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一粒細胞見世界

一粒細胞見世界

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9789869317122
倫斯伯格
涂可欣
天下文化
2016年5月26日
127.00  元
HK$ 107.95
省下 $19.05
 
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ISBN:9789869317122
  • 叢書系列:科學天地
  • 規格:平裝 / 360頁 / 14.8 x 21 cm / 普通級
    科學天地


  • 自然科普 > 動物/植物 > 概論











      歡迎跟隨作者的腳步,進入意象豐富的細胞世界暢遊。



      讀者彷彿把自己縮小幾千萬倍,鑽進細胞小人國裡,飽覽微觀世界中,各種精緻的細胞結構、巧妙的功能運作、以及嚴密的調控機制。



      包括:精子如何闖過重重難關衝向卵、細胞如何一分為二、細胞與細胞之間如何接合、細胞是怎麼傳遞訊息的、養分如何進出細胞、細胞又為什麼要根據遺傳程式而自己凋亡、癌細胞又是怎麼生成的……



      而所有的疾病,都是因為細胞出錯惹的禍。



      研究細胞,不僅為各種疾病的治療找到生機,也是解開生命奧祕的關鍵。

      走一趟細胞之旅,等於蒞臨細胞研究的最前線,參觀細胞生物學、分子生物學、發育生物學的精彩成果,碰觸各種熱門的生物醫學話題和科學新知。

      《一粒細胞見世界》,所見到的何止是細胞內的小世界,也見到我們這個充滿生老病死、繽紛多彩的大世界。



    得獎紀錄



       ◎ 《中國時報》開卷版一週好書推薦



      走訪細胞小人國

      顯微鏡下的「細胞」,是一個具體而微的繽紛世界。

      細胞內外的活動,比化學工廠還熱鬧,密密麻麻的組成,比電腦還複雜。



      如果把細胞比喻成一間大小適中的客廳,那麼儲存遺傳藍圖的細胞核,就如金龜車般大;金龜車旁,約有半打的懶骨頭靠椅,疊成一堆,每隔一段時間,就有一些高爾夫球大小的氣泡,自那疊懶骨頭靠椅中冒出,緩慢飄浮……

      這間客廳裡,還織滿了密密麻麻的繩網,有些繩索直直延伸,有些則像樹枝般長出分枝,還有些細繩在纏繞金龜車一番後,延伸到牆上。

      你還可見到許多香腸狀的物體,沿著繩索滑動,更有許多像漏了氣的熱氣球,鬆散的摺疊著,上面還黏了數千顆彈珠呢!

      相當於客廳牆壁的細胞膜,則是細胞最重要也最活躍的部位。

      細胞膜上有數千個「門房」,每個都有特定送往迎來的對象……



    國際媒體好評



      透過顯微鏡頭,觀察一個活生生的細胞,領會生命的奧秘,不免令人激動興奮!

      很難想像,還有什麼更好的方式,能把這份激動興奮之情,傳達給學子。

      倫斯伯格做到了,他對於細胞生物學的驚嘆和熱情,躍然紙上。——《自然》期刊



      《一粒細胞見世界》是一本精彩絕妙的科學文摘,書中提供目前所知的各種細胞內的活動機制……

      作者倫斯伯格能夠精挑細選他的報導主題,畢竟從細胞層次來展現生命的物理基礎,是最恰當不過了。——《紐約時報書評》



      





    導讀 從細胞透視生命本質?? 程樹德

    前言與誌謝 倫斯伯格?? ?



    第1章?? ?一顆小生命

    第2章?? ?分子馬達

    第3章?? ?生命的躍動

    第4章?? ?假如細胞像客廳

    第5章?? ?基因如何運作

    第6章?? ?生命一分為二

    第7章?? ?當精子遇上卵子

    第8章?? ?造人計畫

    第9章?? ?能屈能伸的超級纖維

    第10章?? ?傷口救援行動

    第11章?? ?自我防衛靠免疫

    第12章?? ?癌症就像叛軍突起

    第13章?? ?生命不死



    名詞注釋

    延伸閱讀



    ?





    導讀?



    從細胞透視生命本質

    程樹德




      美國東北部的麻州像是一條巨型的抹香鯨,方方整整的頭和身軀向西插入內陸,剛好咬住紐約州的腰部,而細小的尾巴向北蹺起,仍留在大西洋中,承受海洋之滋潤與肆虐。這條尾巴又像細長的手臂,它其實就是著名的「鱈角」半島。



      半島的南北兩岸均是綿延的沙灘,但南岸尤為波平浪靜,是波士頓人在夏天避暑戲水的勝地,富人尤以擁有面海度假別墅為傲。甘迺迪家族在小港「海恩尼斯」(Hyannis)有個大莊園,老夫人常住於此,而在權力圈內打滾的諸兄弟,休假群聚此處時,便熱鬧滾滾、性事連連。



