◆本書已有全新增訂版 ◆榮獲科普書最高榮譽——英國皇家學會科學圖書大獎（2010年） ◆Amazon讀者四顆半星推薦 ◆國立自然科學博物館古生物學資深研究員　程延年　審訂．專文推薦 ◆台灣師範大學生命科學系名譽教授　呂光洋　專文導讀 如果達爾文從墓裡復生的話，我會給他這一本好書，讓他能夠快點趕上進度。 ——麥特．瑞德里，著有《紅色皇后》《克里克：發現遺傳密碼那個人》 史上最重要的演化關鍵，終於——完全解密！ DNA是從哪裡來的？眼睛是怎麼演化出來的？意識是什麼？我們又為什麼會死亡？ 生命為什麼是現在的樣貌？ 關於這些問題，現在終於有了最好的答案！過去數十年間最新的科學研究，讓我們看見生命最真實的歷史圖像。現在的科學技術可以比對基因體序列，可以研究蛋白質的結構，可以在人思考的同時觀察腦神經影像，也可以分析岩石裡面的化學成分，甚至可以詳細地勾勒出過去的大氣如何變化……這些新發現都有助於我們更深入地了解生命的演化。 利用這些珍貴的科學發現，生化學家尼克．連恩挑選了十個演化史上最重要的關鍵，說明生命如何透過這些事件，一次次地革新，最後演變成今日繽紛多采的面貌。這十個關鍵，是根據它們對生命世界的影響，它們對今日生物的重要性，以及它們的象徵意義來決定的，其中包括： 生命的起源　　　DNA 光合作用　　　　複雜的細胞 性　　　　　　　運動 視覺　　　　　　溫血 意識　　　　　　死亡 透過這十個關鍵，連恩不僅回顧了演化學過去的發展軌跡，也盤整了最新的研究成果，巧妙地重建了生命演化史。誰會想到，眼睛的起源竟是來自藻類執行光合作用的感光點？DNA是從海底的熱泉噴發口誕生的？連恩實際進入跨領域的研究現場，為我們取得第一手的資料。這裡每一個關於生命演化的奧祕，都是集合全球眾多科學家，歷經各種困難、失敗，才終於真相大白的科學探案。這些演化史上最重大的事件，改變了我們的生命世界，也改變了整個地球。 本書結合了最新的科學研究，以說故事的方式完整呈現大自然令人拍案叫絕的十大奇蹟，既是新時代的《物種起源》，又像生物演化的《愛麗絲夢遊仙境》，更獲得科普書最高榮譽——英國皇家學會科學圖書大獎。這本書遠遠不只是科普報導，它展現的是科學研究為什麼如此迷人、如此激動人心的原因。如果你想知道我們為何會出現在這世上，或是對演化背後的科學基礎感到好奇，你一定不能錯過這本精采的科普傑作！ 【各界學者強力推薦】 呂光洋　台灣師範大學生命科學系名譽教授 周昌弘　中央研究院院士、中國醫藥大學講座教授 林仲平　東海大學生命科學系教授 林勇欣　交通大學生物資訊及系統生物研究所副教授 邵廣昭　中央研究院生物多樣性研究中心研究員兼生物多樣性資訊中心執行長 胡哲明　台灣大學生態學與演化生物學研究所副教授 孫以瀚　中央研究院分子生物研究所特聘研究員 徐堉峰　台灣師範大學生命科學系教授 彭鏡毅　中央研究院生物多樣性研究中心研究員兼生物多樣性研究博物館主任 曾志朗　中央研究院院士 程延年　國立自然科學博物館古生物學資深研究員 劉小如　前中央研究院生物多樣性研究中心研究員 【佳評如潮】 生命的源起及生物的演化是一個令人著迷且難以了解的科學。