我們的能量從哪里來？

為什么會有兩種性別？

我們為何會成長、死亡？

地球上繽紛多彩的生命背后，究竟有著什么樣的秘密？

這所有問題的解答，都是——線粒體。

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

這本書和許多議題都密切相關，從天體生物學（探討宇宙間復雜生命的共通性），到根本的問題（生命的起源），乃至于千古大問（是否有可能在一兩個世紀內延長人類的壽命？）。這樣的一本書無法賦予生命意義，卻以一種前所未有的連貫性，解釋了生命的運作、理路和內在邏輯。

尼克·萊恩（Nick Lane），英國演化生化學家，英國倫敦大學學院的榮譽教授，作家，英國倫敦大學學院遺傳學、演化和環境系的演化生物化學教授，倫敦大學學院線粒體研究學會的創始成員，并領導了該學院關于生命起源的研究計劃。

萊恩多年筆耕不輟，出版了五本書，《能量，性，自殺》是這五本書里的第二本，在國外著名的書評網站Goodreads上，它的評分是萊恩的五本書中最高的，很多學者與生命科學愛好者都寫出了精彩的書評。一篇刊于《自然》雜志上的書評評論道：“質子和電子書寫了進化史”。

這不是一本關于殺手是誰的懸疑小說，而是關于一個自由的生命，為何被禁錮奴役，而后又是如何反客為主推動了生命復雜化的歷程，最終黑化為一個殺手的故事。

今天跟大家分享本書中文版譯者張力的精彩書評。

[英]尼克·萊恩 著，張力 譯

文 | 張力

《能量，性，自殺》譯者，復旦大學生命科學系學士，美國俄亥俄州立大學園藝系碩士，畢業后于上海從教高中生物學科至今。

長久以來，自然科學（物理和化學）的核心都圍繞著物質與能量展開，而生命科學在其萌芽階段關注的只有物質本身——生命體由什么構成？不同的生命形式在結構上有什么區別？這些結構又分別有什么功能？在慢慢回答了這幾個問題后，基于生命形態的相似性進行了歸類，并逐漸演化出博物學這一分支。

而自20世紀開始生命科學則慢慢聚焦于信息，甚而至于我們將從DNA到RNA再到蛋白質的信息傳遞稱為“中心法則”，而理查德·道金斯《自私的基因》更是讓“信息”這一概念實現真正的破圈，到了世紀交接之際，人類基因組計劃的實施更是對全民進行了一次生命信息的科學普及，幾乎所有學生在小學畢業前就已經知道了DNA以及其中編碼信息的ATCG。

而能量在生命科學領域似乎始終沒有在自然科學領域那么耀眼，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換則一律退居幕后。

與生物能量最相關的細胞呼吸和光合作用的詳細步驟讓每一個學習生物的同學都頭痛不已，而筆者在高中階段的時候因為參加生物競賽自學了一段時間細胞呼吸和光合作用，一直感到不得要領，等進入了大學生命科學專業學習細胞生物學的時候，滿心期待能好好學習一番，結果到了細胞呼吸和光合作用這兩章，老師大手一揮說，這部分自學。

正如古今中外偉大的文學作品中所描繪的一樣，人們經常會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的東西。

從科學的視角看生命的軀殼下，不過是愛德華·布克納所說的“一包酶”而已，而在這些酶促反應的背后，其實全不過是能量的轉化。如果我們改為關注生命中能量的變化，則生命的形態，細胞的構成，酶促反應的名稱等“凡所有相，皆為虛妄”。

從這個意義上說，尼克·萊恩的這本書便是被稱為生物能量領域的《金剛經》也不為過。

它可能不是一本適合歪在沙發上去讀的休閑讀物，但是只要你跟著萊恩把線粒體的基本結構搞清楚（其實也就大致相當于高中生物的知識要求），那么后面就是“見諸相非相，即見如來”的法喜時刻。

后來我自己做了老師，每講到這個部分，學生總會對生命以質子濃度梯度供能的方式感到困惑和不解。

為什么我們動物從有機物當中提取能量要先把化學能轉化為質子濃度梯度？而植物進行光合作用的時候也要把光能的一部分轉為質子濃度梯度？而對于細菌而言為了維持細胞內外質子濃度梯度甚至會不惜將ATP用掉，將質子泵出膜外？

這個近乎反直覺的能量轉換方式無異于將辛苦賺來的鈔票撕碎，而最為本質與普遍的能量載體居然不是一個如ATP一樣的實體，而是這個星球上最小的原子（氫原子）的原子核——質子——所形成的濃度梯度！

我們以為最初細胞膜（更準確的說應該是細胞邊界）的形成只是生命需要一個邊界，或是遺傳物質需要一個容器，而實際上膜的存在大概率只是要創造一個電位差或是pH值差，換句話說，如果你把膜的一邊放上小蘇打（pH=9），一邊放上檸檬汁（pH=2），它就可以自己產生細胞所需的能量。正如提出“化學滲透假說”的彼得·米切爾博士曾經說過的那樣，

