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出版者:Sinauer Associates Inc

作者:Roff, Derek A.

出品人:

页数:256

译者:

出版时间:2001-1

价格:$ 76.78

装帧:Pap

isbn号码:9780878937561

丛书系列:

图书标签:

进化生物学
生命史
生物学
生态学
遗传学
适应性
自然选择
表型可塑性
种群动态
进化策略

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具体描述

This text represents a synthetic approach to the understanding of the evolution of life history variation using the three types of environment (constant, stochastic, predictable) as the focus under which the theory is developed and tested. The theme of the book is that an understanding of evolutionary change requires analysis at both the genetic and phenotypic levels, and that the environment plays a central role in such analyses. Intended for graduate students and researchers, the book's emphasis is on assumptions and testing of models. Mathematical processes are described, but mathematical derivations are kept to a minimum. Each chapter includes a summary, and boxes provide supplementary material.

进化历程：生命起源与复杂性涌现的宏大叙事图书名称：进化历程：生命起源与复杂性涌现的宏大叙事作者： [此处可留空，或设定一个虚构的权威作者名，如：阿瑟·雷德菲尔德] 出版社： [此处可留空，或设定一个专业出版社名，如：普林斯顿大学出版社] --- 内容简介：《进化历程：生命起源与复杂性涌现的宏大叙事》是一部跨越数十亿年时空、融汇生物学、地质学、化学乃至信息论的重量级学术著作。它不仅是对达尔文经典理论的继承与拓展，更是一次对生命现象底层逻辑的深入挖掘和系统性重构。本书摒弃了传统的线性叙事框架，采用“涌现与约束”的双螺旋结构，探讨生命如何在看似随机的宇宙背景下，通过自我组织和选择压力，从无机物走向智慧的漫长而曲折的道路。全书共分为五大部分，层层递进，构建了一个从宇宙大爆炸余晖到现代生物圈的完整图景。 --- 第一部分：生命的黎明——化学的必然与宇宙的舞台本部分聚焦于生命起源前的“非生物化学时代”。作者首先挑战了传统上对地球早期环境的刻板印象，详细论述了米勒-尤里实验（及后续更精密的模拟）所揭示的氨基酸和核苷酸前体的形成机制，并将其置于更广阔的宇宙化学背景下考察。核心探讨包括： 1. 深空合成与星际尘埃：论述了复杂有机分子在彗星、小行星和星际云中的合成路径。这些“宇宙礼物”如何为地球提供了初始的分子原材料。 2. 原始汤的再审视：深入分析了地球早期地质构造（如深海热液喷口、火山泥浆池）作为生命化学反应器的关键作用。重点分析了生命分子聚合的能量驱动力，特别是铁硫簇在早期催化反应中的潜在角色。 3. 核酸的先驱：详细剖析了“RNA世界假说”的最新进展，同时引入了PNA（肽核酸）和TNA（苏糖核酸）等更具化学稳定性的替代性遗传物质模型。