发布日期 2020-10-07

生物学家与艺术家的妙趣合作-看到大自然的全新面貌

原标题:生物学家与艺术家的妙趣合作-看到大自然的全新面貌

60多年前,年轻的沃森和克里克发现DNA的双螺旋结构将分子生物学的大幕缓缓拉开,从孟德尔,到摩尔根,再到沃森和克里克,人类终于认识遗传物质到底是什么?进而人类才意识到,世间的生物用的是相同的遗传物质。

很多人都知道,我们与黑猩猩的基因差异非常微小,就是这微小的差异导致了我们与猩猩巨大的不同,我们惊讶于生命的精彩纷呈和多种多样,为世间万物的异彩纷呈而欢呼。但自然界中,不仅仅有差异性更有同一性,这种同一性往往更重要,同一性才是开始掌握生物学的基础。

生物都是借助化学键组成链,都是是由糖驱动的生命运转,都是由信息来进行驱动和交互。其实“组装”一只苍蝇并不比组装一架波音747容易,蜘蛛网并不是随便编织的,鸟类历经了复杂的进化才有现在的翅膀,生物的性状都有存在的理由……

但是我们往往意识不到这些!

生物化学家马伦·霍格兰为了让大众意识到生命的共通性,与画家伯特·窦德生合作完成了一部令人惊叹的作品《观念生物学》终于让我们可以看到大自然的全新面貌了。

这是一本怎样的书?

设置有全书简介

“想象一下,你正走在一片荒无人烟的沙滩上,突然看到一副鲸的残骸。时间、海浪和食腐的鸟类已经销蚀了它大部分血肉。你可能第一反应是同情这种与我们有血缘关系的哺乳动物,也可能很好奇到底发生了什么事——这只鲸身上有着怎样的故事?”

“当你观察这些骨骼时,它的样式将令你大为惊讶……实际上,鲸胸鳍中的这些骨头和人的手臂与手掌非常相似。尽管比例大小不同,但二者的模式是惊人的雷同。”

在这以后切入全书的主题——生命的同一性,今天支撑着地球生命的基本结构与机制都适用于现存的生物,创造生命的过程遵循着一套共通的法则。

在简介的最后是徐徐展开的画卷,讲述全书的脉络与阅读指南。作者非常诚恳地讲述着每一章的主题去,从全景图一般的模式历经能量、信息、装置、反馈、社群五个部分,最终用进化来将生物学的方方面面统一起来。讲述这一切的,则是手绘的插画,这也是这本书的第二个亮点。

手绘

每个在中学阶段学过生物的人都深有体会,生物学往往会沦为背诵的战场,大量内容过于抽象,理解是不能理解的,最终还是得靠背。

《观念生物学》则用手绘插图的方式来帮助我们更加深入和形象地理解生物学知识,利用想象画出照片很难做到的场景,呈现出照片无法呈现的细节,以及干净利索的解释。

比如这页,需要说明恐龙是如何进化成鸟类,以及进化中骨骼的变化,这显然不可能用照片来展示了,但是通过手绘,这根本不是问题。

再比如生命的内外之分,细胞膜用磷脂分子组成,一侧亲水,一侧亲脂,将细胞内外的环境隔离的同时,保证细胞膜内部环境的稳定,在这里,作者用麝牛环绕成一圈的插图,传达了这个意思——恰巧磷脂分子的形状也像一头牛,有着亲水的头部与亲脂的尾部。

但是手绘的意义还不止这些,从上面的例子就能看出来,手绘是比喻的基础,而生动、精准的语言和比喻是这本书的又一个亮点。

生动诙谐,异常准确的语言和比喻

我们能够看到漫画作者疯狂的比喻,比如将整个身体比作城市,血小板(为什么我总是记着血小板)的凝血功能是织成一张网。《观念生物学》用各式各样的比喻来进行讲述,如下图:

原子和分子用球表示已经不是什么新鲜的比喻了,但是当氨基酸变成链的一环——那么蛋白质就是是链子的盘曲。当核苷酸的碱基、核糖、磷酸被抽象化的时候,后边的任何比喻都不再显得奇怪了。

