人人都该懂的地外生命

"拓展知识广度与深度，培养批判性思考能力，通识读本“新核心素养”系列重磅推出！ 现代大学的学术分科太过专门，知识被严重割裂，于是通识教育与通识阅读应运而生。本书系目的在于让读者对不同的学科有所认识，能将不同的知识融会贯通，培养独立思考能力，成为一个兼备人文素养与科学素养的全方面发展的公民。 探究人类天然好奇的地外生命新发现，一本书读懂天体生物学的起源、发展及突破。 《人人都该懂的地外生命》一书将带领读者回顾40多亿年的地球生命进化史，探索太阳系中很有可能存在生命的区域，一窥地外生命可能的种种状貌！ 湛庐文化出品。"

生命的本质是什么？地球生命是如何进化的？地球生命的出现是否纯属机缘巧合？除地球以外，太阳系或银河系其他地方是否具有满足生命存在的条件？在《人人都该懂的地外生命》中，刘易斯·达特奈尔将带领读者回顾数十亿年的地球生命进化史，并探索太阳系中很有可能存在生命的区域。

引言从地球生命到地外生命
微缩版地球生态系统
新兴的天体生物学
01生命究竟是什么
我们需要对生命进行准确定义
生命需要传递遗传指令
生命必须从外界汲取能量
通过基因序列为生命绘制“家谱”
物质如何相互激发并形成生命
精妙的遗传指令传递
能量汲取的真相
为什么说地外生命与地球生命存在相似性
02特别环境中的生命
影响细胞功能的三个重要因素
地球上的“外星”世界
泛种论
03一个适宜生命居住的宇宙如何形成
生命诞生之初
宇宙烹调
一个宜居的世界如何形成
地球上的碳循环
失控的温室效应与冰川
大小适宜的行星
月球
守护星——木星
银河宜居带
外太空杀手
04地球与地球生命的起源
恒星及其行星的诞生历程
月球引发的地球潮汐涌动
大撞击带给地球的礼物
姗姗来迟的生命
相互独立的前生命系统
生命起源是“先有鸡还是先有蛋”
第一批细胞生命
地球上最早的生命在哪里生存
光合作用与氧气革命
真核生物和多细胞生物的出现
寒武纪生命大爆发
05最有可能发现地外生命的火星
火星上有没有液态水
液态水存在的直接证据
火星生命的进化过程
大气层丢失引发的环境崩溃
特别环境中有无幸存者
06太阳系中其他可能有生命的星球
接近不适合生命居住的金星
游荡在太阳系宜居带之外的卫星
木卫二
土卫六
07太阳系外可能有生命的行星
太阳系的邻居：类太阳恒星
耐人寻味的红矮星
捕猎行星的两种方法
热木星
下一代行星搜索望远镜的使命
远方行星的光芒
没有一种生命是一座孤岛
生命存在的标志
系外行星的面貌
08复杂地外生命畅想
类地行星上的生命如何进化
结语寻找地外生命，我们才刚刚启程
术语表

     生命是什么?几个世纪以来，这个看似简单的问题一直困扰着生物学家、哲学家和神学家。辨别一个物体是否具有生命非常容易，甚至都不需要思考。美洲虎、橡树和蘑菇显然都具有生命，一眼便知。不过，有一些生命只有在不同的时间和规模尺度上才能被辨别出来。只要我们观察足够长的一段时间，就会发现，覆盖在破石墙上的油亮青苔也在生长和繁殖。如果对青苔周遭的空气做个化学测验便会发现，青苔确实在进行光合作用。如果我们在显微镜下放大50倍观察便会发现，就连池塘里的一滴水中也充斥着各种微生物。不过，岩石、火焰以及云彩显然不是生物。然而，单纯提供一份生物清单并不意味着你能对“生命”的特征做出简洁定义。在学校里，老师经常教授低年级的学生，生命由7大特征定义：会进食，会排泄，会移动，会生长，会繁衍，会对所处环境的变化做出回应，会保持恒定的内部状态。 某些非生物体也能满足这7大特征中的某几条。火焰会生长和扩散，可以靠着能量自我维持，也可以通过氧化反应(这与细胞内部发生的氧化反应并无不同)消耗燃料并排出产生的废料；晶体内原子的有序排列模式也可以自我复制。然而，有些生物并不具备以上所有特征，比如骡子就没有生育能力，也无法繁衍后代；虽然骡子身上的每个细胞都是活的，但这种动物并不符合由7大特征定义的生命。因此，对于生命，我们需要一种更加准确的定义。 有一种定义生命的方式被称为“达尔文定义” 第一，达尔文定义要求生物必须能够进行自我描述。也就是说，生物必须提供能够重建自我的“操作手册”或者一整套指令。这就将晶体排除在了生物大门之外，因为它们无法提供真正的自描述。晶体之所以能够生长，只是因为它们的结构将自由单元组织到了现有模式之中。 第二，达尔文定义还要求生物个体必须能够自己执行自我描述指令，从而实现自我复制。这就将病毒排除在了生物大门之外，因为它们是通过“劫持”宿主细胞的分子机制实现繁殖的。地球上的所有生命都有自己的操作手册，这本手册的内容就是DNA或RNA分子内的一套基因。大量蛋白质会转译并执行基因中的指令信息。因此，这种定义生命的方式也被称为基因定义。 第三，达尔文定义要求生物的生命运作系统必须能够在自然选择下进化。这其中包含了一条隐性信息，那就是生物复制遗传信息的方式不能太准确，因为这样才能在遗传过程中引入错误和突变，在大量复制因子中创造随机变异，保证生物在面临环境压力时，仍有一些个体能够存活下来并繁衍后代。这就是达尔文提出的进化机制：随着时间的推移，复制因子会越来越适应所处的环境。这个过程训练出了第一批复制分子，使其能够复制、生长、进化，并最终在40亿年后诞生一个能够意识到这个进化过程的物种——人类。人们常说，人体只不过是一个精巧的有机机器人，它的设计目的只有一个：帮助人类复制自己的DNA。P13-15