基本介紹
- 書名：造就適者:DNA和進化的有力證據
- 作者：肖恩·卡羅爾 (Sean B.Carroll) 鐘揚
- 出版日期：2012年11月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：9787542855473
- 外文名：The Making of the Fittest DNA and the Ultimate Forensic Record of Evolution
- 出版社：上海科技教育出版社
- 頁數：227頁
- 開本：16
- 品牌：上海科技教育出版社
基本介紹,內容簡介,作者簡介,媒體推薦,圖書目錄,序言,
基本介紹
內容簡介
《造就適者：DNA和進化的有力證據》作者肖恩·卡羅爾教授顯然是一個講故事的高手，他將一個個涉及不同物種在不同地域和不同生境中的進化故事娓娓道來，向我們展示了令人驚異的、鮮活的進化線索及其分予證據。
卡羅爾是一位對眾多領域的知識都十分精通的作者……閱讀本書就像與一位博學多聞、充滿激情的朋友共進晚餐，在短短的幾個小時中增長見識。
卡羅爾是一位對眾多領域的知識都十分精通的作者……閱讀本書就像與一位博學多聞、充滿激情的朋友共進晚餐，在短短的幾個小時中增長見識。
作者簡介
作者:(美)卡羅爾
本書作者肖恩?卡羅爾（Sean B. Carroll），美國科學院院士，霍華德?休斯醫學研究所研究員，威斯康星大學麥迪遜分校的遺傳學教授，他是當代的一流生物學家，《時代》、《美國新聞和世界報導》、《發現》和《紐約時報
本書作者肖恩?卡羅爾（Sean B. Carroll），美國科學院院士，霍華德?休斯醫學研究所研究員，威斯康星大學麥迪遜分校的遺傳學教授，他是當代的一流生物學家，《時代》、《美國新聞和世界報導》、《發現》和《紐約時報
媒體推薦
非常精彩……卡羅爾的書必定能令讀者更好地理解進化論。
——查爾斯沃思（Brian Charlesworth），《自然》（Nature）
卡羅爾是一位對眾多領域的知識都十分精通的作者……閱讀本書就像與一位博學多聞、充滿激情的朋友共進晚餐，在短短的幾個小時中增長見識。
——奧爾森（Steve Olson），《華盛頓郵報》（Washington Post）
這本書中竟有那么多我從未見識過的事物……如果你想了解更多，我推薦你閱讀本書，儘管它細節眾多，但仍然簡單易懂，讀之令人愉悅。
——弗拉托（Ira Flatow），美國國家公共廣播電台（NPR）“科學星期五”欄目
能夠在傳播當今科學那激動人心的研究成果的同時，傳達給我們知其然並且知其所以然的堅實基礎，是一種難得的天賦。在本書中，卡羅爾以一種充滿美感、有洞察力的視角詮釋了進化的力量。
——歐文（Douglas Erwin），《美國科學家》（American Scientist）
卡羅爾在他熱情奔放、清晰易懂的行文中，用成堆的事實駁斥了反達爾文陣營的歪理。
——格勞修斯（Josie Glausiusz），《發現》（Discover）
總有些反對生命科學、阻礙科技進步的勒德分子，一聽到與自己所知所信相左的觀點，就捂住耳朵，高聲“哇啦哇啦”大叫，企圖蓋過對方的聲音。對待這種人，我總是粗魯沒耐性，卡羅爾卻不是這樣。他和他的書友善而有魅力，在結論中溫和有禮地將那些針對科學的愚蠢譴責一一摧毀。閱讀本書並高呼：哈利路亞！
——伯尼（Peter Birnie），《溫哥華太陽報》（Vancouver Sun）
該書能讓你迅速了解：DNA是如何證明進化過程的……卡羅爾提供了激動人心、極有說服力的證據。
