很可能会持续存在,而哺乳动物可能永远不会繁盛。实际上,如果不是小行星意外撞击了地球,我们甚至可能不会在这里。在过去的40亿年里发生的无数看似偶然的系列事件塑造了今天的我们,那场撞击只是其中之一。正如我们的个人生活是由无数次偶然的遭遇、对话和机遇所塑造的一样,生命的历史由宇宙、行星和基因组的变化塑造。

2024-10-12 07:51:10
我们今天在周围看到的自然世界,包括我们自身的存在,是层出不穷的偶发事件的产物。如果重播生活中的磁带,即使其中任何一个事件有微小的不同,世界(包括我们在其中的存在)也将会大不相同。

2024-10-12 07:55:15
我们与蝾螈有一些共同特征,并应该为此感到幸运。切断蝾螈的四肢,它们可以完全再生,包括所有的肌肉、骨骼、神经和血管。蝾螈受损的心脏可以重新长回来,就连脊髓也可以再生。它们具有许多非凡的生物发明,从各种各样的毒腺到捕获食物的方式,不一而足。

2024-10-12 07:59:08
游舌螈属(Bolitoglossa )的蝾螈可以将舌头伸出半个体长之后缩回,全程只需要不到0.002秒。看它们取食着实令人困惑,舌头的动作如此之快,以至于在YouTube视频网络上的慢动作视频中也几乎看不到。更令人难以置信的是,蝾螈体内没有任何肌肉可以收缩得像舌头弹出一样快。它们的舌头弹射速度已经超过肌肉收缩的速度极限。这些蝾螈似乎打破了物理定律。

2024-10-12 08:02:03
想到蝾螈不能缩回舌头,我们可能会觉得很搞笑,但这对它们来说是致命的。这会让它们暴露于掠食者面前,并且无法获得更多食物,几乎必死无疑。蝾螈对此的解决方法很聪明。所有蝾螈的腹部都有肌肉从腰带区一直延伸到鳃部,这些肌肉通常起到支撑身体的作用。在舌头弹射性最强的蝾螈中,两组肌肉纤维融合在一起,形成了一条从腰带延伸到特化鳃骨的肌肉。你可以将这条肌肉想象成一个巨大的弹簧:当鳃骨被射出时,肌肉被迫伸展,随后蝾螈依靠肌肉收缩将舌头缩回口中。

2024-10-12 08:06:00
任何飞行生物都需要较大的表面积才能产生足够的升力,因此所有飞行生物都具有翅膀。鸟类、飞行的爬行动物、蝙蝠和苍蝇的翅膀看起来相似,但内部结构不同,可以追溯的演化历史也不同。鸟类翅膀的骨骼结构与蝙蝠或翼龙的不同。蝙蝠的翅膀是在5根细长手指之间伸展的翼膜,翼龙的翅膀由非常长的第四指支撑。昆虫的翅膀则更加另类,由完全不同类型的组织支撑。物理必要性和演化历史共同形成了这些结构:每种结构都是翅膀,但构造不同,反映了哺乳动物、鸟类、爬行动物和昆虫的不同演化历史。

2024-10-12 08:07:58
寒冷的天气影响到了公园的淡水湖泊,导致数十年来湖泊第一次冻结,而动物们没有像人类那样为气温下降做好准备。同事打电话来告诉韦克,成千上万的蝾螈已冻死在池塘中,公园的管理人员想知道我们是否要将它们拿到动物学博物馆做成标本。这些动物已经因自然灾害而死亡,那么为什么不看看可以从它们身上获取什么科学知识呢?

2024-10-12 08:12:17
生命史中伟大发明的出现并不是偶然的。

2024-10-12 08:12:49
演化之路不是随机变化推动的连续发展。在历史进程中,不同的物种通常会沿着不同的路线到达同一地点。用古尔德的话来说,在不同的偶然情景下重现生命的演化,重要的事情不会有所不同,而是相同的。

2024-10-12 08:13:18
厄恩斯特·迈尔曾在一次茶会中与我分享了他的观点。在谈到伏尔泰时,他说演化的结果并不是“最好的可能世界”,而是“可能的世界中最好的”。
注: 这让我联想到民主制度。它当然不完美,但它是不完美世界里相当好且被证实可行的一种制度。

2024-10-12 08:17:44
有时,世界尚未为新发明或新思想做好准备。达·芬奇(1452—1519)曾在16世纪设计了滑翔机等飞行器,而它们之所以没有制造出来,是因为当时既没有合适的材料也没有加工它们的方法。生命史也是一样。早在第一次呼吸空气和踏上坚硬的地面之前,拥有肺和前肢的鱼类就已经在古老的水域中繁盛起来。当陆地上的植物和昆虫不够丰富时,任何大型动物都不可能在陆上生存。

