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內容簡介

  把食物送入口中、提筆寫作、撫摸心愛的人,這些美好的事情,都要我們的雙手完成,但你可知道,讓我們長出手的基因,竟然改編自魚類形成鰭的基因。

  酒後令人難過的宿醉、打嗝打個不停、新生兒常見的疝氣,這些煩惱,都源自於人類的身體改裝自魚類所遺留下來的痕跡,我們還真要感謝與鯊魚和其他魚類共享的那段經歷。

  本書作者蘇賓在加拿大極區挖掘到「提塔利克」(Tiktaalik roseae)化石,提塔利克是距今三億七千五百萬年前的魚類,但同時擁有兩生類的原始特徵,是水中動物爬上陸地生活時的過渡物種。

  我們的脖子、手腕、肋骨、耳朵,以及身體其他部位,都能追溯到這條魚的身上。這些都明明白白的顯示:陸上的動物的確是從水中的魚演化而來,我們都是魚的後代!

  蘇賓還告訴我們,人類製造眼睛的基因開關與果蠅相同,填充在我們細胞之間、讓身體得以成形的膠原蛋白,海綿動物身上也有,我們細胞裡的粒線體如果出了毛病,還可以利用細菌來模擬研究。

  當你讀完本書,你將更深入了解你的身體、你的生理、你的基因!

作者簡介

蘇賓 Neil Shubin

  美國古生物學家,目前是芝加哥大學的生物科學院副院長、個體生物學與解剖學系教授,同時在費爾德博物館擔任學術事務主管。

  他的化石探勘足跡,從美國賓州公路旁、亞利桑納州沙漠,遠至加拿大極區、中國東北。

  《我們的身體裡有一條魚》是他的第一本科普著作,不僅在美國成為暢銷書,更榮獲美國國家學院2009年科學傳播獎的「最佳著作獎」!

譯者簡介

楊宗宏

  畢業於國立台灣大學動物系,美國加州大學聖地牙哥分校斯克里普斯海洋研究所(Scripps Institution of Oceanography)海洋生物學博士。

  其後在台灣大學醫學院、史丹福大學霍布金斯海洋研究站(Hopkins Marine Station)以及科羅拉多大學的健康科學中心從事蛋白質功能、物性和化性的研究。對生化、生理、生態和演化皆有涉獵,先後在國際專業期刊中發表了近二十篇相關論文。

  過去十二年來在聖地牙哥的生物製藥公司,從事蛋白質藥物的研發工作。閒暇時,從事科普著作的翻譯,譯有《蛋白質殺手》(與潘震澤合譯)與《我們的身體裡有一條魚》。

 

目錄

這是一篇推薦序! 李家維
原來,我們與其他生物都有淵源 蘇賓

第1章 尋找身體裡面的那條魚
對多數人來說,魚骨算不得是什麼珍寶;
但對我來說,這可是比黃金還要珍貴。
我們是誰?我們為何長成這副模樣?
對這些問題,古代的魚類骨頭或許能給我們點啟發。

第2章 舉手投足
在研究我們挖到的提塔利克魚時,
從牠的鰭所見到的情景,實在讓人感到難以置信:
提塔利克魚有肩、肘與腕,
而形成這些結構的骨骼,與人類上臂、前臂及腕的骨骼相同。

第3章 巧手的基因
從人類、雞、小鼠和鯊魚等不同動物所獲得的研究結果,
再再顯示出,我們從果蠅的基因那裡學到的東西非常普遍。
所有的附肢,不管是手腳、翅膀、還是魚鰭,
都是由類似的基因所建構出來的。

第4章 滿地找牙
牙齒非常堅硬,往往是不同地質時期
遺留下的動物化石紀錄中,保存得最完整的部分。
這種化石紀錄等於幫我們開了一扇窗,
讓我們知道各種進食方式是如何演變的。

第5章 邁向前頭
如果你有機會看到頭顱內的神經布線,
它們彎過來、轉過去,做些很奇怪的轉折,真讓人頭昏眼花。
事實上,只要先去了解鯊魚喉部的鰓裂的發育情形,
就可以弄清楚人類複雜的腦神經和大部分頭部構造。

第6章 最佳體型
建構動物身體的基因處方,就像一份代代相傳的糕餅食譜,
每代都會加以修改、增補,如此永續不斷。
我們與小鼠、果蠅、海葵和水母長得也許非常不同,
但這只不過是由於建構人類身體的處方比較複雜罷了。

