我們的能量從哪里來(lái)？

為什么會(huì)有兩種性別？

我們?yōu)楹螘?huì)成長(zhǎng)、死亡？

地球上繽紛多彩的生命背后，究竟有著什么樣的秘密？

這所有問(wèn)題的解答，都是——線粒體。

英國(guó)演化生化學(xué)家、科普作家尼克·萊恩在《能量，性，自殺》中通過(guò)線粒體向我們展示了生命為何是這般模樣。

這本書(shū)和許多議題都密切相關(guān)，從天體生物學(xué)（探討宇宙間復(fù)雜生命的共通性），到根本的問(wèn)題（生命的起源），乃至于千古大問(wèn)（是否有可能在一兩個(gè)世紀(jì)內(nèi)延長(zhǎng)人類的壽命？）。這樣的一本書(shū)無(wú)法賦予生命意義，卻以一種前所未有的連貫性，解釋了生命的運(yùn)作、理路和內(nèi)在邏輯。

尼克·萊恩（Nick Lane），英國(guó)演化生化學(xué)家，英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院的榮譽(yù)教授，作家，英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院遺傳學(xué)、演化和環(huán)境系的演化生物化學(xué)教授，倫敦大學(xué)學(xué)院線粒體研究學(xué)會(huì)的創(chuàng)始成員，并領(lǐng)導(dǎo)了該學(xué)院關(guān)于生命起源的研究計(jì)劃。

萊恩多年筆耕不輟，出版了五本書(shū)，《能量，性，自殺》是這五本書(shū)里的第二本，在國(guó)外著名的書(shū)評(píng)網(wǎng)站Goodreads上，它的評(píng)分是萊恩的五本書(shū)中最高的，很多學(xué)者與生命科學(xué)愛(ài)好者都寫出了精彩的書(shū)評(píng)。一篇刊于《自然》雜志上的書(shū)評(píng)評(píng)論道：“質(zhì)子和電子書(shū)寫了進(jìn)化史”。

這不是一本關(guān)于殺手是誰(shuí)的懸疑小說(shuō)，而是關(guān)于一個(gè)自由的生命，為何被禁錮奴役，而后又是如何反客為主推動(dòng)了生命復(fù)雜化的歷程，最終黑化為一個(gè)殺手的故事。

今天跟大家分享本書(shū)中文版譯者張力的精彩書(shū)評(píng)。

[英]尼克·萊恩 著，張力 譯

文 | 張力

《能量，性，自殺》譯者，復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)系學(xué)士，美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)園藝系碩士，畢業(yè)后于上海從教高中生物學(xué)科至今。

長(zhǎng)久以來(lái)，自然科學(xué)（物理和化學(xué)）的核心都圍繞著物質(zhì)與能量展開(kāi)，而生命科學(xué)在其萌芽階段關(guān)注的只有物質(zhì)本身——生命體由什么構(gòu)成？不同的生命形式在結(jié)構(gòu)上有什么區(qū)別？這些結(jié)構(gòu)又分別有什么功能？在慢慢回答了這幾個(gè)問(wèn)題后，基于生命形態(tài)的相似性進(jìn)行了歸類，并逐漸演化出博物學(xué)這一分支。

而自20世紀(jì)開(kāi)始生命科學(xué)則慢慢聚焦于信息，甚而至于我們將從DNA到RNA再到蛋白質(zhì)的信息傳遞稱為“中心法則”，而理查德·道金斯《自私的基因》更是讓“信息”這一概念實(shí)現(xiàn)真正的破圈，到了世紀(jì)交接之際，人類基因組計(jì)劃的實(shí)施更是對(duì)全民進(jìn)行了一次生命信息的科學(xué)普及，幾乎所有學(xué)生在小學(xué)畢業(yè)前就已經(jīng)知道了DNA以及其中編碼信息的ATCG。

而能量在生命科學(xué)領(lǐng)域似乎始終沒(méi)有在自然科學(xué)領(lǐng)域那么耀眼，ATP幾乎成為了能量的代名詞，我們稱它為能量貨幣，而其他形式的能量以及能量之間的轉(zhuǎn)換則一律退居幕后。