自達爾文創物種起源及生物演化論後，漸漸地讓科學家對生物的演化解開一些疑惑，然而尼克．連恩博士卻以說故事的方式，妙筆生花地敘述四十億年來生物演化史上最精采的十個關鍵事件。此中文譯本讓人讀後，想更進一步去讀原文書，譯者文學造詣相當好，用字遣詞也相當恰當，讓人想一口氣讀完。這雖是一本科普書，卻沒有艱深難懂的道理，非常適合高中高年級同學及大學生閱讀，尤其是一本難能可貴的生命教育及通識教育最佳的讀物。它也能吸引非生命科學專業者去探討生命的奧祕。本人強烈地推薦本書給大眾，讓大家能一窺生命及演化的究竟。 ——周昌弘，中央研究院院士、中國醫藥大學講座教授 尼克．連恩帶我們進入生命演化裡的愛麗絲夢遊仙境！ ——林仲平，東海大學生命科學系教授 生命科學領域浩瀚而多樣，許多生物學家窮其一生也只能局限在其所熟悉的特定學門。然而本書作者憑藉其淵博的學識與靈敏的嗅覺，整理了許多充滿豐富想像力，同時奠基在扎實學術證據上的最新研究成果，把生命科學的各個領域串聯起來，為許多看似理所當然而你可能不曾思考或懷疑的刻板印象，提供了絕妙的解答。在感受到源源不絕的、恍然大悟的驚喜之餘，你也會了解，串聯這一切的關鍵角色，其實就是所有生命現象的本質——演化。 ——林勇欣，交通大學生物資訊及系統生物研究所副教授 想在短時間內，一覽近年來尖端生命科學的研究成果如何能用來解開演化史上一些關鍵之謎，這本書無疑地是最好的選擇。 ——邵廣昭，中央研究院生物多樣性研究中心研究員兼生物多樣性資訊中心執行長 作者從微觀到巨觀，對生命現象的來龍去脈做了非常清楚的交代，讓我們對生與死有了另一番新的體悟。 ——胡哲明，台灣大學生態學與演化生物學研究所副教授 這本書充分說明了演化學如何透過客觀的科學方法修正過去的謬思與迷思，讓這門學問不斷演化，臻至更高、更接近生命演進長河真相的境界。 ——徐堉峰，台灣師範大學生命科學系教授 這本書不但介紹了生命在地球上演化的關鍵性發展，也簡要呈現了與這些事件相關的科學知識演進。對生命科學有興趣的讀者絕對不應錯過此書，一般讀者也可以從書中獲得重要的新知。 ——劉小如，前中央研究院生物多樣性研究中心研究員 連恩是個從不畏懼把眼光放遠，而且認真思考的作家。 ——法蘭克．威爾茲克，二○○四年諾貝爾物理獎得主 一本迷人而精采的報導，關於各種偉大的生命奧祕——生命如何出現，事物如何運作，為什麼會死亡，意識如何演化。 ——伊恩．史都華，著有《史都華教授的數學好奇研究小間》 如果有朝一日達爾文從墓裡復生的話，我會給他這一本好書，讓他能夠快點趕上進度。這本書是一塊扣人心弦的告示牌，匯集了關於地球上生命奧祕的各種日新月異的新聞。 ——麥特．瑞德里，著有《紅色皇后》與《克里克：發現遺傳密碼那個人》