第7章 建構身體的冒險遊戲
比起單細胞,身體其實是很昂貴的東西,需要消耗更多能量。
但是生物的身體變大,顯然有許多好處:
除了能避免遭到掠食,反過來也能吃其他的較小生物,
並能主動做遠距離的運動。

第8章 嗅出味道
我們的嗅覺基因和靈長類相似,
這種相似性隨著哺乳類、爬蟲類、兩生類、魚類而遞減,
就像重複影印會逐漸失真一樣。
我們的鼻子,還真的隱藏了一棵生命的系統樹。

第9章 透視靈魂之窗
當你凝視雙眼時,暫且忘了那些形容眼睛、充滿遐想的詞語吧。
構成眼睛的分子、基因和組織,
都是由微生物、水母、蠕蟲和果蠅之類的生物衍生而來的。
看著眼睛,就像是在觀賞一場動物博覽會呢。

第10章 耳內乾坤
在看到人類耳朵內部構造時,
就會顯現出我們與鯊魚和硬骨魚類之間的優美連結。
雖然鯊魚並沒有耳朵,但那關連確實存在,
就從我們耳朵裡的三塊小聽骨開始說起吧。

第11章 這一切的意義
人類的身體像時間膠囊,
記載了從早期人類,到兩生類、魚類,最終到微生物的過往。
我們的每一種病痛,像是肥胖、打嗝、疝氣、粒線體疾病,
都可以看到歷史的影子。

結 語
第二版後記
謝 誌
譯 後 記 楊宗宏
附注、參考資料和深入閱讀

 

推薦序
這是一篇推薦序!
李家維

  為達爾文200歲慶生是件慎重的時髦事,學術界的領航雜誌《自然》在2009年初,列出近十年的15項演化生物學珍寶來禮讚達爾文,〈由水到陸〉當然是首選之一。

  這個發現是2006年的年度盛事,《自然》罕見的用封面及18頁篇幅來敘述這穩健的第一步,說從魚演化成四足動物的失落環節現身了。那是一隻體長3公尺、有利齒、形似鱷魚、身披骨鱗、能用強壯胸鰭在淺水灘伏地挺身的遠古生物,這兼具魚與陸行者特色的提塔利克魚生活於三億七千五百萬年前,被譽為與始祖鳥同等重要,全球傳頌。

  芝加哥大學的蘇賓教授是提塔利克魚的主要發現者,他學問好,手氣又好,曾在亞利桑納沙漠找到二億年前的地球第一蛙,也曾在中國東北發現一億六千萬年前的蠑螈始祖。為了找尋化石,他行遍冰封極地和酷熱荒漠,為了追根究柢,他在實驗室解析基因與研究胚胎發育,已有20篇論文刊載在《自然》與《科學》兩大期刊上,成就非凡。

  繼2006年的風光後,他續有佳作,既再剖析提塔利克魚那能轉動的脖子,又發現主導四肢形成的基因早就現身在不走路的始祖魚了,這些都是革命性的新知識。

  蘇賓教授竟在學術論文之外,寫成了一本科普好書,細述他的野地經驗,也論述我們的身軀是如何源自五億年前的魚。文筆生動、知識豐富,再加上即時的出版後記和延伸閱讀,五億年的動物演化史,在這本經典科普書裡,有如史詩般的氣魄。

  尤其是他在這本書當中,提及我在雲南找到的海口蟲(Haikouella),那是五億二千萬年前最早的有頭有腦的脊索動物,該是魚的祖先,我與有榮焉,當然大力推薦。

作者序
原來,我們與其他生物都有淵源
蘇賓

  這本書出自我生命中那段不尋常的際遇。由於芝加哥大學醫學系有教授離職,我只好到他們系上幫忙教人體解剖學。

  這門課的目的,是讓那些緊張的醫學系一年級學生,一邊解剖大體,一邊學習身體內各器官、孔穴、神經、血管等等的名稱及構造。這是他們進入醫學世界的大門,是醫師養成教育的暖身經驗。

  我是個古生物學家,大部分的職業生涯是在從事魚類研究。乍看之下,你可能會想,教育下一代醫生的老師人選,沒有比我更糟的吧!

