2012年8月8日 星期三

生命的躍升-演化史上最重要的十大發明

生命的躍升

Life Ascending

Life Ascending


《生命的躍升:40億年演化史上最重要的10個關鍵》Life Ascending: The Ten Great Inventions of Evolution)其實是一本相當有深度的書,甚至不容易界定說它是本科普書,因為在這本書中提出的觀點,在學術界中也算是頗新穎的。

以科普書,也就是以學術圈外的大眾為對象,而撰寫的科學類書籍,能夠引起整個學術界轟動的,最佳的例子就是達爾文(Charles Darwin, 1809 – 1882)的《物種起源》On the Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life)。是的,《物種起源》確實是本科普書!為了擴大影響力,達爾文事實上是以大眾能夠理解的語言撰寫《物種起源》的。可是《物種起源》的深度,迄今仍要有非常深厚的學術素養,才能完全掌握。《物種起源》仍是當今大部分演化生物學的學術論文最愛引用的一本巨著!

另一個很好的例子是賈德‧戴蒙(Jared Diamond)的《槍炮、病菌與鋼鐵:人類社會的命運》Guns, Germs and Steel: The Fates of Human Societies),這本榮獲普利茲獎的佳作中,使用生動易懂的文筆介紹了生物地理學如何能夠解釋人類文明發展的不平等。這個觀點轟動了學術界,影響層面廣及生物學、人類學和地理學!使得原本就以生理學和生態學的傑出研究榮獲美國兩院(美國藝術及科學院和國家科學院)院士的賈德‧戴蒙獲聘為加州大學洛杉磯分校(UCLA)的地理學教授(他原本是UCLA醫學院的生理學教授)。

尼克.連恩(Nick Lane)的《生命的躍升》,其影響力雖然還不能和《物種起源》《槍炮、病菌與鋼鐵》相提並論,不過在《生命的躍升》中提到的研究和觀點,在學術界中都還是非常新穎的。尼克.連恩在《生命的躍升》挑選了十個演化史上最重要的發明(inventions),說明生命如何透過這些發明,一次次地革新,最後演變成今日繽紛多采的面貌。這十個發明,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。

研究生物演化史的新發明,或者稱作革新(novelties)、創新(innovations),尤其是以遺傳學、基因體學、發育生物學的方法,在演化生物學界是方興未艾的新領域。我事實上就是在研究演化創新這件事,博士班時是研究果蠅的性梳(sex comb),現在和南加州大學病理系的鍾正明院士(Cheng-Ming Chuong)及吳平博士合作研究尼克.連恩在第七章中提到的羽毛之起源和演化,研究用的材料是鳥類,因為只有鳥類有羽毛。呃,這不是廢話嗎?事實上不盡然,因為有些恐龍就有羽毛。而且,鳥類應該算是一種爬蟲動物,牠們的祖先就是長羽毛的恐龍。就生物學上的定義,鳥就是恐龍!可是鳥類為何和恐龍,甚至牠們的近親鱷魚長得完全不像,就是因為在鳥類這一支動物中,產生了有許多演化上的創新,例如羽毛、喙、翅膀、中空的骨骼、以及其他生理和解剖特徵。

當然,和尼克.連恩提出的創新-生命的起源、DNA、光合作用、複雜的細胞、性、運動、視覺、溫血、意識、死亡相比,羽毛不過是小兒科。這些問題都是大哉問。尼克.連恩對這些生命的重大發明,都作了很好的解說,也提出他獨特的見解。除了述說這些生命的起源、DNA、光合作用、複雜的細胞、性、運動、視覺、溫血、意識、死亡等生命現象的各種事實,他也分析了各種理論的歷史和分歧,讓讀者瞭解實際的科學研究進展。

在讀前幾章時,我又重新獲得了當初讓我決定念生命科學的感動!生命真的是太美妙了!生命究竟是如何從太古渾世中躍然出現,然後譜出大量美妙的樂章?單單從DNA的密碼轉錄成mRNA,再藉由核醣體和tRNA把胺基酸接成蛋白質,深入地思考就讓人覺得不可思議!

尼克.連恩是生物化學家,他研究這些問題,主要就是從生物化學的角度切入。這樣的角度切入很好,因為所有生命現象的基礎都是符合物理和化學定律的,而且生物化學在上個世紀有很大的進展。不過,單從生物化學的角度切入,恐怕還只是見樹不見林。除了生物化學,有許多發育生物學家、細胞生物學家和分子生物學家也試圖從這些學科的角度來探討演化,在這十幾廿年,確實帶進了不少新穎的觀念,只是研究生物共同性的發育生物學家、細胞生物學家和分子生物學,和有族群觀念的演化遺傳學還是不同的思維模式,未來再結合族群遺傳學或族群基因體學來解釋這些現象,應該會是學術界的趨勢。