本章的创新之处在于，它不将遗传物质的出现视为偶然，而是将其视为满足特定化学稳定性和催化效率阈值的必然结果。 --- 第二部分：从复制到代谢——原始细胞的构建一旦分子具备了自我复制的能力，下一步便是如何将这些分子封装起来，形成能够独立进行物质交换和能量获取的实体。本部分是本书对“细胞化”过程最为细致的描摹。关键研究聚焦： 1. 脂质体的自组装动力学：探讨了脂肪酸微滴在水溶液中形成单层和双层膜的物理化学原理。作者引入了流变学参数来解释细胞膜的早期形态稳定性，强调了膜的“选择性渗透”而非简单的物理隔离作用。 2. 原核的边界：细致区分了“前细胞结构”（Protocell）与现代细菌的区别。本章特别阐述了原核生物如何通过发展电子传递链的原始形式，实现从简单化学能捕获到更高效ATP合成的飞跃。 3. 基因组的诞生与锁定：探讨了原始基因组如何从随机的复制错误中稳定下来，形成最初的遗传信息库。作者引入了“信息熵最小化”的概念，解释了生命系统如何通过锁定特定的遗传序列来对抗环境的随机干扰。 --- 第三部分：真核的革命——内共生与复杂性的涌现这是本书最具争议和洞察力的部分之一。作者认为，真核细胞的出现，即细胞内细胞器的出现，是生命史上最重要的“范式转移”，它为多细胞性和宏观生命的出现奠定了基础。深入分析了： 1. 共生事件的生态驱动力：不仅仅是简单描述线粒体和叶绿体的内共生，而是将其置于早期地球生态系统的竞争压力下。作者提出，吞噬具有高效能量代谢能力的细菌，是应对环境氧气波动和资源稀缺的“进化军备竞赛”的必然策略。 2. 核膜的演化：探讨了细胞核（真核生物的标志）如何从内陷的细胞膜演化而来，以及这种结构如何解决了“转录-翻译”的同步性难题，从而允许更复杂的基因调控网络诞生。 3. 细胞骨架的蓝图：阐述了肌动蛋白和微管蛋白等结构蛋白的起源，以及它们如何使得细胞能够实现复杂的运动、内吞和形态变化，这是多细胞组织分化的物理前提。 --- 第四部分：多细胞性的爆发与物种的辐射从单细胞到宏观生物，需要的不仅仅是细胞数量的增加，更需要细胞间的通讯、分化和协调。本部分侧重于寒武纪大爆发前后，生命形态多样性的几何级数增长。核心理论贡献： 1. 信号转导网络的建立：详细解析了早期动植物细胞如何通过分子信号（如钙离子、环腺苷酸）建立起精确的调控网络。本书认为，信号分子的保守性远高于结构蛋白的保守性，表明信号系统是多细胞生命最早被“锁定”的关键特征。 2. 发育生物学的早期模式：引入了“发育模块化”的概念，解释了从简单的体节到复杂的器官如何通过重复使用和微调少数几个核心发育基因（如Hox基因家族）来实现的。 3. 环境压力与形态创新：结合地质记录，分析了海洋盐度、古气候变化对生物形态的塑形作用。例如，如何解释从无脊椎到脊椎动物的骨骼结构演化，并强调了功能冗余在适应极端环境中的重要性。 --- 第五部分：适应性景观与进化的未来趋向最后一部分，作者将视角拉回到宏观的生态学和进化论的哲学层面，探讨了进化过程中的“路径依赖性”和“随机性”之间的辩证关系。总结与展望： 1. 适应性景观的拓扑结构：使用复杂的数学模型来描述进化过程并非随机攀爬山峰，而是沿着特定的“峡谷”行进。一旦某个生物类群占据了某个高适应性山峰，它就会因为“进化锁定”而难以轻易转向新的形态空间。 2. 信息论视角下的进化：探讨了基因组复杂性与物种适应性之间的非线性关系。作者提出，生命系统在不断增加其“信息处理能力”，而非仅仅是体型或数量的增长。 3. 人类心智的进化位置：谨慎地将前述的物理和生物进化规律映射到人类认知能力的出现。重点分析了语言、工具制造和文化积累如何成为一种新的“超基因的适应机制”，并推测了未来生命在基因编辑和人工智能时代可能面临的进化十字路口。 --- 《进化历程》是一部对生命科学全景的深度梳理，它要求读者具备跨学科的知识储备，但其清晰的逻辑和严谨的论证，使得每一次阅读都能揭示出生命在时间和空间中所展现的令人敬畏的复杂与和谐。它不是对已知知识的简单复述，而是一次对“我们如何走到今天”的深刻哲学叩问。目标读者：高阶生物学、地质学、化学、哲学交叉学科的研究人员、研究生以及对生命科学底层逻辑感兴趣的严肃读者。