  不過,讓古生物學家來教人體解剖學,是有很多好處的。為什麼?這是因為動物的身體構造通常比我們簡單,因而提供了理解人體構造的最佳途徑。教這些學生認識頭部的神經,最容易的方法是給他們看鯊魚的頭部構造;教他們弄清楚四肢的構造,最好從魚開始;而爬蟲類則有助於了解人腦的構造。

  教了那門課後的第二年夏天,我與同事在北極圈挖掘出一條魚的化石。這化石提供了有力的線索,幫助我們了解魚類是如何在三億七千五百萬年前登上陸地的。這個發現以及教人體解剖學的經驗,引導我去探求它們中間關連的奧妙之處。而這本書就是探索後的成果。

譯後記
楊宗宏

  研究脊椎動物或對生物演化有興趣的人,對魚類如何離開水中,登上陸地這過程的謎團,絕對都會有無比的興趣的。基於這個原因,雖然我已脫離純粹的生物學術研究十多年了,但去年在得知這本書出版後,便迫不及待,立即上網購買,一睹為快。

  然而,促使我決意翻譯這本書的緣由,除了想與人分享這個演化上的重大事件,以及書中所列諸多的遺傳、發生、解剖上的演化證據外,本書作者蘇賓在書中隱約所透露的,他如何由一位冷門科學的學者,成為國際頂尖期刊(如《自然》、《科學》)的常客,毋寧更讓我心動。

提塔利克旋風

  提塔利克魚的發現,在了解魚類如何過渡到四足類上,它的重要性無庸置疑,相信未來的生物學教科書應會記上一筆。不過,誠如作者在第二版的後記中所寫的,提塔利克魚並非是脊椎動物由水中過渡到陸地,那個唯一的「失落的環節」,而是諸多環節中的一個。那麼,為什麼提塔利克魚的發現經發表後,不僅在學術界,同時在美國大眾媒體上,也掀起一陣熱潮,而其他類似的發現卻沒有這麼風光呢?

  這問題或許有很多不同的答案。以膚淺、嫉妒的眼光看,可能有人會說,這不過是因為蘇賓很會「秀」,很會「賣」他的東西罷了。我曾在美國公共電視上看到蘇賓為演化論做辯解,也曾親身聆聽他的演講。我同意,他的頭腦很清楚,口才很好,是個很棒的演講者。然而,果真這樣就能讓他聲名大噪嗎?

  又或會有人指出,他發現提塔利克魚的時機實在太巧了,因為2006年提塔利克魚最初在《自然》期刊發表時,正是美國賓州地方法院對創造論者主張學校應該在教授演化論時,同時講述「智慧設計論」(intelligent design)的官司做出判決之後不久。

  這場本世紀初創造論與演化論的再度交手,的確吸引了美國社會各界廣大的注意。演化論者最後雖然在法庭上獲勝,但是假「智慧設計」之名重新出發的創造論者,卻從沒放棄過他們的使命。在這種情況下,這隻一半像魚、一半像兩生類的過渡物種,正好替支持演化論的人提供了一個適時、有力的證據。蘇賓演講、受訪的邀約或許也因此大增,當然創造論者對他的尖刻提問,也不會少的(這是我聽他演講時,與現場聽眾對答所得到的印象)。

發掘過程本身就確立了演化論

  提塔利克魚本身的生物特徵,固然值得演化論者大書特書一番,但是我們不要忘了,蘇賓等人發掘該化石的經過,其實是更具說服力的。

  創造論者最常用來攻擊演化的論調之一,便是認為演化只不過是個「假說」,而不是「定理」。然而,提塔利克魚不是某個人到極地旅遊探險時偶然發現的。就如作者在書中所揭櫫的,牠是科學家根據地質學、古生物學和演化等的論點,精確推算後,在特定的岩層、環境和年代中,所挖掘出來的物種。

  這就像天文學家依據愛因斯坦的廣義相對論,最後終於在浩瀚的天體中,觀察到重力透鏡效應(gravitational lens effect)一樣;演化論是可驗證,並且是具有預測能力的。

機會是留給準備好的人

  成功的人和事背後,機運往往扮演著某種微妙的角色,這點蘇賓自己一點都不諱言。在翻譯這本書的時候,我不禁在想,假使他運氣不好,計畫終了前,沒挖到那條魚,那麼這個化石是否將在天寒地凍中,永不見天日?而蘇賓日後的學術生涯是否就因此生變了呢?對第一個問題,我沒有答案。但是第二個問題,我顯然是多慮了。

  檢視蘇賓的學術歷程,他有所謂的純正而高貴的學術血統──哈佛的博士,名師的高徒,而且顯然在還是學生的時候,便已嶄露頭角。縱然如此,在冷門的古生物學術領域中,這似乎也無助於讓他一帆風順。他還是先得在名氣不大的學校教書,並礙於研究經費,只得在賓州新開的公路旁翻撿碎石。然而也正是有這樣的經歷,才讓我們見識到一位熱中學術、對知識充滿熱情的科學家,是如何竭盡所能,利用身邊一切找得到的資源,一步步踏踏實實的去追尋夢想。