尼克.連恩提出的十大發明,確實非常重要,可是我仍覺得不足,如果是我的話,我會多加兩個把這些重大發明湊成一打-多細胞(multicellularity)和登陸(adaptation to the land)。單細胞生物演化成多細胞生物,一共發生了至少三次吧,因為在動物界、植物界和真菌界,都各自獨立演化出多細胞生物,顯然多細胞這件事是有意義的。當單細胞生物演化成多細胞生物時,個體的大多數細胞就要犧牲繁殖的權益和機會,所以不同形態的細胞如何共同合作協力,就是個非常有趣的問題;生命起源自海洋,可是我們現在觀察到的大部分生物,都是在陸地上的(這當然是因為科學家柿子挑軟的吃)。生物登陸要面臨許多問題,例如要保濕防止水份散失,也要考慮到精卵如何相遇,還要對抗地心引力,成功者還飛上了天。

《生命的躍升》中提到的一本探討生命起源的書-諾貝爾生理醫學獎得主克里斯坦.德.杜維(Christian de Duve)的Vital Dust: the Origin and Evolution of Life on Earth,有中文版,不過中文書名不是《生命的躍升》書中提到的《生命盎然的塵埃:生命乃宇宙之必然》,而是《生物決定論:人類一定會出現在地球上嗎?》,由左岸文化出版。 《生物決定論》提出的重要準則之一,是將生命當作一種自然過程,生命的起源、演化和表現,同樣受到支配物質的規律所支配,包括我們人類的生命在內。不過《生物決定論》這個書名簡單就是糟糕透頂!因為「生物決定論」是個專有名詞,原文是「biological determinism」,是指生物因素決定了人類的文化和行為,所以《生物決定論》這本書的書名是有嚴重的誤導性。要嘛也把書名取作《生命決定論》

說個題外話,兩年多前我和一位好友原本想說服一位開出版社的朋友出版Life Ascending: The Ten Great Inventions of Evolution的中文版,只是當時他擔心科普書市場太小,對他的小出版社而言有風險。後來花了半年說服了他,可借版權已被買走了。現在看到貓頭鷹出版社和PanSci共同大力推介《生命的躍升》,我們應到十分慶幸。很多出版社為了節約成本,把翻譯科普書的參考文獻移除,這其實對真心推介科學知識來說,是非常嚴重的傷害,因為參考文獻對想要更深入學習的人來說無比關鍵。雖然《生命的躍升》一書中沒有附參考文獻,可是貓頭鷹出版社盡責地把它放在網站上,這是很值得大力鼓勵的!不過在《生命的躍升》中,許多專有名詞和人名的原文,是附在書末,這其實很不方便,因為沒有原文,連我這種盡力用中文寫作推介科學知識的人來說,都常會被那些中文名詞弄得一頭霧水,希望還是把原文附在正文之中才比較方便。

最後說件趣事,在《生命的躍升》的第一(生命的起源)、二(DNA)和四(複雜的細胞)章提到的一位在德國大學教書的德州佬馬丁(Bill Martin),是作者的好友,他們有共同發表過論文從能量利用的角度解釋細胞如何變複雜,還有所有生物的共同祖先是如何產生能量的。馬丁也是我們老闆李文雄院士的多年好友,兩年多前有到過台灣,是位非常平易近人、風趣幽默的學者。他在中研院演講開頭時說,當他還是剛出道時,在研討會遇到李院士,馬丁問李院士如果他選擇真核生物的起源和演化來當作未來事業的發展如何,李院士只回了他一句「YOU CANNOT COMPETE!」,可是結果呢?他就列出了他發表的重要傑出論文XD 對理想的堅持和熱情,可能真會讓大師看走眼哦 :)

生命的躍升

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2012年8月6日 星期一

癌症的人性傳記-萬病之王

萬病之王

The Emperor of All Maladies


生老病死,乃人生必經之苦,人生下來唯一可以確定的事就是會「死」,只是安怎死可能還莫宰羊。可是沒關係,我常常告訴人說,現代人有三分之一會死於癌症。癌症也是台灣國人十大死因之榜首,佔了近三成。可是根據這本好書《萬病之王》The Emperor of All Maladies: A Biography of Cancer)的作者辛達塔.穆克吉(Siddhartha Mukherjee),三位美國女性之中,會有一位會患上癌症;美國男人更倒霉,兩位之中就會有一位患上癌症。

《萬病之王》不僅是本不可多得的好書,更是一本充滿熱情的書。根據辛達塔.穆克吉,《萬病之王》是一本癌症的傳記,也是人類與癌症搏鬥的生命故事。寫《萬病之王》的起因,是因為他有一位癌症復發的病人,當她入院再度接受治療時,曾和他這麼說道:「我願意繼續治療,但我要知道我在對抗的是什麼。」辛達塔.穆克吉想寫這本《萬病之王》的理由,就是為了要回答她的問題。他常在查完病房或做完實驗回家後擠出時間來寫,他之所以能這樣寫作,是為了回應這個故事非得要說出來的那種迫切感。