      在鱈角半島底部,也就是手臂的胳肢窩處,是一個叫伍茲霍爾(Woods Hole)的寂靜漁港。一條小街緊逼著海岸,三、四間老式啤酒館排列在兩側,店外的風鈴叮叮噹噹隨風響著,小漁船從外海進內港時,小街中段的橋便掀了起來。在小街一端有一棟溫暖的小木屋,是間書店,店裡頭除了供應休閒書、旅遊書和文學書外,竟有許多生物、演化、地質和氣象之類的書籍,與大學校園內的書店相比,毫不遜色。小街另一端的左側有間小水族館,展示著幾十種當地的魚類,右側有條巷子,遊客一旦轉進去,會發現幾棟高大的建築,外牆有羅馬式的大石柱,小拱門入口處鏤刻著「莉莉紀念實驗室」或「洛布實驗室」。在這新世界的小漁村中,怎會有舊世界的藝術傳統和科學研究呢?



      凡是對生物學歷史有一絲興趣的訪客,會發現這僅有一條小街的漁港,幾乎是細胞學的麥加聖地。十九世紀末葉,當實驗生物學勃興時,美國東北部的生物學家利用此處易於捕獲海洋生物之便,設立了暑期海洋實驗站,一面享受泛舟觀海之樂,同時也與三、五好友趁機一起做個構思已久的研究。到了二十世紀初,這「伍茲霍爾海洋生物研究所」已開始出現引人矚目的成果。



      從德國移民到此的洛布(Jacques Loeb, 1859-1924),在1912年利用化學藥品刺激海膽的卵,使它不必受精,即進行分裂。這結果不但上了報紙的頭版,而且被新聞界誤報為「試管中製造生命」,甚至被比喻為「處女生子」之神蹟,讓很多未婚婦女不敢到海邊戲水,但也讓求子心切的夫婦趨之若鶩。



      不久之後,一位天才橫逸的匈牙利人聖捷爾吉(Albert Szent-Gyorgyi, 1893-1986),被納粹趕到美國,就在伍茲霍爾落腳下來,他在1930年代即因發現維生素C,而獲諾貝爾生理醫學獎。這位自稱「酒神」型的實驗者,聲明自己沒有長期的研究計畫,今天想到什麼有趣的事,就做什麼,因之他雖然聲望崇高,卻經常申請不到研究經費。他在海洋生物研究所的多年中,對肌肉如何產生運動深感興趣,進而影響了同事,不少人用烏賊的巨大神經軸突,來研究胞內囊泡之移動以及神經脈衝的傳遞。



      海洋生物研究所對科學另一重大貢獻,即是暑期舉辦的細胞生理學課程,凡是研究生或想改行的老手,都可在此接受深入的訓練,而授課者則是資深的細胞生物學家。在密集的授課、實驗和討論中,常激發出新的假設,也正是在這種合作又競爭的氣氛之中,細胞內多種管轄運動的分子,以及控制細胞分裂的「週期蛋白」陸續被發現,因而催生細胞學的黃金時代。



      這項課程的籌劃者有個遠見,即開放一些學員名額給新聞記者及科學作家,讓這些文科人士也能浸潤在細胞學的趣味之中。在1987年,這項「陰謀」果然逮到《華盛頓郵報》記者倫斯伯格,他因之受到雙重的魔咒,不但愛上了細胞學,更與一位同班上課的細胞學研究生墜入情網。從1989年他就辛勤的為這份柏拉圖之愛而東奔西走,進行訪問、撰寫、拍照、思考,終於在六年後,把他「愛的結晶」呈現給讀者,就是您手中這本《一粒細胞見世界》。



      就因作者不是職業科學家,所以反而較重視一般內行人習以為常的科學觀念,也較能透過刻意的說明,讓各種理解層次的讀者,都能一窺科學的堂奧,不論中學生、大學生或研究生,都能從本書的閱讀中受到啟發。



      第一項基本體認:生命的機械觀



      在現今細胞學豐富的歷史及文獻中,有三項基本體認最能讓作者興奮及深思,它們貫穿了各章節,指導了作者思考及敘述的方向。讓我在此提出來,為讀者解釋一番。



      其一就是所謂「生命的機械觀」,也即認為:生命諸運作皆可由物理及化學原理來解釋,不需另想像一種神祕的「生命力」。雖然用機械運行來說明天文現象,很早即由笛卡兒提出,但植物的萌芽、開花與結果,動物的胚胎發育及運動覓食,似乎有一內在的「生機」、「生靈」或「靈魂」在主宰,因此從亞里斯多德以降,一直到十九世紀中葉,歐洲科學家仍然認為一個神祕的「生命力」劃分了生物與無生物。

    但隨著實驗方法的進步,被歸因於神祕力量的現象,可以用自然的運作解釋,而其根本道理似乎也能用日漸精密的物理與化學來明瞭,造物者之心機與生命力的陰影也都被趕出了生命體。