  而同樣值得令人深思的是,當大部分學生物的人都一窩蜂踏進時髦的分子生物學時,他卻能固守本身的興趣,先在本行踏穩腳步,釐清方向,然後視需要,再以所能獲取的適當工具──不管那是分子生物學、遺傳學、發生學、細胞學或是解剖學的技術,來解決問題。就這樣,他那一篇篇擲地有聲的論文,也就不斷在頂尖的期刊上發表了。對一位孜孜不倦、隨時為下一步研究做準備的人,縱使沒有那條魚,難道我們不會認為他有可能因而釣到另一條更大的魚嗎?

  走筆至此,不禁讓我憶起,1980年代初有位大學同學向我宣稱,生物化學已壽終正寢,分子遺傳學才是正道。到了90年代,蛋白質結構的研究卻異軍突起,各生物醫學研究單位的分子生物人才,如過江之鯽,然而卻找不到懂得處理蛋白質的人。過去一、二十年來,我們看到基因組、蛋白質組、幹細胞等等熱門生物醫學領域,一波接一波的湧來;國內相對應的各種研究中心,也跟著一一掛起招牌。學術人身上,原本就應該流著求新、求變的血液。可是我們得非常小心,因為不管是個人或學術單位,沒有根基的創新,往往一不留神就淪為追求流行、時髦的代名詞,最後不過是人云亦云,不了了之。

  鑑於蘇賓將這本科普讀物寫得如此淺顯易懂,相信會引起廣大讀者的迴響,尤其是年輕的學子們。因此,我在這裡借題發揮一下,希望讀者在吸收新知的同時,也別忘了本書作者的學術成就所帶給我們的省思。

透過故事,傳播科學觀念

  以傳播知識、推廣科學教育的觀點看,無疑的,蘇賓這本書是非常成功的。對很多他熟悉領域中的重要觀念和方法,例如古生物學、分類學、解剖學等等,我們看到他不厭其煩,以極其明瞭易懂的文字和例子,為讀者說明。更難能可貴的是,雖然全書的宗旨在於闡明演化的理念,但我們從頭到尾卻幾乎看不到他為演化論做直接的爭辯。在他那一個個引人入勝的故事裡,相信讀者自然而然的會受到潛移默化,接受他的論點。

  如果說本書有什麼讓人覺得不足的地方,那大概是作者對有些複雜的理論和實驗的來龍去脈,交代得不夠完整,因而有些結論讀來,會有點立論不足的感覺。不過為維持全書簡明有趣的風格,這可能是個必要之惡。所幸,對有興趣想深入了解某些題材的人,作者在書後提供了一份非常有用、並讓人印象深刻的參考指引文獻。有心的讀者,應該善加利用,千萬不要錯過。

  最後,我想在此向引薦我與天下文化出版社合作的潘震澤教授,致上最誠摯的謝意。他不但適時主動的媒合我與出版社,而且還是引領我從事翻譯的啟蒙老師。而天下文化編輯對我的信任與協助,在此也順帶一併致謝。

2009年9月,於加州聖地牙哥

 

詳細資料

  • ISBN:9789862164303
  • 叢書系列:科學文化
  • 規格:平裝 / 295頁 / 16k菊 / 14.8 x 21 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
  • 出版地:台灣
 

內容連載

第1章
尋找身體裡面的那條魚

成年後,我的典型夏季生活寫照,是穿越過北極圈,置身於冰天雪地中,在懸崖上敲石塊。大部分的時候,除了受凍、起水泡外,我一事無成。運氣好的時候,我可能找到古代的魚類骨頭。對多數人來說,魚骨算不得是什麼珍寶;但對我來說,這可是比黃金還要珍貴。

我們是誰?我們為何長成這副模樣?對這些問題,古代的魚類骨頭或許能給我們點啟發。

我們可以從世界各地荒野之處所挖出的蟲魚化石,到所有現在還活著的生物的DNA,來了解我們的身體。但那不足以解釋,為什麼我相信古代動物的殘骸,而且還是魚的殘骸,能夠提供線索,讓我們了解人類身體的基本架構。

我們如何得以窺見數百萬年、甚至數十億年前,地球上發生的事呢?很不幸,目睹那一切的目擊者都不在了。事實上,過去大部分的時間中,地球上根本找不到有頭、有嘴、會說話的物種。更糟糕的是,以前曾存活的動物早已羽化成仙,牠們埋在地裡這麼久,屍體也大都消失了。