與生物能量最相關(guān)的細(xì)胞呼吸和光合作用的詳細(xì)步驟讓每一個(gè)學(xué)習(xí)生物的同學(xué)都頭痛不已，而筆者在高中階段的時(shí)候因?yàn)閰⒓由锔?jìng)賽自學(xué)了一段時(shí)間細(xì)胞呼吸和光合作用，一直感到不得要領(lǐng)，等進(jìn)入了大學(xué)生命科學(xué)專業(yè)學(xué)習(xí)細(xì)胞生物學(xué)的時(shí)候，滿心期待能好好學(xué)習(xí)一番，結(jié)果到了細(xì)胞呼吸和光合作用這兩章，老師大手一揮說(shuō)，這部分自學(xué)。

正如古今中外偉大的文學(xué)作品中所描繪的一樣，人們經(jīng)常會(huì)被人生表面的幻象所蒙蔽，而忽略了在紛繁的世事背后那些本質(zhì)的東西。

從科學(xué)的視角看生命的軀殼下，不過(guò)是愛(ài)德華·布克納所說(shuō)的“一包酶”而已，而在這些酶促反應(yīng)的背后，其實(shí)全不過(guò)是能量的轉(zhuǎn)化。如果我們改為關(guān)注生命中能量的變化，則生命的形態(tài)，細(xì)胞的構(gòu)成，酶促反應(yīng)的名稱等“凡所有相，皆為虛妄”。

從這個(gè)意義上說(shuō)，尼克·萊恩的這本書(shū)便是被稱為生物能量領(lǐng)域的《金剛經(jīng)》也不為過(guò)。

它可能不是一本適合歪在沙發(fā)上去讀的休閑讀物，但是只要你跟著萊恩把線粒體的基本結(jié)構(gòu)搞清楚（其實(shí)也就大致相當(dāng)于高中生物的知識(shí)要求），那么后面就是“見(jiàn)諸相非相，即見(jiàn)如來(lái)”的法喜時(shí)刻。

后來(lái)我自己做了老師，每講到這個(gè)部分，學(xué)生總會(huì)對(duì)生命以質(zhì)子濃度梯度供能的方式感到困惑和不解。

為什么我們動(dòng)物從有機(jī)物當(dāng)中提取能量要先把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為質(zhì)子濃度梯度？而植物進(jìn)行光合作用的時(shí)候也要把光能的一部分轉(zhuǎn)為質(zhì)子濃度梯度？而對(duì)于細(xì)菌而言為了維持細(xì)胞內(nèi)外質(zhì)子濃度梯度甚至?xí)幌TP用掉，將質(zhì)子泵出膜外？

這個(gè)近乎反直覺(jué)的能量轉(zhuǎn)換方式無(wú)異于將辛苦賺來(lái)的鈔票撕碎，而最為本質(zhì)與普遍的能量載體居然不是一個(gè)如ATP一樣的實(shí)體，而是這個(gè)星球上最小的原子（氫原子）的原子核——質(zhì)子——所形成的濃度梯度！

我們以為最初細(xì)胞膜（更準(zhǔn)確的說(shuō)應(yīng)該是細(xì)胞邊界）的形成只是生命需要一個(gè)邊界，或是遺傳物質(zhì)需要一個(gè)容器，而實(shí)際上膜的存在大概率只是要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)電位差或是pH值差，換句話說(shuō)，如果你把膜的一邊放上小蘇打（pH=9），一邊放上檸檬汁（pH=2），它就可以自己產(chǎn)生細(xì)胞所需的能量。正如提出“化學(xué)滲透假說(shuō)”的彼得·米切爾博士曾經(jīng)說(shuō)過(guò)的那樣，

我無(wú)法脫離環(huán)境來(lái)思考生命……環(huán)境與生命之間的動(dòng)態(tài)聯(lián)系由膜來(lái)維持，膜既讓生命和環(huán)境相隔，又讓它們彼此緊密相連。

正是這樣的一個(gè)分隔讓兩邊的pH差值有了意義，當(dāng)質(zhì)子從高濃度往低濃度跑的時(shí)候，就產(chǎn)生了一個(gè)短距離上的跨膜電流。不要小看這電流，跨膜的電壓大約是每米3千萬(wàn)伏，這和閃電的電壓差不多，是普通家庭電線可承受的一千倍。這個(gè)水溶液中的一道小閃電，是不是正應(yīng)和了金剛經(jīng)末尾的揭語(yǔ)——“如露亦如電，應(yīng)作如是觀”？