再举一个例子,这里讲述的内容基于热力学第二定律,生命为了维持一个有序的形态就必须要消耗能量,为了展示这个过程,用积木来表示有序和无序,用上坡和下坡表示有序与无序之间的变化,其实,生命并没有凌驾于自然的规律之上,只是将自然规律化作自身优势罢了。

从微观到宏观,从个体到群体的知识结构

《观念生物学》做到了各章之间衔接有序,渐次深化的内容组织,作者不满足于让读者知道些零散的生物学知识就拉到,两位作者想让读者掌握的不仅仅是知识,更是一个从微观到宏观,从个体到群体的生物学知识结构。

举一个例子,这页讲述了生物通用的能量通货ATP的形态和作用,ATP高能磷酸键的断裂与形成(这个戴眼镜的人其实是个很好的比喻,高能磷酸键确实像这个人一般“狂野”和活泼)几乎每一时刻,在每一个活细胞中的ATP都高达10亿个,每隔两三分钟这些ATP分子都被消耗,可想而知这内容是多么的微观。白细胞之所以跑这么快,都是因为ATP哦!

还有这里,在认识ATP之后,这里讲述了ATP的合成。还是最原始的那种,无氧呼吸,也叫糖酵解,又名发酵,酿酒的原理就在于此,生产ATP需要细胞器参与,更需要多种酶的参与,这已经比ATP宏观一点了。

再举一个例子,细胞器是看不见摸不着的,更宏观的人体组织就可以直观地感受了,比如这里蛋白质的七种功能。

还有这里,此处就已经脱离了个体的范畴,多种生物生存在同一个环境中会形成一个生态系统,生态系统有大有小,到了这里,开始讲述宏观和群体的生活与调节,而这就是生物之间共存共生的前提。

在全书的最后,开始讲述进化,也就是新物种的产生,这已经不再是一两个个体的事情,也不是一两个物种的事情,这是整个自然界的事情,前面所讲述的一切:能量,信息,反馈,社群在这里交汇与统一。

知识的结构性让这本书变得非常耐嚼,那怕我们对这些内容已经烂熟于心,我们仍会为书中生动诙谐的比喻和立体全面的知识结构拍手称快。

科学的精神与人文和自然的关怀

一本好的科学书能给予读者的不能仅仅是知识,还应该能够让读者理解自然,并让生活变得更加丰富多彩。

陆地上的某种蜥蜴进化成了现代的鸟类,听起来很不可思议,但这是真的。只需要一点小小的优势发扬光大,经过时间的推移就能成就物种的进化——这和我们的人生何其相似?

在全书的最后,作者依然没有忘记环保,“我们给自然世界留下的印记越深,我们对它的责任就越大。”

大神之作

最后让我们我们来看看两位作者,这是生物化学家与插画家的完美组合:马伦·霍格兰(Mahlon Hoagland),美国生物化学家,于1948年在哈佛大学医学院获得医学学位,并在该学院细菌学系工作。其对生物学的最大贡献是发现了转运RNA(tRNA)和氨基酸活化机制,帮助构建了遗传学的基础。霍格兰一生共发表62篇文章,被引用超过2 500次。他曾两次被提名诺贝尔奖,并于1976年获得富兰克林生命科学奖章。他曾出版6本面向公众的分子生物学书籍,并于1982年和1996年两次获得美国医学作家书籍奖。

伯特·窦德生(Bert Dodson),才华洋溢的画家,曾为60多本书籍绘制插画。他也在学校开课教授素描与绘画,并著书教人如何画素描。

《观念生物学》就是两位作者合作的结晶,科学家希望读者们能对科学探索的成就和人类不断加深认识的能力感到敬佩和骄傲。另一方面,艺术家则看到一种可能性,让大家领会到人类与生命世界的同一性。我想他们做到了。

我觉得这本书挺好的,你呢?

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《观念生物学》

马伦·霍格兰(Mahlon Hoagland)、

伯特·窦德生(Bert Dodson) 著

洋洲、玉茗 译

生物学家与艺术家的妙趣合作

探索从微观生物与宏观世界的生命同一性

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