◎推薦序　窺探新視窗，驚艷新十大　程延年
◎推薦序　生命演化過程中的偶然與必然　呂光洋

◎引言
◎第一章　生命的起源——來自旋轉的地球之外
◎第二章　DNA——生命密碼
◎第三章　光合作用——太陽的召喚
◎第四章　複雜的細胞——命運的邂逅
◎第五章　性——地球上最偉大的樂透獎
◎第六章　運動——力量與榮耀
◎第七章　視覺——來自盲目之地
◎第八章　熱血沸騰——衝破能量的藩籬
◎第九章　意識——人類心智的根源
◎第十章　死亡——不朽的代價
◎後記

◎致謝
◎中英對照表

第五章　性
地球上最偉大的樂透獎

　　愛爾蘭劇作家蕭伯納一生有無數的趣聞軼事，其中一則故事是關於在某場晚宴上，一位漂亮的女演員前來調情。「我想我們應該生個小孩才對，」據說那個女演員如此向他建議，「因為如此一來這個幸運的小孩就會兼有你的頭腦跟我的外貌。」「啊，」蕭伯納有點狡獪的回答說，「但是如果不巧這小孩有我的外貌跟妳的頭腦，那怎麼辦？」

　　蕭伯納是對的。對於眾多已知的成功基因來說，性是最詭異的隨機產生者。或許也只有性的隨機力量可以創造出聰明的蕭伯納或是美艷的女演員，然而一旦進一步製造出兩者的優勝混合體之後，性又會馬上把它們拆解掉。有個無害但臭名遠播的組織：諾貝爾精子銀行，恰好可算落入這個圈套的代表。它曾邀請諾貝爾獎得主，美國生化學家瓦爾德貢獻他那些得獎精子，結果被婉拒。瓦爾德說，精子銀行所需要的並非他本人的精子，而是他父親那種人的精子：一個一貧如洗的裁縫師移民，從外表完全看不出有可能是孕育天才的搖籃。「我本人的精子對世界有什麼貢獻？」這位諾貝爾獎桂冠如此問道，「就兩個吉他演奏者而已。」天才，或者廣義的來說，聰明的特質，絕對是可以遺傳的，也就是說它們受到基因的影響大於環境的影響。但是性卻會讓這一切都變得像難以預料的大樂透一樣。

　　所有人都看得出來性這位魔術師（以繁殖的面貌出現在我們面前），有這種製造變化的超能力，每一次都可以從大禮帽裡拉出不同物品。然而當遺傳統計學家細細檢視這個現象之後，從變異的角度來看，卻難以理解這種變異真的會是件好事。為什麼要打破優勝的組合？大自然為什麼不直接就複製它？複製一個莫札特或是蕭伯納或許會因太過企圖扮演上帝而讓世人震驚，因為這嚴重挑戰了人類過度膨脹的自尊，不過這其實也不是遺傳學家想做的。科學家的想法其實頗為世俗，那就是由性所製造出毫無節制的變異，其實很有可能直接導致悲劇、疾病或死亡，而完完全全的複製品卻不會。複製的話，因為會保有經天擇淬鍊後的成功基因組合，往往才是最佳賭注。

　　舉個簡單明瞭的例子，想想看鐮狀血球貧血症好了，這是一種嚴重的遺傳性疾病，病人的紅血球會扭曲成僵硬的鐮刀狀，所以無法擠壓通過細小的微血管。造成這種疾病的原因，是因為病人同時遺傳到兩個「壞的」基因。或許你會問，為什麼天擇不把這個壞基因篩選掉呢？因為事實上，如果只遺傳到一個「壞的」基因是有好處的。如果我們從父母那裡各得到一個「壞的」基因跟一個「好的」基因，我們不但不會得到鐮狀血球貧血症，也比較不容易得到瘧疾（瘧疾是另外一種跟紅血球有關的疾病）。一個「壞的」基因會改變紅血球表面細胞膜的結構，讓引起瘧疾的寄生蟲難以進入感染，但是卻不會讓細胞扭曲成有害的鐮刀狀。唯有複製（也就是說，透過無性生殖來繁殖）才可以將這種有益的混合基因型每一次都順利傳給下一代，而性，卻會無動於衷地把基因傳來傳去。假設有一對父母，兩人都帶有這種有益的混合基因型，那麼他們的孩子們有一半可以遺傳到混合基因型，而有四分之一會遺傳到兩個「壞的」基因，這會讓他們得到鐮狀血球性貧血。剩下的四分之一會遺傳到兩個「好的」基因，因為瘧疾是由蚊子傳播，而如果他們住在有蚊子的地方（也就是地球上大部分的地方），那就會讓他們成為容易得到瘧疾的高危險群。換句話說，過大的變異會讓整個族群至少一半以上暴露在嚴重疾病的威脅下。所以，性，是有可能直接摧毀生命的。

　　這還僅僅只是一小部分性的害處而已。事實上，性造成的損害清單可以一直列下去，若看到它的長度，我想任何正常人都不會覺得這是好事。戴蒙曾經寫過一本書名為《性趣何來？》，卻很奇怪地略過這個問題不答。他一定覺得答案其實十分明顯，如果性不好玩的話，那應該沒有任何正常人會躍躍欲試，這樣的話我們又會變成什麼樣子？