——《出版人周刊》（Publghers Weekly）
若問當今世上的科學家中，達爾文最願意與誰促膝長談，除卡羅爾外別無他人。
——魯斯（Michael Ruse），《進化論—神創論之爭》（The Evolution—Creation Struggle）的作者
坦率地說，卡羅爾是生物學領域下一輪偉大革命的使者。他在他先前的一本著作《蝴蝶、斑馬與胚胎：探索進化發育生物學之美》（Endless Forms Most Beautiful：The New Science of Evo Deuo）中，很好地介紹了進化發育生物學這個令人驚嘆的領域。如今，在這本《造就適者》中，他呈獻了更基本的知識，讓我們洞悉分子遺傳學如何揭開進化過程之謎。這本書簡明易懂、引人入勝，展開了令人驚嘆的景象，是一本必備讀物。
——奎曼（David Quanmen），《猶豫的達爾文》（The Reluctant Mr.Darwin）和《渡渡鳥之歌》（The Song of the Dodo）的作者
生物學專業的學生、教師都能從作者對進化過程的精彩敘述中獲益。在每一所學校、公共和專業圖書館中，本書都應占有一席之地。
——《圖書館雜誌》（Library Journal）
犯罪現場調查員鐘愛19NA證據，因為它能為用其他手段無法偵破的案件畫上句號。這本引人入勝的書展現了進化上的DNA證據，讓人一讀就會認同進化是個一目了然的事。進化論這場與達爾文有關的爭論，在科學家看來早已結案，公眾卻以為它仍然備受爭議，我希望本書能改變一下公眾的想法。
——韋納（Jonathan Weiner），普利茲獎得主，《雀之喙》（The Beak of the Finch）的作者
卡羅爾在寫作方面極有天賦，他是在邀請讀者，從內部去了解科學。他輕鬆自如地解釋了生物學研究領域中最前沿的科學奇蹟。從頭至尾，本書引人入勝、簡明易懂，它適合所有的讀者，無論他們支持進化論還是反對進化論。達爾文曾言，進化科學將照亮生命科學研究的每一個角落，在卡羅爾筆下，確實如此。
——米勒（Kenneth R.Miller），《尋找達爾文的神》（Finding Darwin's God）的作者
——查爾斯沃思（Brian Charlesworth），《自然》（Nature）
卡羅爾是一位對眾多領域的知識都十分精通的作者……閱讀本書就像與一位博學多聞、充滿激情的朋友共進晚餐，在短短的幾個小時中增長見識。
——奧爾森（Steve Olson），《華盛頓郵報》（Washington Post）
這本書中竟有那么多我從未見識過的事物……如果你想了解更多，我推薦你閱讀本書，儘管它細節眾多，但仍然簡單易懂，讀之令人愉悅。
——弗拉托（Ira Flatow），美國國家公共廣播電台（NPR）“科學星期五”欄目
能夠在傳播當今科學那激動人心的研究成果的同時，傳達給我們知其然並且知其所以然的堅實基礎，是一種難得的天賦。在本書中，卡羅爾以一種充滿美感、有洞察力的視角詮釋了進化的力量。
——歐文（Douglas Erwin），《美國科學家》（American Scientist）
卡羅爾在他熱情奔放、清晰易懂的行文中，用成堆的事實駁斥了反達爾文陣營的歪理。
——格勞修斯（Josie Glausiusz），《發現》（Discover）
總有些反對生命科學、阻礙科技進步的勒德分子，一聽到與自己所知所信相左的觀點，就捂住耳朵，高聲“哇啦哇啦”大叫，企圖蓋過對方的聲音。對待這種人，我總是粗魯沒耐性，卡羅爾卻不是這樣。他和他的書友善而有魅力，在結論中溫和有禮地將那些針對科學的愚蠢譴責一一摧毀。閱讀本書並高呼：哈利路亞！