如果我們把生命的幻象說(shuō)成是“水中月”，那么生命的本質(zhì)竟是“水中電”！怎么能不讓人拍案叫絕！

本書(shū)的作者尼克·萊恩是倫敦大學(xué)學(xué)院遺傳學(xué)、進(jìn)化和環(huán)境系的進(jìn)化生物化學(xué)教授，也是倫敦大學(xué)學(xué)院生命起源和進(jìn)化中心的聯(lián)合主任。他多年筆耕不輟，以第一作者的身份出版了五本書(shū)，《能量，性，自殺》是這五本書(shū)里的第二本，但卻不是最廣為人知的一本。

《生命的躍升》因?yàn)樯婕暗竭M(jìn)化中十個(gè)關(guān)鍵的發(fā)明而為人所津津樂(lè)道，而以理查德·道金斯的視角去看，這不過(guò)是生物這臺(tái)基因復(fù)制機(jī)器為了復(fù)制更多的基因片段而發(fā)明的一些奇巧淫技罷了，既然眼睛這樣的結(jié)構(gòu)和飛行這樣的能力在進(jìn)化史上獨(dú)立發(fā)展出來(lái)數(shù)次，那么顯然這樣的發(fā)明雖然重要但并不關(guān)鍵。

那么什么是關(guān)鍵的問(wèn)題呢，在萊恩所建構(gòu)的生命世界中，唯有能量才是關(guān)鍵，而這正是本書(shū)的主標(biāo)題。

尼克·萊恩

大約因?yàn)檫@個(gè)標(biāo)題起的看起來(lái)實(shí)在不像是一本嚴(yán)肅的科普讀物，萊恩將自己的第四本書(shū)命名為The Vital Question，直譯為《關(guān)鍵的問(wèn)題》，中文譯本為了更好的普及性將其譯為《復(fù)雜生命的起源》，這是一本好書(shū)但卻幾乎是在炒《能量，性，自殺》這本書(shū)的冷飯，其中探討的幾乎所有問(wèn)題《能量，性，自殺》這本書(shū)中都以假說(shuō)的形式給出了答案，而這些答案在2018年本書(shū)再版的時(shí)候，萊恩寫了一個(gè)新的序言，在這篇序言中他提到：

自從《能量，性，自殺》的第一個(gè)版本出版以來(lái)已經(jīng)過(guò)去了15年，我抵制任何蹩腳的修改……這并不是說(shuō)自2005年以來(lái)沒(méi)有任何令人興奮的進(jìn)展，而是有很多。只是大多數(shù)都帶有某種程度的不確定性，而且至少作為一個(gè)想法在過(guò)去曾被觸及過(guò)。

這也恰恰證明了《能量，性，自殺》這本書(shū)經(jīng)受住了時(shí)間的考驗(yàn)，盡管在這二十年間居然沒(méi)有中文簡(jiǎn)體譯本。由此可見(jiàn)起名也是一個(gè)大學(xué)問(wèn)，如果《時(shí)間簡(jiǎn)史》叫做《物質(zhì)，空間，時(shí)間》那么是否還能有現(xiàn)今的影響力恐怕就要打上一個(gè)問(wèn)號(hào)。

幸運(yùn)的是《能量，性，自殺》這本書(shū)沒(méi)有被埋沒(méi)，在國(guó)外著名的書(shū)評(píng)網(wǎng)站Goodreads上，它的評(píng)分是萊恩的五本書(shū)中最高的，很多學(xué)者與生命科學(xué)愛(ài)好者都寫出了精彩的書(shū)評(píng)。

尤其是《自然》雜志上關(guān)于該書(shū)的書(shū)評(píng)中的一句話讓我感到深深共鳴——“質(zhì)子和電子書(shū)寫了進(jìn)化史”。也許自然科學(xué)的第一節(jié)課，我們就學(xué)習(xí)了原子結(jié)構(gòu)中的質(zhì)子與電子，然而誰(shuí)曾想到，到頭來(lái)推動(dòng)生物進(jìn)化的力量源泉竟還是這兩種基本粒子。真是大道至簡(jiǎn)！