　　讓我們就假設蕭伯納當時把警惕當成耳邊風，大膽的試試自己的手氣，在小孩的頭腦跟外表上賭一把。我們也可以合理假設（這假設雖不公平但可清楚解釋）那位傳說中的女演員，真的過著維多利亞全盛時期，她這種職業的人傳聞中的生活。她或許有性病，比如說梅毒。這兩人相遇時抗生素還沒出現，梅毒仍然在貧窮的士兵、音樂家與藝術家之間肆虐，這些人經常在夜晚造訪那些同等貧窮的可憐煙花女子。在那個年代，因梅毒感染而發瘋致死的人如尼采、舒曼跟舒伯特是如此讓人印象深刻，宛若對輕微踰矩性行為之嚴重懲罰。而在那個時候，所有的治療方法像是使用砷或是汞所帶來的痛苦，可不比疾病本身小到哪兒去，彼時有句諺語說，一晚耽溺在女神維納斯臂彎裡，終生被囚禁於水銀之星上。

　　當然，梅毒只是所有惱人的性病其中之一，其他更致命的性病如愛滋病，今日在全球各地的盛行率更是不斷飆高。愛滋病在非洲撒哈拉以南地區的竄升程度，讓人既震驚又憤慨。當我在寫本書之時，感染愛滋病的非洲居民已高達兩千四百萬左右，它在青年人族群中的盛行率約是百分之六，在感染最嚴重的國家盛行率甚至會超過百分之十，並且讓全國的平均壽命短少超過十年。當然這種危機是由許多因素共同造成，比如不足的醫療資源、貧窮以及同時感染其他疾病如結核病等共病現象，然而最大的問題還是在於不安全的性行為。但不管致病原因為何，這問題嚴重的程度剛好讓我們對於性所造成的蠢事有個概念。

　　現在再回到蕭伯納的故事，與女演員發生危險的性行為，可能會生下集父母缺點於一身的小孩，同時讓蕭伯納自己得病甚至發瘋。不過他也會得到一些好處，而不像大多數我輩之流的芸芸眾生。當女演員追求他的時候，蕭伯納已經是一位有錢的名人，這代表他特別容易產生緋聞，說白一點，更容易產生小孩。至少，接受性行為，他的基因有機會在時間長河中流傳下去，而不必像其他大多數人一樣，因為遍尋不到終生伴侶（甚或只是一夜春宵）而煩悶苦惱著。

　　我並不擬在這裡討論已經吵得過於火熱關於性的政治議題。不過很明顯的是要找到伴侶需要成本，因此把自己的基因傳下去也要成本。我所指的不是經濟上的成本，雖然這種成本對於那些剛起步要付初次約會帳單的人，或是對那些跌跌撞撞要安排離婚費用的人來說，再現實不過了。我所指的成本，是那些花在滿滿的徵友啟示與如雨後春筍般冒出的交友網站上，無數的時間與情感。但是其實真正巨大的成本，也就是生物上面的成本，今日人類社會恐怕難以理解，因為它們已被掩蓋在各種文化與禮節之下。如果你對這點有所懷疑的話，只要想想看孔雀的尾羽就好。那些華麗的羽毛，象徵著雄性的生殖力與適應力，其實對於生存來說危害甚大，一如其他眾多鳥類求偶時所露出的多彩羽毛。或許所有例子裡面最極端的要算是蜂鳥了。蜂鳥看起來很出鋒頭，但是地球上三千四百多種蜂鳥都要面臨配對的成本，並不是與另一隻蜂鳥配對（這毫無疑問的也很難），而是幫開花植物配對。 　　植物因為根著於一個定點，本來應該是最不可能行性生活的生物才對，然而地球上絕大多數的植物卻都是實實在在的有性生殖生物，只有蒲公英與少數種類植物才對性不屑一顧。大部分的植物都發展出自己的策略，其中最戲劇化的，莫過於各種精巧的開花植物，它們從約八千萬年前開始布滿世界各地，把原本單調無趣的綠色森林如魔術般地染成今日我們熟知的自然景觀。不過開花植物其實很早就演化出來了，約在侏羅紀晚期，也就是距今約一億六千萬年前。但是它們卻要等很久之後才占領全球，並且開始跟後來才出現的昆蟲傳粉者，像是蜜蜂等緊密地結合在一起。花朵對於植物來說是純粹就只是成本。它們必須要用各種誇張的顏色跟形狀，以及甜滋滋的花蜜去吸引傳粉者（花蜜有四分之一的重量都是糖），讓牠們願意光顧，同時藉由牠們把花粉適切的分布出去：這範圍不能太近（否則近親繁殖就失去性的意義）也不能太遠（否則就沒有傳粉者能幫它們尋找伴侶繁殖）。既然這取決於傳粉者的選擇，花朵跟傳粉者的演化命運因此連在一起，端看彼此要付出的成本跟獲得的利益而定。不過恐怕沒有其他傳粉者需要為植物靜態的性生活付出像蜂鳥這樣極端的成本了。