——伯尼（Peter Birnie），《溫哥華太陽報》（Vancouver Sun）
該書能讓你迅速了解：DNA是如何證明進化過程的……卡羅爾提供了激動人心、極有說服力的證據。
——《出版人周刊》（Publghers Weekly）
若問當今世上的科學家中，達爾文最願意與誰促膝長談，除卡羅爾外別無他人。
——魯斯（Michael Ruse），《進化論—神創論之爭》（The Evolution—Creation Struggle）的作者
坦率地說，卡羅爾是生物學領域下一輪偉大革命的使者。他在他先前的一本著作《蝴蝶、斑馬與胚胎：探索進化發育生物學之美》（Endless Forms Most Beautiful：The New Science of Evo Deuo）中，很好地介紹了進化發育生物學這個令人驚嘆的領域。如今，在這本《造就適者》中，他呈獻了更基本的知識，讓我們洞悉分子遺傳學如何揭開進化過程之謎。這本書簡明易懂、引人入勝，展開了令人驚嘆的景象，是一本必備讀物。
——奎曼（David Quanmen），《猶豫的達爾文》（The Reluctant Mr.Darwin）和《渡渡鳥之歌》（The Song of the Dodo）的作者
生物學專業的學生、教師都能從作者對進化過程的精彩敘述中獲益。在每一所學校、公共和專業圖書館中，本書都應占有一席之地。
——《圖書館雜誌》（Library Journal）
犯罪現場調查員鐘愛19NA證據，因為它能為用其他手段無法偵破的案件畫上句號。這本引人入勝的書展現了進化上的DNA證據，讓人一讀就會認同進化是個一目了然的事。進化論這場與達爾文有關的爭論，在科學家看來早已結案，公眾卻以為它仍然備受爭議，我希望本書能改變一下公眾的想法。
——韋納（Jonathan Weiner），普利茲獎得主，《雀之喙》（The Beak of the Finch）的作者
卡羅爾在寫作方面極有天賦，他是在邀請讀者，從內部去了解科學。他輕鬆自如地解釋了生物學研究領域中最前沿的科學奇蹟。從頭至尾，本書引人入勝、簡明易懂，它適合所有的讀者，無論他們支持進化論還是反對進化論。達爾文曾言，進化科學將照亮生命科學研究的每一個角落，在卡羅爾筆下，確實如此。
——米勒（Kenneth R.Miller），《尋找達爾文的神》（Finding Darwin's God）的作者
圖書目錄
導讀：證據的力量
致謝
前言 超越一切合理的質疑
第一章 緒論：布韋島的無血魚
第二章 進化論的日常運算：機遇、選擇和時間
第三章 不朽的基因：永世不變的原地踏步
第四章 以舊制新
第五章 化石基因：往日的斷編殘簡
第六章 似曾相識：進化是如何不斷重演的？為什麼？
第七章 我們的血肉之軀：軍備競賽、人類競爭與自然選擇
第八章 複雜的進化和塑成
第九章 眼見為憑
第十章 懷俄明州的棕櫚樹
附錄
致謝
前言 超越一切合理的質疑
第一章 緒論：布韋島的無血魚
第二章 進化論的日常運算：機遇、選擇和時間
第三章 不朽的基因：永世不變的原地踏步
第四章 以舊制新
第五章 化石基因：往日的斷編殘簡
第六章 似曾相識：進化是如何不斷重演的？為什麼？
第七章 我們的血肉之軀：軍備競賽、人類競爭與自然選擇
第八章 複雜的進化和塑成
第九章 眼見為憑
第十章 懷俄明州的棕櫚樹
附錄
序言