穆克吉是印度移民,現任美國紐約市哥倫比亞大學醫學中心癌症醫師、哥倫比亞大學醫學院助理教授。他畢業於史丹福大學、牛津大學和哈佛醫學院。《萬病之王》是他的處女作,就讓他榮獲了美國報導文在2011年學的最高榮譽-普利茲獎(Pulitzer Prize for General Nonfiction),而且還被《時代雜誌》(TIME)評選為過去百年最具影響力的百本書,其本人還獲選《時代雜誌》當年最具影響力的百人;《紐約時報》(The New York Times)也評選《萬病之王》為百本非文學好書。《萬病之王》還榮獲或入圍了了其他重要書籍獎項。

科普書大致可以分為兩大類,一大類是科學家所寫的,這類書較注重事實的呈現,其中的個人情感也主要是自己對該學科和研究工作的熱情;另一大類是由科學記者寫的,這大類科普書較注重故事性,文筆也更活潑生動。非常難得的是,這本《萬病之王》是極少數能夠完美地融合這兩大類之長的極品好書!《萬病之王》在澎湃情感和客觀冷靜之間,取得巧妙的平衡。

《萬病之王》這本書榮獲美國新聞界的最高榮譽普利茲獎,簡直就是是實至名歸,因為這本《萬病之王》確實是報導文學不可多得的傑作,尤其就非常特別的一點是,這本書的作者是位腫瘤科醫師,可是其編採和寫作能力,比起許多專業的媒體工作者,更是有過之而無不及!《萬病之王》是人性化的癌症「傳記」,穆克吉不僅是從醫師和科學家的角度來寫這本《萬病之王》,他更是同時也從病人的角度出發。如果不是在情感上對病人付出這麼大,是不可能在醫師極度忙碌的工作之餘,還能完成這部引人入勝又平易近人的佳作的。

《萬病之王》述說了從數千年前首篇記載的文獻,到本世紀的治療與控制。《萬病之王》揭示的癌症史,是集合人類聰明才智、創意與毅力的傳奇,但也是交織了人類傲慢、顢頇和誤解的故事。穆克吉細數幾世紀以來的發現、挫折、勝利和死亡;人類曾集眾人之智慧,對抗一個卅年前人們以為可以輕易征服的勁敵,但如今世人才發現,這個敵人不僅資源更豐富,實力也很強大。

穆克吉在《萬病之王》簡介了癌症在古老文獻中的位置,從他工作過的法柏中心(Dana-Farber Cancer Institute)中發生的各種故事開始說起,提到了許多試圖利用手術、放射線和化療拯救病人的醫學菁英,除了醫學界,社會菁英,例如也為對抗癌症而盡力,努力募款和遊說政客。《萬病之王》也揭露了醫學菁英對那些技術的執著、偏見和誤解,然後一而再再而三地充滿希望到失望到絕望的故事。對抗癌症的戰爭,其實並不僅有失望和絕望,因為預防勝於治療,作者非穆克吉非常肯定地指出,反菸運動和乳房攝影檢查,就拯救了成千上萬條人命!

從美國花了成千上億的雄厚資金,卻在卅年前對癌症宣戰失敗來看,原因其實不外就是因為當時對癌症的基礎生物學所知甚少。美國人在登陸月球前,就已經有了各種工程上的成就,他們要作的是把基礎研究的知識和工程學的成果作完美的結合。可是在美國向癌症宣戰時,科學家連癌症是個什麼渾球,都還不清楚。科學家對致癌基因的瞭解,一開始就是從對反轉錄病毒進行的基礎研究而發現的。關於癌症基因發現的歷史,在《萬病之王》之中僅有些簡介,致癌基因的發現者之一溫伯格(Robert A. Weinberg)有兩本好書可以參考《細胞反叛》One Renegade Cell: How Cancer Begins)和《追獵癌症:癌症病因研究之路》Racing to the Beginning of the Road)可以參考。

就因為美國早世界其他國家投入大量資金在作基礎研究(事實上還遠遠不夠,美國在小布希政府時代,投入伊拉克戰場的資金,一天就有七億美元!現在卻證實了,美國國內的天然氣就夠他們能源自給還有剩了。錢真是白花了!如果給我們科學家花,早就至少多研發出好幾種抗癌新藥了吧!),所以還是有一些成果。《萬病之王》在書末就提到幾種抗癌的標靶藥,不過可惜的是,穆克吉沒有明確指出,那些藥物其實不是少數科學家研發出來的,而是整個科學社群花費了極大量的時間和心血把那些基礎研究的成果給建立好,藥廠才有辦法針對確定的癌症分子設計有用的藥物。如果沒有基礎研究的成效,那些抗癌的標靶藥根本不可能存在,因為連要對付的標靶是啥都不可能清楚!

對抗癌症的路雖然極其艱辛,過去人們也走過不少冤枉路。可是就是拜生命科學在過去這卅年一日千里的進展所賜,我們對抗癌症的戰爭,其實現在才真正地開始而已!對於成功根治癌症,穆克吉是謹慎地樂觀的。



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