你稍微想一下:曾經活過的生物物種,99%已經滅絕了,其中只有極少數會變成化石留下來,而能被挖掘出來的化石更是少之又少。這麼一來,想由化石窺知我們的過去,似乎一開始就注定是機會渺茫了。

化石反映出我們的身世
在位於北緯80度附近的艾士米爾島(Ellesmere Island)上,我首次看到那條能揭露我們身體構造的化石魚。

那是一個飄著雪的七月天午後,我正在審視一塊三億七千五百萬年前的石頭。我與同事來到這個荒無人煙的地方,就是為了尋找從魚演變成陸生動物過程當中,那個扮演著重要角色的的化石。從石塊中露出來的是這條魚的唇部,這可不是條普通的魚,牠的頭是上下扁平的。當我們看到扁頭時,我們就知道碰上不尋常的東西了。如果我們能從懸崖中挖出更多這魚的骨頭,或許就能見到我們遠古祖先的頭骨、脖子、甚至四肢了。

一顆扁平的頭,究竟能告訴我什麼?能透露動物從大海進駐到陸地經過了哪些歷程呢?如果我考慮到個人的安全與舒適,為何不去夏威夷,卻跑去了北極?想回答這些問題,便得從如何找化石,到怎樣用化石來解讀我們的過去說起了。

化石是提供我們了解自身歷史的主要線索之一。(另外兩個是基因和胚胎,後面會討論到。)大部分人不知道,其實我們通常可以準確推測出化石的所在位置。我們先在家裡作業,將最有可能找到化石的地點標出來後,剩下的就靠運氣了。

美國總統艾森豪對戰爭的一句名言,可說把規畫與運氣之間的矛盾關係做了最佳的描述。他說:「在準備戰鬥時,我發現做好規畫是最基本的,然而計畫並不見得有用。」這話給田野古生物學做了極佳的注解。我們做了各式各樣的計畫,好讓我們去到可能藏有化石的地點。一旦到了該地之後,事先做好的計畫或許得全部拋開。礙於現實狀況,我們可能必須更改事前所做的最佳規畫。

我們會針對明確的科學問題,來設計探險之旅。應用一些下面將提到的簡單概念,我們可以預測哪裡會有重要的化石。當然我們的預測不會百分之百都成功,不過碰上的機率大到足以支持我們繼續如此做。

我的職業生涯就是這樣建立起來的:尋找早期的哺乳動物,來回答哺乳類起源的問題;尋找最早的青蛙,來回答青蛙起源的問題;尋找那些最初具有四肢的動物,來了解陸棲動物的起源;依此類推就是了。

基於多種因素,今天的田野古生物學家比以往更容易找到新的化石區。感謝地方政府、石油和天然氣公司對地質探勘的努力,我們對各處地質有更多的了解。而且透過網際網路,讓我們很快拿到地圖、探測資料、空照圖。甚至用我的筆記型電腦,我便可以查看你家後院是不是一處很有希望的潛在化石區。更妙的是,造影技術及放射照相儀可透視某些石頭,讓我們看到隱藏在裡面的骨骼。

撇開這些先進的設備和資料,在今天挖掘重要化石的過程,跟一百年前比較,其實沒什麼不同。古生物學家還是得趴在石頭上檢視,而埋在石頭內的化石還是得用手將它挖出來。在探查、移出化石的過程中,有許多決定步驟是無法自動化的。而且到現場挖掘化石,當然比在螢幕上尋找有趣多了。

這事雖聽來單純,倒有個癥結,那就是:化石區非常稀少。為了提高成功率,我們針對符合下列三項條件的地點進行搜尋:區內的岩石年齡必須是對的,岩石的種類必須是可以讓化石保存下來的,還有岩石必須露出地表。

此外,還有一項因素,那就是要具有隨時發掘寶藏的天賦。這一點我將以例子加以說明。

我們即將舉出的例子,是生命史中一個重大的轉變——登上陸地的魚類。地球形成後的最初數十億年,生物都是活在水裡面;不過,到了三億六千五百萬年前,已有生物在陸地上棲息了。

生活在這兩種環境中,有極大的差別。在水裡呼吸所需的器官,與在陸地上非常不同;同樣的,排泄、覓食、和四處移動,也都需要不一樣的器官。基本上,動物必須發展出全新的軀體,才能適應陸上的環境。乍看之下,這兩種環境的鴻溝似乎大到無法跨越。然而當我們檢視證據時,該變的真的都變了,而看來不可能的事也的確都發生了。

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