自達爾文（Charles Darwin）於1859年出版《物種起源》以來，“進化”（evolution，或譯為演化）已逐漸成為生物學界使用頻率最高的辭彙之一，並滲透到自然科學與社會科學的眾多領域。150年來，進化理論不斷發展井廣為傳播，終成主流科學思想。連教皇約翰·保羅二世在1996年寫給教皇科學院的信中也表示：“新的發現引導我們承認進化論不只是一種假說。事實上，在不同科學領域一系列的發現之後，這個理論不可思議地對研究人員的心靈產生愈來愈大的影響。”不過，人們也注意到，分子生物學興起的60年來，一些不能用達爾文進化論直接解釋的科學現象開始湧現，進化理論似乎面臨著新的挑戰。
一個月前，我應邀為上海的一個公眾科普活動——“科學咖啡館”做了一場題為“生物進化與我們的未來”的報告。我在報告中除簡要介紹進化生物學（尤其是分子進化）的基本概念和研究進展外，還列舉了四個開放問題（open questions）：壓力還是動力？缺失還是獲得？數量還是質量？個體還是群體？目的是幫助聽眾了解自然選擇的力量、性狀進化的方向、延長壽命的意義以及長期進化的策略等當代進化生物學研究的熱門領域。所謂開放問題一般都是沒有標準答案的多向思維問題，這在國外學術討論和科學普及活動中十分常見，但在我國還是一種較為罕見的形、式。鑒此，我採用了若干實際案例而不是直接用學術界目前流行的理論來解釋上述問題，這給習慣於只接受一種“正確”的理論，以及長期受薰陶於重科學結論而輕研究過程的教育模式的聽眾們帶來了些許新鮮感。
現在，對當代進化生物學中開放問題感興趣的讀者可以從《造就適者——DNA和進化的有力證據》一書中獲取更多案例和進化證據了。比如，書中提到，布韋島的冰魚是一種完全喪失血紅蛋白、沒有紅細胞的南極“無血”魚，由於缺乏化石證據，因而很難從形態學或生理學上提供其起源與進化的明證，不過人們還是可以獲得其現存種群的遺傳物質——DNA。I）NA分析結果清晰地表明，冰魚在其進化過程中“捨棄”了兩個合成血紅蛋白中珠蛋白的基因，而在5億年前這兩個基因卻是其生活於溫暖水域的祖先不可或缺的。進一步比較冰魚不同近親及其他南極魚類的DNA序列與結構，科學家們終於揭示了冰魚由生活於溫水、依賴血紅蛋白轉變成生活於冰水、無需血紅蛋白（一些物種甚至不需要肌紅蛋白）的進化歷程，並且估計出基因喪失的時間範圍，為生物進化的基本原則——自然選擇和遺傳變異增添了新的證據。
與南極冰魚中基因缺失（gene loss）的故事相反，烏干達基巴萊森林中的疣猴通過基因獲得（gene gain）來辨認出營養較豐富的樹葉，而科學家們解開其全彩視覺和反芻消化系統“進化創新”之謎的關鍵還是DNA證據。所有猿類和舊大陸（非洲和亞洲）猴類的視覺都具有三元辨色力（可以看到藍、綠、紅三原色所構成的顏色光譜），而大部分哺乳類只有二元辨色力（可分辨藍色和黃色，但無法分辨紅色和綠色）。由於熱帶地區一大半植物的嫩葉呈紅色，因而只有這些具有三元辨色力的靈長類可以獨享既柔軟可口又富有營養的嫩葉。對哺乳類的視蛋白基因分析發現，人類和黑猩猩及其他猿類都有3種視蛋白基因，而其他哺乳類只有2種視蛋白基因。顯然，人和上述靈長類動物的視蛋白基因數量隨其進化歷程而增加，基因重複（gene duplication）和功能分歧（functional divergence）則是其基本進化機制。通俗地說，上述視蛋白基因先通過製作“拷貝”來倍增DNA信息，再靠這些不同複製品接受自然選擇的考驗，各奔前程，最終進化出具有不同功能的“新”、“舊”基因。當然，更令人驚嘆的是，這些不同功能的“同源”基因在同一個生物體中必須各司其職、和平共處才行。同樣，作為反芻動物的烏干達疣猴也是採用基因重複和功能分歧的套路，在繼續保持與非反芻猴類幾乎完全相同的溶菌酶基因的同時，發展出另外兩個具有新功能的基因，以滿足疣猴對大量嫩葉的消化需求。
