感谢尼克·莱恩先生能将自己的研究成果用生动的语言写成科普读物，如果不是因为他的启发，这本书的作者也不会大着胆子写下这本书。
感谢尼克·莱恩先生能将自己的研究成果用生动的语言写成科普读物，如果不是因为他的启发，这本书的作者也不会大着胆子写下这本书。
根据2017年找到的新证据，最初的生命大约诞生在42.8亿年前到37.7亿年前的深海热液喷口，而地球是在45.4亿年前形成的。如果沿用那个经典的类比，把地球的历史浓缩成24小时，那么，这本书讲的就是凌晨3点钟之前的事情。
所以，有机物的构成细胞看起来如此柔弱，却是由岩石孕育出来的奇迹。直到今天，每一个活细胞的内部，都还镶嵌着数以万计的“岩石碎片”，那是一些金属氧化物的微粒，仍然延续着40亿年前的化学反应，电闪雷鸣般地传递着自由的电子，以此维持着我们全部的新陈代谢。
但如今看来最可能的情形，却是生命本身就源自各种石头： 橄榄石，地球深处最常见的石头，能与海水发生持续的水化反应，给生命起源提供源源不断的能量； 石膏和石灰，地球表面最常见的石头，能够形成错综复杂的矿物管道，给生命起源创造化学反应的条件； 铁硫矿，地热活动形成的铁的硫化物，能够催化复杂的氧化还原反应，促成了生命起源时的
如果要选择一个象征生命科学的符号，那么，DNA（脱氧核糖核酸）双螺旋结构一定当仁不让，甚至要选择能代表自然科学的符号，人们也只会在双螺旋结构和卢瑟福的原子模型[1]之间犹豫不决。
因为水是一种小分子物质，能够嵌进岩石中的晶格里去，让岩石的熔点和密度显著降低。那么，当富含水分的大洋板块在海沟之类的地方俯冲到大陆板块之下，承受了地下深处的高温时，就会一边熔融，变得更加柔软、顺滑，不阻挡后续的板块进一步俯冲，一边不断失水，密度越来越大，拖着后面的板块往地球深处下沉。
生命是一个控制系统，它的控制对象是它的自身，它的控制效果是令自身持
生命是一个控制系统，它的控制对象是它的自身，它的控制效果是令自身持存。
原始地球上的某个环境中存在一些关键的物质，蕴含着显著的熵增潜力，但这些潜力却因为某种障碍无法充分释放。于是，那里的物质就在随机的化学反应中形成了某种耗散结构，奠定了生命的雏形。
薛定谔并没有亲自写出一句话来总结生命的定义，但是在第六章的第四节，他写出这样两个提纲挈领的句子：“一个有机体避免了很快地衰退为惰性的平衡态，而显得有活力”和“要摆脱死亡，要活着，唯一的办法就是从环境里不断地汲取负熵”。
化学渗透假说”（chemiosmosis）：电子传递链会把氢离子从线粒体内膜的内侧全都泵到外侧去，当这些氢离子渗透回内侧，就会像穿过大坝的水流，推动ATP合酶造出ATP。
于是，1981年，波士顿大学遗传学教授琳恩·马古利斯，即天文学家卡尔·萨根的首任妻子，发表了一篇新论文《真核细胞的起源》XIII，系统总结了此前100多年人类对真核细胞起源的思考，提出了一个极富启发性的“内共生假说”。
正向的三羧酸循环是能量代谢的末端，会释放能量，而逆三羧酸循环是物质代谢的起点，要被能量驱动。
所以，总的来说，乙酰辅酶A路径就只包括了四个步骤而已：第一步，把一份二氧化碳还原成甲基；第二步，把另一份二氧化碳还原成一氧化碳；第三步，甲基与一氧化碳相遇变成乙酰基；第四步，让辅酶A来装货。
所以，如果要用传奇的措辞概括他们的理论，那么，在40亿年前的地球上，就是这些铁硫矿物催化了原始乙酰辅酶A路径，为生命的诞生积累了最初的有机物。生命诞生后也就沿用了这套乙酰辅酶A路径，作为最初的固碳作用。在那之后，所有的基本物质能量代谢都由这一套原型衍生而来，所以作为一份进化的遗产，时至今日，地球上的每一种生命，都还在细胞里面保存着一座座微型的白烟囱——血肉之躯里暗藏了一颗岩石的心。
另外，在真实的细胞内，也有一些非常精细的RNA调控手段，例如专门合成一段没有意义的镜像序列出来。比如许多细菌和古菌要对抗病毒，就能合成病毒序列的镜像序列，然后用这段镜像序列与病毒序列配对结合，使病毒序列失去功能。这被称为“常间回文重复序列丛集/常间回文重复序列丛集关联蛋白系统”，缩写为“CRISPR/Cas”，如今已经被广泛应用到基因工程中，是调控基因表达的重要手段。