我無法脫離環境來思考生命……環境與生命之間的動態聯系由膜來維持，膜既讓生命和環境相隔，又讓它們彼此緊密相連。

正是這樣的一個分隔讓兩邊的pH差值有了意義，當質子從高濃度往低濃度跑的時候，就產生了一個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。這個水溶液中的一道小閃電，是不是正應和了金剛經末尾的揭語——“如露亦如電，應作如是觀”？

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

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

《生命的躍升》因為涉及到進化中十個關鍵的發明而為人所津津樂道，而以理查德·道金斯的視角去看，這不過是生物這臺基因復制機器為了復制更多的基因片段而發明的一些奇巧淫技罷了，既然眼睛這樣的結構和飛行這樣的能力在進化史上獨立發展出來數次，那么顯然這樣的發明雖然重要但并不關鍵。

那么什么是關鍵的問題呢，在萊恩所建構的生命世界中，唯有能量才是關鍵，而這正是本書的主標題。

尼克·萊恩

大約因為這個標題起的看起來實在不像是一本嚴肅的科普讀物，萊恩將自己的第四本書命名為The Vital Question，直譯為《關鍵的問題》，中文譯本為了更好的普及性將其譯為《復雜生命的起源》，這是一本好書但卻幾乎是在炒《能量，性，自殺》這本書的冷飯，其中探討的幾乎所有問題《能量，性，自殺》這本書中都以假說的形式給出了答案，而這些答案在2018年本書再版的時候，萊恩寫了一個新的序言，在這篇序言中他提到：

自從《能量，性，自殺》的第一個版本出版以來已經過去了15年，我抵制任何蹩腳的修改……這并不是說自2005年以來沒有任何令人興奮的進展，而是有很多。只是大多數都帶有某種程度的不確定性，而且至少作為一個想法在過去曾被觸及過。

這也恰恰證明了《能量，性，自殺》這本書經受住了時間的考驗，盡管在這二十年間居然沒有中文簡體譯本。由此可見起名也是一個大學問，如果《時間簡史》叫做《物質，空間，時間》那么是否還能有現今的影響力恐怕就要打上一個問號。

幸運的是《能量，性，自殺》這本書沒有被埋沒，在國外著名的書評網站Goodreads上，它的評分是萊恩的五本書中最高的，很多學者與生命科學愛好者都寫出了精彩的書評。

尤其是《自然》雜志上關于該書的書評中的一句話讓我感到深深共鳴——“質子和電子書寫了進化史”。也許自然科學的第一節課，我們就學習了原子結構中的質子與電子，然而誰曾想到，到頭來推動生物進化的力量源泉竟還是這兩種基本粒子。真是大道至簡！

我們不斷發問“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生？生命如何跨越了細菌（原核）這一簡單形式邁入真核？為什么真核生物能演變出如此的多樣性？為什么細菌可以一直分裂下去，而真核不行？為什么在真核會演化出兩性，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？我們如何延緩衰老？”

答案就毫無避諱地寫在封面的副標題里——線粒體。

當答案已經被告知，你是否還想一探究竟？這不是一本關于殺手是誰的懸疑小說，而是關于一個自由的生命，為何被禁錮奴役，而后又是如何反客為主推動了生命復雜化的歷程，最終黑化為一個殺手的故事。好了，說的夠多了，讓我們翻開書，走進這段奇妙旅程吧。

*部分圖片來自網絡

《能量，性，自殺》

（英）尼克·萊恩 著，張力 譯

ISBN：9787532790661

定價：78元

出版時間：2022年12月

上海譯文出版社

內容簡介

人類總是仰望星空，想知道我們為什么會在這里，我們是否在這個宇宙中是孤獨的。我們問為什么世界充滿了動植物，這一切沒有發生的可能性有多大？我們來自何方,我們的祖先是誰,我們的命運將是怎樣？

對生命、宇宙和一切的問題的答案神秘而簡短:線粒體。

因為它告訴我們分子是如何在我們的星球上產生生命的，為什么細菌會主宰這個星球這么長時間。

它告訴我們第一個真正復雜的細胞是如何形成的,以及為什么從那時起,地球上的生命就沿著復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崛起,沖破了環境的枷鎖；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河。

它還向我們展示了為什么我們在這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,以避開身為人類的詛咒———老化的痛苦。

就算它沒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。

如果這都沒有意義,那這世界上還有什么是有意義的呢?

作者簡介

尼克·萊恩（Nick Lane）,英國演化生化學家，也是英國倫敦大學學院的榮譽教授，作家，英國倫敦大學學院遺傳學、演化和環境系的演化生物化學教授，倫敦大學學院線粒體研究學會的創始成員，并領導了該學院關于生命起源的研究計劃。

萊恩曾獲得2015年生物化學協會獎，2016年皇家學會邁克爾·法拉第獎，并在《自然》《科學》和《細胞》等國際期刊上發表過80余篇論文。

萊恩寫過四本關于進化的書籍，被翻譯成25國語言。《獨立報》稱他為“我們時代最令人激動的科普作家之一”。

原標題：《為什么說質子和電子書寫了進化史？來讀這本生物能量領域的《金剛經》吧！》

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