幾乎每一本進化生物學教科書中都會列舉一些研究案例和科學發現，但對發表於各類學術刊物的大量原始“素材”進行合理剪裁卻並非易事。本書作者肖恩·卡羅爾教授顯然是一個講故事的高手，他將一個個涉及不同物種在不同地域和不同生境中的進化故事娓娓道來，向我們展示了令人驚異的、鮮活的進化線索及其分予證據。是的，他精心製作的這一道道賞心悅目的“大餐”（作者語）都是與開放問題答案有關的線索和證據，而非答案本身；但正是這些構成證據的故事，顯示出比普通教科書大得多的威力。我想，即使是對進化理論持懷疑甚至否定態度的人也無法迴避自然的證據吧。
可以說，今天的進化生物學家是如此幸運，因為我們進入了基因組時代——獲取一個生物物種的全部DNA序列（稱為全基因組測序）已越來越便利而經濟，皇現在我們面前的海量信息中不乏新的生物進化證據。誠如書中所言，“基因組學能讓我們看到進化過程的深層內涵。達爾文之後的一個多世紀內，人們只能在雀鳥或飛蛾的繁殖和生存中觀察自然選擇的作用。而現在，我們可以看到‘適者’是如何產生的，因為DNA中包含的各種信息是達爾文無法想像或期望的，完全是新的、不同的。不過，這些信息讓他的進化理論更加堅不可摧。我們現在可以識別DNA中特定的變化，了解這些變化如何讓物種適應不斷改變的環境，進而進化出新的生命形式”。
寫到這裡，我起身拉開窗簾，發現不知不覺間窗外竟大雪紛飛。前方的比日神山已披上銀裝，西藏巨柏依然孤傲地聳立於山間。如同卡羅爾教授在書末所擔憂的一樣，人類活動和全球氣候變化極大地影響著生物的進化歷程，而對在青藏高原這類極端環境和生態敏感地區艱難適應的生物而言更是雪上加霜。除了呼籲和祈禱之外，我們至少應當努力了解這些物種各自獨特的適應機制，才能最大限度地降低威脅其生存與發展的環境擾動，以免它們走上滅絕的不歸路。
鐘揚（復旦大學/西藏大學教授）
2012年11月於西藏大學林芝校區
一個月前，我應邀為上海的一個公眾科普活動——“科學咖啡館”做了一場題為“生物進化與我們的未來”的報告。我在報告中除簡要介紹進化生物學（尤其是分子進化）的基本概念和研究進展外，還列舉了四個開放問題（open questions）：壓力還是動力？缺失還是獲得？數量還是質量？個體還是群體？目的是幫助聽眾了解自然選擇的力量、性狀進化的方向、延長壽命的意義以及長期進化的策略等當代進化生物學研究的熱門領域。所謂開放問題一般都是沒有標準答案的多向思維問題，這在國外學術討論和科學普及活動中十分常見，但在我國還是一種較為罕見的形、式。鑒此，我採用了若干實際案例而不是直接用學術界目前流行的理論來解釋上述問題，這給習慣於只接受一種“正確”的理論，以及長期受薰陶於重科學結論而輕研究過程的教育模式的聽眾們帶來了些許新鮮感。
現在，對當代進化生物學中開放問題感興趣的讀者可以從《造就適者——DNA和進化的有力證據》一書中獲取更多案例和進化證據了。比如，書中提到，布韋島的冰魚是一種完全喪失血紅蛋白、沒有紅細胞的南極“無血”魚，由於缺乏化石證據，因而很難從形態學或生理學上提供其起源與進化的明證，不過人們還是可以獲得其現存種群的遺傳物質——DNA。I）NA分析結果清晰地表明，冰魚在其進化過程中“捨棄”了兩個合成血紅蛋白中珠蛋白的基因，而在5億年前這兩個基因卻是其生活於溫暖水域的祖先不可或缺的。進一步比較冰魚不同近親及其他南極魚類的DNA序列與結構，科學家們終於揭示了冰魚由生活於溫水、依賴血紅蛋白轉變成生活於冰水、無需血紅蛋白（一些物種甚至不需要肌紅蛋白）的進化歷程，並且估計出基因喪失的時間範圍，為生物進化的基本原則——自然選擇和遺傳變異增添了新的證據。