　　蜂鳥的體型一定要小，因為再大的鳥類就無法維持懸停在空中的飛行，藉此深入細長的花朵中，為了如此飛行，蜂鳥的翅膀每秒要拍擊五十次。微小的體型加上為了懸停飛行所需的龐大代謝速率，代表蜂鳥必須發了瘋似的進食。牠每天需要造訪數百株花朵，攝取超過自己體重一半以上的花蜜。如果強迫蜂鳥長時間停止進食（約數個小時），牠就會陷入如同冬眠般的昏迷狀態。心跳與呼吸速率會降至比平常睡眠時還慢，而體內的中心溫度卻會無止盡地下滑。牠們受到花朵的魔法藥水所誘惑，過著一種如奴隸般地生活，必須無休無止地在花朵間移動散布花粉，否則就會陷入昏迷狀態，而很有可能死亡。

　　如果你覺得這還不夠糟，那性這檔事裡還有一個更難理解的謎。找到一個伴侶所花的成本，根本無法與維持一個伴侶所需的成本相比。那可是差勁透了的雙倍成本。有些憤怒的女性主義者會抱怨說這世上根本不該有男人，其實非常有道理。老實說，男人的的確確是一種巨大的成本，而一個能想出辦法讓處女生子的女人則會是了不起的聖母。雖然有些男人試圖舉例證明男性存在的意義，比如像是分攤養育責任或是提供資源等等，但是也有一樣多的例子可以證明從低等生物到人類社會中，男性往往是打完炮就走人。儘管如此，懷孕的女性還是很公平的生下兒子跟女兒。她所有的努力將有一半要浪費在把忘恩負義的男性帶到這個世界，然後他們只會讓問題變得更糟。在任何一個物種中的任何一隻雌性動物，假如可以不受限於需要雙親，可以永遠不需要雄性而自行解決繁殖問題的話，她將可以提高一倍的生育成功率。一個靠複製雌性來繁殖的族群，每一代都可以將族群數目增為兩倍，然後在幾代之內就可以完全消滅依賴有性生殖的親戚。從純粹計算的觀點來看，一隻自我複製的雌性個體，可以在五十代之後就超過一百萬個透過有性生殖繁殖的個體。

　　如果從細胞的角度來看這件事，那透過複製，或者說透過處女生子繁殖，是細胞一分為二。而有性生殖則恰恰反其道而行。它需要一個細胞（精子）與另一個細胞（卵子）結合形成一個細胞（受精卵）。兩個細胞合而為一，對複製來說這是退步。反應在雙倍成本上的就是細胞裡面的基因數。每一顆生殖細胞，不論精或卵，都只會傳百分之五十親代的基因給下一代。只有當細胞結合的時候基因數目才會恢復。從這個角度來看，任何一個個體，如果有辦法可以透過複製，把自己的基因百分之百傳給下一代，那就可以算是內建了雙倍優點。因為這樣一來每一株細胞傳給下一代的基因數，都會是有性生殖細胞的兩倍，這株細胞的基因應該可以很順利地傳遍全族群，最終取代有性生殖者的基因。