2024-10-12 08:20:07
根据这些观察,马古利斯提出了一种激进的演化新理论。叶绿体最初是自由生活的蓝藻,后来被另一个细胞吞入,并作为新陈代谢工厂为细胞提供能量。同样地,线粒体最初是自由生长的细菌,后来与另一个细胞融合并为其提供能量。她的激进观点是在这些情况下,不同的生命个体融合在一起,创造了一个新的、更复杂的生命。

2024-10-12 08:21:59
回顾自己的职业生涯时,马古利斯用一句简单的话概括了她应对争议的方法,这也是她几十年学术之争的口头禅:“我从不怀疑我的想法,我认为它们是正确的。”

2024-10-12 14:05:01
轮子在地球上已经存在了约6 000年,手提箱已经存在了几百年。带轮子的手提箱则是几十年前才发明出来的,它改变了许多旅人的生活。每次走过机场,我都会赞叹新的组合带来了革命性发明。

2024-10-12 14:42:17
我们的基因组中有10%由古老的病毒组成,另外至少60%是由疯狂的跳跃基因构成的重复单元,只有2%是我们自己独有的基因。

2024-10-12 14:44:56
塞维·索德伯格的精力异常充沛。他会工作到深夜,走到很远的地方去寻找化石。他还非常自信。悲观主义者是找不到化石的;你必须相信岩石中存在化石,值得花费漫长的时间并经历多次失败才能找到它们。每天,他的团队会将发现的化石分别放在两个盒子中:P代表鱼,A代表两栖动物。这是一个大胆的举动。没有人在这个时代的岩石中发现过两栖动物。可以想象,在1929年的野外季中,鱼类箱子里装满了化石,而两栖动物箱子仍然空着。

2024-10-12 14:45:34
这个野外季工作快结束时的一天,塞维·索德伯格在Celsius Berg的碎石堆中发现了许多形状奇特的骨骼碎片(Celsius Berg是位于东格陵兰海冰架附近的深红色小山)。他收集了10多块骨骼,这些骨骼都埋在岩石中,因此大部分结构都看不到。根据石板上的凹凸特征,这些骨骼看起来属于当时已知的一些鱼类化石,应当被放在鱼箱子里。显然,它们源自头骨,但又太平坦,不属于当时已知的任何鱼类。因此,塞维·索德伯格认为它们可能是两栖动物。作为一个乐观主义者,他把它们扔进了两栖动物箱子。

2024-10-12 14:46:19
返回瑞典后,塞维·索德伯格开始了艰苦的工作,一点儿一点儿地将包围着骨骼化石的岩石去除。完全暴露后的化石揭示了一个真正的奇迹。这个动物的身体看起来像一条鱼,但是它的头像两栖动物那样形状扁平,有着长长的吻部。果然,塞维·索德伯格发现了早期的两栖动物。

2024-10-12 14:47:31
在塞维·索德伯格发现化石的50年后,我来自剑桥大学的同事詹妮·克拉克又回到了Celsius Berg等索德伯格曾经工作过的地点,以崭新的眼光再次审视这片土地。她的古生物学团队熟知塞维·索德伯格的发现和记录,他们的目标是找到塞维·索德伯格未曾收集到的骨骼部分。尽管鱼石螈的化石很出名,但其实它的附肢尚未被找到。克拉克劈开一块又一块岩石,试图寻找到遗失的真相。有了合适的团队、良好的天气,并坚信化石就藏在这些岩石中,她最终找到了大量的化石,这些化石具有保存完好的四肢骨骼。

2024-10-12 14:52:33
陆地植物最早出现在大约4亿年前的化石记录中,此后不久便出现了类似昆虫的生物。植物的出现创造了一个全新的世界,在这个世界中昆虫可以繁衍。一些化石植物的叶子上可以见到一些损坏,暗示它们曾被这些早期的昆虫啃食。植物在陆地上死亡、腐烂,产生碎屑,进一步产生土壤,使浅溪和池塘能够成为鱼类和两栖动物的栖息地。
有肺的鱼类没有早于3.75亿年前登陆的原因是,在那之前陆地都不适合居住。植物以及跟随它们登陆的昆虫改变了一切。直到那时,有能力在土地上短暂停留的任何鱼类都可以养护这种生态系统。只有当新的环境出现时,我们遥远的鱼类祖先才可以使用早已出现的器官来迈出陆地上的第一步。时间就是一切。

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