生命的时间轴

生命很快，也很慢。

这本书跨越24个数量级，用10个章节依次探究不同时间尺度（从一毫秒到十亿年）的生命过程，为我们全景式展现了在宇宙的时间尺度内设定的生物学视野。

在时间轴的微观这一端，人类对时间的感知能力有限，有很多非常快的生命现象无法被我们察觉，比如真菌抛射孢子、水母蜇刺时射出刺丝囊只需几微秒。蜂鸟每秒振翅50次，这种频率处于我们的视觉感知极限处。自然选择做了权衡，让人类成为现在的样子，专注于最常见的危险事物所在的时间尺度。所以，动物心跳的数量级是秒，而昼夜节律和近年节律这两个内置生物钟分别以天和年为单位。

在时间轴的另一端，能轻松存活几千年的狐尾松具有抵抗衰老的力量，从河马远亲到鲸的演化花了数百万年，生命的起源、地质变化是更为缓慢的过程。

不过，就像一条衔尾蛇一样，生命的时间轴两端其实连在一起。生命之快是生命之慢的基础，生命之慢则为生命之快提供了必要的解释，二者不可分割。眩目的生命之快无处不在，细胞内分子的运动通常需要几毫秒或几十毫秒，更快的细胞内化学反应和无意识神经冲动在几微秒之内完成（细胞内能量传递过程则属于量子过程的范畴），因此生命体的每一秒都要受到这些“快”的约束。研究生命之快，可以让我们明白生命的运行机制；反过来，探索生命之慢，可以让我们领悟生命演化那缓慢却坚定的力量。这本书以充满诗意、富有洞见的语言，展现生命的丰富、力量和美感，吸引每一个对自然和生命感兴趣的人。

俄亥俄州迈阿密大学生物学教授，真菌学家。他还是该校久负盛名的通识教育专业“西部项目”的负责人。除了科学背景，他有颇高的文学修养，已经出版的其他科普著作包括《自私的人类》等。

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生命很快，一秒中发生的丰富自然现象带给我们的触动，丝毫不亚于仰望头顶银河时产生的感受。生命也很慢，海中动物上岸生活，陆地生物长出翅膀翱翔天际，需要经过数百万年的演化。从微生物到座头鲸，从一毫秒到十亿年，生命赖以生存的过程跨越多个时间尺度。这本书以充满诗意、富有洞见的语言，吸引每一个对自然和生命感兴趣的人。

这是一本用新颖的视角重新看待自然、生命和宇宙的通俗科普读物，在时间尺度的转换中展现了客观又富有好奇心的宇宙观、自然观。作者讲述的科学知识并非最新、最前沿、最不为人所知的，但用全新视角看待它们并加以组合，就能带来焕然一新的体验和感悟。

【名人推荐】

莫尼写作此书的目的正是将我们从惯常的现实感和时间感中解放出来，他用跨越24个数量级的时间尺度帮助我们突破感官极限，用时间去理解生命，用生命去体验时间。

——汪冰，北京大学精神卫生学博士、书评人

推荐序 生命的一瞬与亿年 V
前言 XI
这是一张生命的完整时间表，短至不足一秒，长至数十亿年。生命之快与生命之慢，位于时间轴的两端，却相辅相成，不可分割。
第1 章 弹道（短于1秒，10-6~10-1秒） 001
什么是自然界最快的运动？钟形水母的刺丝囊“导弹”，还是真菌弹射孢子，又或者是跳蚤等昆虫杂技演员伸展肌肉中的节肢弹性蛋白，一跃而起？
第2 章 心跳（秒，100秒） 017
潜意识的存在告诉我们，自由意志并不存在。那该如何确定时间的流逝不是幻觉？以秒为单位的心脏节律和诗歌中的抑扬格，都让我们感受到现在的真实。
第3 章 蝙蝠（分钟和小时，102~103秒） 033
不管是欣然接受还是咬牙忍受当下，我们的行为通常以分钟和小时计。成为一只蝙蝠是什么样的体验？小棕蝠的回声定位是一种人类不具备的技能，另一种技能是活在当下，从来不惧明天末日来临。
第4 章 花（日、周、月，105~106 秒） 049
植物的行为遵循昼夜节律，睡莲花朵开开合合，豆类和酢浆草在黄昏时垂下叶片。细菌、真菌和动物也通过时钟蛋白的相互作用，记录生命中的每一天。几周或几个月是一个重复演练昼夜节律的过程。
第5 章 蝉群（年，107 秒） 065
人类的童年和北美的周期蝉一样长。这种蝉每隔17 年才现身一次，数十亿只同时破土而出。这种近年节律是针对捕食者制定的巧妙生存策略，动物的冬眠同样离不开近年节律。
第6 章 熊（10 年，108 秒） 079
脱水后的水熊可以经受住高温高压和辐射的苛刻考验，几近坚不可摧；毛茸茸的棕熊和黑熊每年休眠几个月。它们位于生物体型范围的两端，以相近的方式适应环境，延长寿命。人类也可以这样做吗？
第7 章 弓头鲸（100 年，109 秒） 093
最长寿的人也没能活过130 年，而弓头鲸的寿命要长得多。胸棘鲷等深海鱼类、格陵兰睡鲨、北极蛤和大蜥蜴都是长寿选手，当然还有陆龟。正如龟兔赛跑中那样，缓慢稳定者会赢得比赛，不过，任何有大脑的动物都无法存活超过300 亿秒。
第8 章 狐尾松（1 000 年，1010 秒） 107
要论长寿，谁能和动辄几千岁的狐尾松相比呢？还有巨型红杉、落羽杉、非洲猴面包树等长寿植物，它们的寿命要比最长寿的动物长10 倍。如果再将无性系纳入考虑范围，巨型颤杨集群会把时间尺度推进到万年以上。
第9 章 龙王鲸（100 万年，1013 秒） 121
早在3 800 万年前的始新世，龙王鲸在温暖的热带水域中游弋，这个河马的远亲演化成现代鲸类的过程在大约800 万年中完成，人类从外表非常相似的猿类演化到现在这个样子也花了这么长时间。在创造生命的过程中，自然选择缓慢却坚定。
第10 章 生命的开始（10 亿年，1016 秒） 135
生命有40 亿年历史，真核细胞出现在20 亿~30 亿年前，在10亿年前所有的生物还都是微生物。细胞一直是不可缩减的生命单位，被改造成细菌和缓慢爬行的变形虫，增殖成狐尾松和鲸的身体。那么，第一个细胞如何诞生，生命为何开始？
致谢 151
参考文献 153
图片权利说明 183