源自尘埃的世界(元素周期表如何塑造生命)/哲人石丛书

本•麦克法兰以一位化学家的视角追溯了数十亿年的进化史，讲述了元素、分子以及它们所构成的动物、植物和矿物。他从简单的化学元素周期表出发，通过几个学科的有机结合，用一个个巧妙的实例和引人入胜的小故事带你认识地质变迁、化学变化和生物演化之间的关系，以及生命进化史背后隐藏的秩序，以此去思考生命的起源和生物复杂性的本质。

元素周期表中的那些方格包含了不少惊人的事实。这些元素讲述的故事，给化学、地质学、生物学甚至历史赋予了隐藏的秩序。 本·麦克法兰在《源自尘埃的世界》中追溯了数十亿年的进化史，以元素的数学作为开头，以人类的发展作为结尾。在这个故事中，元素周期表可以帮助我们看到新事物。世界就像是建立在地质学基础上的舞台。流水不断浸蚀山脉中的岩石，将矿物质转移进化学，并为远古生命提供化学护盾。在这种环境下，一系列化学规则不断提升生物的复杂性。随着细胞构成生物和生态系统，五颜六色的分子捕获了太阳的能量，并释放氧气。氧气是一个关键因素，它改变了世界，并使元素周期表中的一些元素按照可预测的顺序不断被生命利用。这些事件在版画家加拉?本特和医学插画家玛丽?安德森创作的40幅原创插图中得以生动体现。 本书适合那些对科学故事感兴趣的读者。岩石、元素和生命是这个故事的主角，将地质变迁、化学变化和生物演化交织在一起。麦克法兰将科学和艺术有机地结合起来，展示了历史、绘画、音乐、文学和化学的灵感共性。无论您的科学背景是什么，您都能在本书中找到一个新的视角，以此来思考这个古老的世界是如何形成的。

本•麦克法兰（Ben McFarland），在位于美国华盛顿州的西雅图太平洋大学教授化学和生物化学，已获佛罗里达大学化学专业和科技写作专业双学士学位、华盛顿大学生物分子结构与设计专业博士学位，研究方向为利用化学规则重新设计免疫系统蛋白质

第一章 砷基生命
第二章 预测细胞内的化学机制
第三章 展开的元素周期表
第四章 三相点上的行星
第五章 生命起源的7条化学线索
第六章 错综复杂的反应轮
第七章 阳光的风险与回报
第八章 后退一步，前进两步
第九章 氧导致的分解与结合
第十章 放逐元素的回归
第十一章 化学如何形成历史
第十二章 熟悉的副歌
词汇表

     莫诺湖的地质特征对其中化学过程的影响 2010年12月2日上午1l：16，我收到了一封来自我学生的电子邮件，他是我生物化学课的学生。之后我又收到来自课上其他学生的两封邮件，都是问我是否听说过那个新闻。当天上午11点的一个新闻发布会宣称，科学家在莫诺湖中发现一种奇特的细菌，它用砷代替磷组建了自己的DNA。很快社交媒体上出现了相关的热点话题：砷基生命。我们都很激动，也有一点点困惑。我刚刚在课堂上讲授了磷对于DNA的独特用途。我无奈地自言自语：或许教科书得改写了。 如今，尘埃落定——教科书中的相关内容一如从前：DNA由磷建造，没有砷什么事。那个新闻发布会之后整整两年时间里，全球多个实验室围绕这个结果进行了很多实验。结果证明，教科书上说的是对的，但是这个事件依然有其价值。“砷基生命”事件的影响绝不只是在微生物学研究领域，而且是关乎科学本身，关乎我们该如何去理解事物，关乎自然史的本质。 每个人都应该知道这个事件。它可以降低我们对下一个成为热点话题的新闻发布会的期望值，还可以让全球科学界更加谨慎地对待这些新发现。而且，这个事件还表明，有一些事物隐藏在我们所生活的世界中，它们之所以没有被报道，是因为它们来源太多而且十分复杂。一种隐藏的秩序使得生物学甚至社会学变得有意义，这种隐藏的秩序就是化学。 所有生命，从湖水中的细菌到在阅读这些文字时你大脑中活跃的神经元，都会受到一定的约束。它们随机地适应环境，具有近乎无限的创造性，但是生命的总体路径是受的，就如同在跨洋邮船的甲板上活动一样。生命数十亿年时间尺度的演化历程，是受化学规则约束的。 规则之一是磷才能构建优质的DNA，而砷不行。为了得到这个结论，我们不得不从砷基生命的故事起源地开始。被称为砷基生命的细菌引发了轩然大波，而它们的家乡在加利福尼亚州的一个偏僻之地——莫诺湖。 莫诺湖坐落在约塞米蒂东部一个盆地底部，这个盆地位于康内斯山的山脚下。它是北美洲最古老的湖泊之一，宁静而美丽，其中有不少粗糙奇特的石灰华柱，看上去如同异星景观。这片湖毒性较大，含砷的湖水让周边的生态系统处于持续的化学威胁之中。 莫诺湖是一个不寻常的地方，生存着特殊的生命，这种生命甚至具有特别的原子。莫诺湖不寻常的化学成分源于特殊的地理环境。从空中俯瞰，莫诺湖具有不对称的形状，它的西岸略呈方形且有尖角，它的东岸则呈圆弧形。西部的尖锐边缘是地质断层的结果，由395号公路勾画出来。在断层以西，来自地壳深处的力量挤压出内华达山脉；在断层以东，撕裂而成的平整地块上出现了湖泊。西部的山脉阻挡了湿气前进的步伐，使得山脉东部的莫诺湖区域变得干旱而少雨。这里也是内华达沙漠的起点。 P1-2