　　有性生殖還有更糟的事。只傳一半基因給下一代，等於開了一扇大門給各式各樣可能來搗蛋的自私基因。從理論上來講，性行為讓所有的基因都有百分之五十的機率被傳給下一代，但是從現實的角度來講，這只會讓某些基因更有機會作弊：為了自己的利益而傳給超過百分之五十的下一代。這可不只是理論上會發生，而是確確實實正在發生。有許多例子顯示了衝突存在基因之間，存在於破壞規則的寄生性基因，與其他大多數遵循規則而聯合起來對抗它們的基因之間。有些基因會殺死不含它們的精子，甚至殺死不繼承它們的子代；有些基因會讓雄性不孕，也有基因會讓來自其他親代的對手基因失去活性；還有跳躍基因會不斷在整個基因體中自我複製（這種基因會在染色體中跳來跳去，跑到不同的位置，導致基因變異或染色體中基因數量的變化）。許多生物包含我們人類的基因體裡面，都塞滿了跳躍基因的殘骸，我們在第四章看過，它們以前曾在整個基因體中到處自我複製。人類的基因體現在是死去跳躍基因的墳墓，至少有一半的基因體都是退化後的跳躍基因殘骸。其他的基因體還有更糟的，好比說麥子的基因體裡有百分之九十八都是死掉的跳躍基因，這可真是令人難以置信呀。相反的，大部分依靠自我複製來繁殖的物種，它們的基因體都十分苗條，顯然不容易受到跳躍基因或類似東西的侵擾。

　　總結來說，用有性生殖作為繁殖方式看起來幾乎沒有贏面。一些有想像力的生物學家或許會認為有性生殖中某些獨特的現象可以證明它們是有利的，但我們其他大部分人在親眼目睹性的各種古怪現象後，卻不得不用一種面對奇特異國風俗的好奇心來看待它。跟處女生子相比，它要妳付出兩倍的成本；它助長自私的寄生基因擴展到甚至癱瘓整個基因體的程度；它在你身上加上尋找伴侶的重擔；它會傳染最可怕的性病；它還會持續不斷地摧毀所有最成功的基因組合。

　　然而儘管如此，性卻惡作劇似的分布在幾乎所有複雜的生物之間。幾乎所有的真核生物（就是那些由有核的細胞所組成的生物，請見第四章），至少在生命中某些階段裡，都會沉迷於性行為。而絕大多數的動物跟植物更是非性不可，也就是說像我們一樣，一定要靠性來繁殖。這絕不能只用怪癖來看待。誠然無性生殖的物種（也就是僅靠複製的物種）十分稀少，但是其中有一些倒是相當常見，像蒲公英。不過最讓人驚訝的是，這些複製株都屬於比較新的物種，一般說來它們只出現了數千年而非數百萬年。它們從生命樹上的末梢發展出來，接著毀滅。其中許多物種會重新開始複製，但卻絕少發展成為成熟的物種：它們常常就這樣無緣無故地消逝。只有很少數已知的物種是數千萬年前就演化出來，然後漸漸發展成一支龐大的親戚家族。這些罕見的物種像是蛭形輪蟲，可算是生物學家眼中的知名人物，堅貞而特立於這個沉溺於性的濁世中，一路走來宛如一群穿越紅燈區的和尚。

　　這樣看來，如果性真的是件非幹不可的蠢事，是一種荒謬的存在，那麼無性的生活結果似乎更糟，因為在大多數的例子裡它只會招致滅亡，更像是荒謬的不存在。因此，性一定有一個極大的好處，好到讓我們不顧危險義無反顧地去做它。然而這個好處卻是出乎意料地難以評量，以至於性的演化成為二十世紀演化論問題中的皇后。看起來似乎是，沒有性的話，大型而複雜的生命幾乎不可能產生：我們很可能會在數代之後就開始衰變，一如Y染色體般毀滅性的退化。無論如何，性是區隔寂靜行星與自我變革行星之關鍵，它聚集了一群倔強而會自我複製的玩意兒（這讓我想起《老水手之歌》裡面說到成千上萬條滑膩的蠕蟲），同時也開展了充滿歡樂與光輝的世界。沒有性的世界將沒有男人、女人、蟲、魚、鳥獸發出愉悅的旋律，沒有艷麗顏色的花朵，沒有競技場般的競爭，沒有詩歌，沒有愛也沒有喜悅。這將會是一個無趣的世界。性絕對是生命中最偉大的發明之一，但它為什麼會在地球上演化出來，又是如何演化

作者：尼克．連恩(Nick Lane) 譯者：梅苃芢 出版社：貓頭鷹出版社 書系：貓頭鷹書房 出版日期：2012-07-16 ISBN：9789862620908 城邦書號：YK1236 規格：平裝 / 單色 / 400頁 / 14.8cm×21cm