與南極冰魚中基因缺失（gene loss）的故事相反，烏干達基巴萊森林中的疣猴通過基因獲得（gene gain）來辨認出營養較豐富的樹葉，而科學家們解開其全彩視覺和反芻消化系統“進化創新”之謎的關鍵還是DNA證據。所有猿類和舊大陸（非洲和亞洲）猴類的視覺都具有三元辨色力（可以看到藍、綠、紅三原色所構成的顏色光譜），而大部分哺乳類只有二元辨色力（可分辨藍色和黃色，但無法分辨紅色和綠色）。由於熱帶地區一大半植物的嫩葉呈紅色，因而只有這些具有三元辨色力的靈長類可以獨享既柔軟可口又富有營養的嫩葉。對哺乳類的視蛋白基因分析發現，人類和黑猩猩及其他猿類都有3種視蛋白基因，而其他哺乳類只有2種視蛋白基因。顯然，人和上述靈長類動物的視蛋白基因數量隨其進化歷程而增加，基因重複（gene duplication）和功能分歧（functional divergence）則是其基本進化機制。通俗地說，上述視蛋白基因先通過製作“拷貝”來倍增DNA信息，再靠這些不同複製品接受自然選擇的考驗，各奔前程，最終進化出具有不同功能的“新”、“舊”基因。當然，更令人驚嘆的是，這些不同功能的“同源”基因在同一個生物體中必須各司其職、和平共處才行。同樣，作為反芻動物的烏干達疣猴也是採用基因重複和功能分歧的套路，在繼續保持與非反芻猴類幾乎完全相同的溶菌酶基因的同時，發展出另外兩個具有新功能的基因，以滿足疣猴對大量嫩葉的消化需求。
幾乎每一本進化生物學教科書中都會列舉一些研究案例和科學發現，但對發表於各類學術刊物的大量原始“素材”進行合理剪裁卻並非易事。本書作者肖恩·卡羅爾教授顯然是一個講故事的高手，他將一個個涉及不同物種在不同地域和不同生境中的進化故事娓娓道來，向我們展示了令人驚異的、鮮活的進化線索及其分予證據。是的，他精心製作的這一道道賞心悅目的“大餐”（作者語）都是與開放問題答案有關的線索和證據，而非答案本身；但正是這些構成證據的故事，顯示出比普通教科書大得多的威力。我想，即使是對進化理論持懷疑甚至否定態度的人也無法迴避自然的證據吧。
可以說，今天的進化生物學家是如此幸運，因為我們進入了基因組時代——獲取一個生物物種的全部DNA序列（稱為全基因組測序）已越來越便利而經濟，皇現在我們面前的海量信息中不乏新的生物進化證據。誠如書中所言，“基因組學能讓我們看到進化過程的深層內涵。達爾文之後的一個多世紀內，人們只能在雀鳥或飛蛾的繁殖和生存中觀察自然選擇的作用。而現在，我們可以看到‘適者’是如何產生的，因為DNA中包含的各種信息是達爾文無法想像或期望的，完全是新的、不同的。不過，這些信息讓他的進化理論更加堅不可摧。我們現在可以識別DNA中特定的變化，了解這些變化如何讓物種適應不斷改變的環境，進而進化出新的生命形式”。
寫到這裡，我起身拉開窗簾，發現不知不覺間窗外竟大雪紛飛。前方的比日神山已披上銀裝，西藏巨柏依然孤傲地聳立於山間。如同卡羅爾教授在書末所擔憂的一樣，人類活動和全球氣候變化極大地影響著生物的進化歷程，而對在青藏高原這類極端環境和生態敏感地區艱難適應的生物而言更是雪上加霜。除了呼籲和祈禱之外，我們至少應當努力了解這些物種各自獨特的適應機制，才能最大限度地降低威脅其生存與發展的環境擾動，以免它們走上滅絕的不歸路。
鐘揚（復旦大學/西藏大學教授）
2012年11月於西藏大學林芝校區