我們不斷發(fā)問(wèn)“生命到底如何在地球上起源？生命的起源是否可以在宇宙的其他地方發(fā)生？生命如何跨越了細(xì)菌（原核）這一簡(jiǎn)單形式邁入真核？為什么真核生物能演變出如此的多樣性？為什么細(xì)菌可以一直分裂下去，而真核不行？為什么在真核會(huì)演化出兩性，而不是三性，四性乃至多性？為什么我們注定走向衰老和死亡？我們?nèi)绾窝泳徦ダ希俊?p>

答案就毫無(wú)避諱地寫在封面的副標(biāo)題里——線粒體。

當(dāng)答案已經(jīng)被告知，你是否還想一探究竟？這不是一本關(guān)于殺手是誰(shuí)的懸疑小說(shuō)，而是關(guān)于一個(gè)自由的生命，為何被禁錮奴役，而后又是如何反客為主推動(dòng)了生命復(fù)雜化的歷程，最終黑化為一個(gè)殺手的故事。好了，說(shuō)的夠多了，讓我們翻開(kāi)書(shū)，走進(jìn)這段奇妙旅程吧。

*部分圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)

《能量，性，自殺》

（英）尼克·萊恩 著，張力 譯

ISBN：9787532790661

定價(jià)：78元

出版時(shí)間：2022年12月

上海譯文出版社

內(nèi)容簡(jiǎn)介

人類總是仰望星空，想知道我們?yōu)槭裁磿?huì)在這里，我們是否在這個(gè)宇宙中是孤獨(dú)的。我們問(wèn)為什么世界充滿了動(dòng)植物，這一切沒(méi)有發(fā)生的可能性有多大？我們來(lái)自何方,我們的祖先是誰(shuí),我們的命運(yùn)將是怎樣？

對(duì)生命、宇宙和一切的問(wèn)題的答案神秘而簡(jiǎn)短:線粒體。

因?yàn)樗嬖V我們分子是如何在我們的星球上產(chǎn)生生命的，為什么細(xì)菌會(huì)主宰這個(gè)星球這么長(zhǎng)時(shí)間。

它告訴我們第一個(gè)真正復(fù)雜的細(xì)胞是如何形成的,以及為什么從那時(shí)起,地球上的生命就沿著復(fù)雜性斜坡上升到如今我們周圍的繁榮景象。

它向我們展示了為什么燃燒能量的溫血生物會(huì)崛起,沖破了環(huán)境的枷鎖；為什么我們有性行為、有兩種性別、有孩子,為什么我們必須墜入愛(ài)河。

它還向我們展示了為什么我們?cè)谶@片蒼穹下的日子是有限的,為什么我們必須最終變老和死去。它們也向我們展示了,怎樣做才能改善我們的晚年生活,以避開(kāi)身為人類的詛咒———老化的痛苦。

就算它沒(méi)有告訴我們生命的意義,它至少能讓我們理解生命為何是這般模樣。

如果這都沒(méi)有意義,那這世界上還有什么是有意義的呢?

作者簡(jiǎn)介

尼克·萊恩（Nick Lane）,英國(guó)演化生化學(xué)家，也是英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院的榮譽(yù)教授，作家，英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院遺傳學(xué)、演化和環(huán)境系的演化生物化學(xué)教授，倫敦大學(xué)學(xué)院線粒體研究學(xué)會(huì)的創(chuàng)始成員，并領(lǐng)導(dǎo)了該學(xué)院關(guān)于生命起源的研究計(jì)劃。

萊恩曾獲得2015年生物化學(xué)協(xié)會(huì)獎(jiǎng)，2016年皇家學(xué)會(huì)邁克爾·法拉第獎(jiǎng)，并在《自然》《科學(xué)》和《細(xì)胞》等國(guó)際期刊上發(fā)表過(guò)80余篇論文。

萊恩寫過(guò)四本關(guān)于進(jìn)化的書(shū)籍，被翻譯成25國(guó)語(yǔ)言?！丢?dú)立報(bào)》稱他為“我們時(shí)代最令人激動(dòng)的科普作家之一”。

原標(biāo)題：《為什么說(shuō)質(zhì)子和電子書(shū)寫了進(jìn)化史？來(lái)讀這本生物能量領(lǐng)域的《金剛經(jīng)》吧！》

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