上帝撿到槍：生命科學密碼

前言

1 我們從哪裡來？
1.1 上帝造人有多難？
1.2 生命現象的偶然與必然
大質量的恆星是太上老君的煉丹爐，也是我們真正的「祖宗」
生命所需的有機分子可以在太空中形成
宇宙中的宜居帶

2 組成生命的分子怎樣相互「識別」和「組裝」自己？
2.1 分子之間怎樣相互識別？
2.2 蛋白質的「十九般兵器」

3 遺傳和演化
3.1 先有雞，還是先有蛋？
3.2 生殖細胞也喝「孟婆湯」嗎？──介紹一些「外遺傳學」

4 生物的共性和特性
4.1 為什麼每個人都是特別的？
遺傳物質的作用
人與人之間DNA的差異，主要是每一代人都對其父母的基因進行「洗牌」
減數分裂隨機地拋棄和保留父母的基因
每個人都有「好」基因和「壞」基因
DNA序列不能決定一切
4.2 我們能請外星人吃飯嗎？

5 生物多姿多彩的「有性生活」
5.1 生物的「性」事知多少？
有性生殖的作用：「拿現成」、「補缺陷」、「備模板」和「重洗牌」
有性生殖中的細胞選擇和異性選擇
「能做」和「想做」──生物對有性生殖的「回饋系統」
動物多姿多彩的「有性生活」
「孤雌生殖」和「世代交替」
細菌和病毒也懂得「性」？
性染色體的XY、ZW系統和性別決定基因
人類的男性會消失嗎？
5.2 器官排斥和配偶選擇［2*2］MHC和器官排斥
MHC和配偶選擇

6 生物發展的皇冠──智力
6.1 目的和智力
6.2 人的智力有極限嗎？
腦越大越聰明？
人類大腦皮質中神經元的數量已經是世界第一
信號在神經元之間傳輸的速度很重要
信號傳遞途徑越短，人的智商越高
人的大腦已經從各個方面進行優化
我們的大腦還有多少改進的空間？
讓「大腦外延」和「集體智慧」發揮更大的作用

7 幹細胞與複製
7.1 人體的更新之源──幹細胞
什麼是幹細胞？
為什麼要研究幹細胞？
為什麼不同的細胞類型之間可以相互轉換？
幹細胞的來源
如何從大量的已分化細胞中識別和分離幹細胞？
幹細胞也會老化嗎？
幹細胞應用中的風險
7.2 我們能不能透過複製自己而達到「長生不老」？

8 細胞的解毒和生殖細胞的永生
8.1 我們的機體如何解毒？
我們身體的解毒系統有四大特點
金屬元素及其毒性
活性氧化物質和自由基的生成及解毒
人肝臟的解毒功能
8.2 為什麼生殖細胞能夠永生？
微生物「永保青春」的方法：垃圾桶理論
多細胞生物保持生殖細胞不老的機制
現代複製動物實驗的啟示
幹細胞和生殖細胞的關係
小結

9 生命中的幾何關係
9.1 為什麼我們覺得螞蟻是大力士？
單細胞的真核生物就已經有「肌肉」
植物細胞也有「肌肉」？
細胞裡面的「動力火車」不止肌動蛋白－肌凝蛋白這一類
螞蟻肌肉的相對「強大」，其實是由於簡單的幾何因素
簡單幾何原理的深遠影響
小結

10 生命與音樂
10.1 音樂的美、奇、謎、憾
10.2 美妙的歌聲是怎樣發出來的？
人聲帶的三重結構
真聲和假聲
人的氣道可以對聲源做能量反饋
氣道形狀的作用
說話和唱歌──生活和藝術

11 經絡現象祕密初探
11.1 經絡現象是客觀存在的
古人是如何發現穴位的？
穴位被西方人發現：亨利•海德的「極值點」
經絡理論在中國的形成和發展
經絡理論的優點和缺點
用現代科學實驗重新驗證針灸療效
11.2 近年來對於經絡現象的研究
近年來報導的其他經絡現象
令人眼花撩亂的各種經絡假說
經絡現象的神經學解釋──海德和石川父子的思路
近年來對經絡現象的神經學研究
對解釋經絡現象的理論的要求
11.3 理解經絡現象所需要的現代科學知識
與經絡現象有關的知識及其意義
針灸治療的信號接收段、交匯段和效應段
對各種循經現象的解釋
對經絡現象的幾點思考
參考文獻

 

序

　　生命是我們這個世界上最美妙的事物。地球上鬱鬱蔥蔥的森林，鮮花盛開的草原，鳴唱婉轉的鳥兒，翩翩起舞的蝴蝶，使我們的星球充滿「生」機。

　　生物也是我們這個宇宙中最複雜的物質存在形式。無生命分子的結構大多很簡單，從沙子裡面的二氧化矽到大氣裡的氮氣，分子中所含的原子數一般不超過十個。而蛋白質分子由幾十到上千個基本「構件」（氨基酸）組成，每個蛋白質分子含有數千到數萬個原子。它們折疊成各種形狀，執行不同的功能。我們的「生命藍圖」（DNA）更是由大約三十億個「字母」（核苷酸）組成，含有約兩千億個原子。億萬計的不同類型的分子以各種方式結合，組成細胞。而我們的身體又由約六百兆個不同類型的細胞組成，在此基礎上產生了協調一致的各種生理功能和精神意識。

　　我們人類也是生物，而且把生物的複雜性和能力發展到極致。我們不僅創造了語言文字，還發展了科學藝術。我們建設了美麗的鄉村、宏偉的城市。我們還發明創造了汽車、飛機、電腦、網際網路。除了物質條件的進步，我們還有豐富美好的精神生活。我們不僅被這個世界創造，還能反過來研究和改造這個世界。

　　生物的複雜和美妙使得許多人思考：生物從哪裡來？生物的基本結構是什麼？生命過程是如何運作的？為什麼地球上有那麼多種類的生命？為什麼人要分男女兩性？為什麼人會衰老？我們能夠透過複製自己達到永生嗎？人還會變得更聰明嗎？有關生物的問題可以說是無窮無盡。

　　作為在生物領域耕耘幾十年的工作者，我對各種生命現象深入思考，並且把這些思考的結果寫成科普文章，在《科學網》和《中國科普博覽》中的「知識採蜜」專欄發表，引起了讀者廣泛的興趣，而後我將其中一些內容彙集成書出版，使更多讀者可以一次性獲得這些文章並且更方便地閱讀。

　　這本書不是生物教科書，所以它的重點不是講述生物學中的那些「經典」知識，例如蛋白質和DNA的一級結構和空間結構、遺傳密碼、DNA－mRNA－蛋白質的「中心法則」等。這些內容都可以在生物學的教科書中找到。本書的目的，是從宇宙發展的角度，用新的思路來理解生命，探討各種生命現象的來由和演化機制，從分子生物學上闡述生物的各種功能是「如何運作」和「怎麼來的」等問題。


　　在本書的寫作過程中，得到了郝杄林女士的全力支持和大力協助。除了提供相關資訊、提出寫作建議和嚴格審稿外，她還承擔了幾乎全部家務，讓我能夠集中精力寫作。所以這本書是我們兩人共同努力的結果，在此也表達對她的感激之情。