因为直到现在，我们讲述过的物质能量代谢全都是白烟囱里的地质化学反应，是碱性热液与酸性海水的物质梯度[3]制造了熵增的潜力；是铁硫矿物的晶体施展了丰富的催化作用，破除了熵增的障碍；是矿物管道的热泳作用浓缩了各种物质，逆转了化学平衡的方向。究其根本，是地质化学反应的产物变得越来越复杂，涌现出了原始细胞这样复杂的有机体，如果那些地质化学反应停止了，原始细胞转瞬之间就会因釜底抽薪而瓦解。就如同沸水冷却后气泡破灭，傀儡师撒手后木偶瘫痪。
总之，经尼克·莱恩的研究小组的计算，共祖细胞膜两侧的pH值只需相差3，也就是氢离子浓度相差几千倍，能量转换氢化酶和ATP合酶就能达到今天的工作效率了。
自然界的海水总是钠离子比钾离子多得多，而细胞的内环境却总是反过来的，钾离子比钠离子
自然界的海水总是钠离子比钾离子多得多，而细胞的内环境却总是反过来的，钾离子比钠离子多得多。
这是因为海洋中的盐分来自地表的岩石，岩石中的金属离子会被降水溶解出来，汇入大海，然后随着海水蒸发像熬盐一样富集起来。而岩石中的钠离子比钾离子更容易释出，所以即便是在河流湖泊这样的“淡水”中，钠离子的个数也是钾离子的10倍左右。另一方面，盐分离开海水的主要途径是重新形成岩石，而钾离子又比钠离子更容易形成岩石，所以总归起来，海水中的钠离子就比钾离子多得多了。
ATP合酶起源于末祖，但是在细菌和古菌分野后才进化成熟的。 更具体地说，ATP合酶起源图景的前半部分，也就是轮子和碾子组成蛋白质分泌系统的部分，应该发生在逆向转运蛋白出现之前，因为这两部分在所有生命体内都一样，更可能是共祖的特征；后半部分，也就是架子和棍子出现，ATP合酶开始泵出氢离子的事情就出现得晚一些，因为古菌和细菌的架子有很多差异，未必有相同的来源，尤其是棍子，它在细菌和古菌的细胞内差异非常大，明显对不上号。有了这个解释，我们就可以把ATP合酶调转方向的经过推测得更加清晰了。
有了这种新的能量转换机制，产甲烷古菌和产乙酸细菌就能从别的“地方”搞来能量。只是这个“地方”实在叫人吃惊：电子分歧能把氢分子中的一对电子拆开，一个用来还原某种“高能物质”，一个用来还原铁氧还蛋白，等铁氧还蛋白驱动了物质能量代谢，再抽取一部分能量，用来补充已经消耗掉的“高能物质”。所以，电子分歧是一种“能量借贷”，它透支“未来要合成的有机物中的能量”，驱动“现在需要转移的电子”。
如果你手中的这本书意外地销量很好，这本书的作者或许会拿出另外一年的光阴去写一本《复杂生命的起源》，但是在这不可预期的未来到来之前，你可以买来一本尼克·莱恩写的《复杂生命的起源》看一看，那里面介绍了白烟囱假说和它的后续故事。
最刺眼的是那个解旋酶，它的细菌版本和古菌版本在进化上有些亲缘，却又在装配上制造了更加巨大的鸿沟。虽然上面的两个图示把它画成了一个楔形，好像要顺着双链的缝隙将其劈开似的，但我们已经在第二十一章大致说过它的原理，它实际上是一个六元环，要套在双螺旋的一条单链上捋下去。细菌的解旋酶套在后随链上，而古菌的解旋酶却套在前导链上，这种根本性的差异非常不可能来自同一个进化原型。
复制体复制DNA的速度接近航空发动机喷气的速度，而误差率却低到几亿分之一，如此精密复杂的大型分子机器究竟是怎样进化出来的，以及，细菌和古菌是怎样获得不同的复制体的？
这样，我们终于可以总结这幅DNA复制系统的起源图景了：末祖很可能是一个逆转录细胞，但也可能已经有了简单的解旋酶和DNA聚合酶，只是效率都不高。而在它们渐渐获得独立生存的能力，分化成细菌和古菌的过程中，一些病毒另外进化出了更加完备的复制DNA的酶系统，然后把这些基因横向转移到了细胞的基因组内，全盘取代了原来那套低效的酶系统。
比如人的卵母细胞早在胚胎发育第一个月就已经确定下来，然后进入漫长的休眠，从青春期开始，每个月激活一两个，那个绝经前排出的最后一个卵细胞，竟然可能休眠四五十年之久。