      作者在字裡行間,常情不自禁的表達對這項新體會的快樂,例如幾百萬個保存在液態氮桶的細胞,可以在無生命狀態下冰凍許多年,一旦解凍了,這些細胞又可攝食、爬行和繁殖了。這個例行的實驗步驟,如果用「生命力」之進出來榮耀之,似乎多此一舉。又例如細胞內囊泡交錯運行著,好似有無數小精靈很活躍的推動著,但當我們在試管中能用馬達分子、細胞骨架分子和供應能量的分子重現這「原生質」內神祕運動時,小精靈們也黯然失色了。



      第二項基本體認:演化



      第二項重要觀念即「演化」。如果複雜得像一座大型工廠的真核細胞,能夠由無生命現象的體液突然變化而生,那非得有「靈魂」介入不可,所幸十九世紀的魏修(Rudolf Virchow, 1821-1902)早就提出「新細胞是由既存細胞分裂而成」的觀念。既然細胞有其歷史與傳承,那麼「隨時而變,適應環境而變」的演化過程,也必伴隨著細胞,使地球上之細胞由簡單而複雜,由小而大,由單一細胞而聚集成數百億細胞的共和國。



      倫斯伯格雖沒有闢專章談細胞的演化史,但在各章都用演化觀點來統合生命現象。例如他所描寫的細胞客廳中,有幾百條長香腸般的物體,它們表層膜下,又有第二層膜,彎彎曲曲的摺疊在此胞器中——這種稱為粒線體的胞器專門生產能量分子,但它雙層膜內居然有一圈DNA,也能自製蛋白質。而在植物細胞內的綠色大胞器葉綠體,更有層層疊疊的圓餅狀結構,它能逮住光子的能量而轉換成化學能,這葉綠體也有自用的DNA呢!



      若能知道這兩個大胞器怎樣演化出現,也就能部分回答真核細胞怎樣演化的大問題。二十世紀初就有人主張:粒線體和葉綠體原本是小細菌,但因機緣而活在大細菌體內,然後逐漸改變而成。這種「內共生說」受一般學界嘲笑譏諷,直到1960、70年代由女科學家馬古利斯(Lynn Margulis, 1938-2011)傾全力提倡,方被多數人接受。

    「內共生說」能將原核細胞及真核細胞間的鴻溝交通起來,使細胞的代代綿衍可以上推到約四十億年前,那時有機分子愈變愈複雜,終至組成有內外隔絕、能分裂繁殖、而且能傳遞過往智慧的原始細胞。



      第三項基本體認:個體與群體利益之分際



      第三項重要觀念是,雖然細胞的行為必須要用「演化」的眼光來剖析,才會發現其生存之意義,但多細胞生物的林林總總,要用「個體與群體利益之分際」觀點來看,方才能體會其妙處。作者確實多次觸及這個課題,例如癌症之產生就與細胞失去了外在控制有關。



      單細胞生物能我行我素的活動及繁殖,但有著數百億細胞的大生物內,細胞就得有嚴格分工,因為有性生殖過程中,唯有生殖細胞(精子及卵)有機會傳衍下去,是最有生存利益的;而諸如紅血球細胞只能循環周身,傳送氧及排出二氧化碳;肌肉只能收縮及放鬆;神經細胞只能傳遞信息。它們都不能繁衍到下一代,何以它們不造反,不爭著做生殖細胞呢?



      細胞的共和國內怎樣解決這樣的爭端呢?細胞既聚合成群體,就得放棄其生存「主權」,而以群體之利益為依歸。當群體需其繁殖時,就進行分裂,例如皮膚細胞分裂以修補傷口,而當群體需其犧牲時,細胞就進行「有計畫性的死亡」,例如指間的胚胎細胞和某些免疫系統的細胞。



      細胞怎樣分工、怎樣協調,當是多細胞生物所以能演化出現,首需具備的「遺傳智慧」,也唯有用這角度觀察,癌症的反叛本性才能夠清楚顯現。正常的細胞受了突變,不再理睬外來的信號,只顧利己的生殖,這即走上了腫瘤愈來愈惡化之途,最後把整個群體完全搞垮,癌細胞也無法獨存。個體與群體之利益衝突及其協調,下至基因階層,上至人類社會之大群體,都不斷進行中,作者對此頗有發揮。



      「生命的機械觀」、「演化」及「個體與群體之利益」這三項觀念是倫斯伯格從細胞學知識中,萃取出來的哲思,以之運用到細胞運動、分裂、受精、免疫、癌症、小生物復活及遺傳疾病各專題,的確為正值黃金時期之細胞學,提供一最佳之介紹。讀者以本書為小說,可也,因它頗具趣味;以之為教科書,可也,因它有不少細節呢!



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    1. 一粒細胞見世界