生命進階─從繁殖機制到意識誕生：有性生殖×免疫系統×感覺行為×人類演化，進入高階生命的內在結構
活動訊息
內容簡介
繁殖不只是延續生命，更是生命走向複雜的起點！
從性別決定到感覺系統，每一項功能都經歷千萬年演化試煉
【生命進入複雜性的新階段】
延續上冊對生命起源與早期細胞機制的縝密重建，本書將視角推進到生命進化的下一階段──從單細胞邁向多細胞、從生存走向感知、交流與智力的演化脈絡。書中以分子生物學、細胞與基因機制，闡述生物如何藉由性別分化、基因重組、訊息傳遞與演化壓力，打造出多樣化、適應性極高的生物體系。
▎從繁殖策略到演化創新
無論是動物的性別決定、植物的世代交替，還是病毒如何改寫宿主基因，每一項機制都藏著生物在自然選擇下不斷創新的軌跡。書中深入剖析減數分裂、有性生殖與配子形成的演化背景，並說明這些繁殖策略如何促進基因重組與多樣性，進而推動演化的加速與適應。
▎病毒、免疫與生物攻防
病毒雖非生命體，卻以驚人方式參與了生命的演化！書中詳述病毒的演化歷程、複製策略與與宿主的對抗機制，並以分子層級揭示免疫系統如何應對不斷變異的病毒威脅。從細菌的CRISPR防禦，到人類的抗體與T細胞反應，這是一場看不見的演化軍備競賽，也是生物為生存所展開的分子級智慧之戰。
▎感官、智力與人類誕生
當生物學會接收訊號、整合資訊並做出回應，「感覺」與「意識」便誕生了。本書同時將焦點聚於動物的感官演化、神經網路與智慧形成，並鋪陳人類出現前的演化階梯：從靈長類的行為模式到腦容量變化，從社會性行為到語言與思考的起點。人類，不再只是演化的結果，更是參與演化的一種方式。
➔演化如何造就思考中的生命？
除了生理結構與繁殖策略，本書也關注生命內在層面的演化，如動物如何感知世界、如何透過神經系統整合訊息，進而產生意識與學習能力。從蠕蟲的簡單神經迴路，到哺乳動物的高度感知與智慧反應，作者帶領讀者走入神經演化與行為科學的前線，思考什麼讓我們成為「能思考的生命體」。
本書特色：本書為《生命簡史──起源》下冊，深入剖析繁殖、病毒、協同與防禦等核心議題，揭示從性別決定機制、減數分裂、性演化到動植物的免疫系統，如何形成高度精密的生命秩序。書中結合神經科學、生理學與演化生物學，探討人類意識、行為與智力的形成，勾勒出從基因到大腦、從單細胞到文明之間錯綜複雜的生命邏輯。
從性別決定到感覺系統，每一項功能都經歷千萬年演化試煉
【生命進入複雜性的新階段】
延續上冊對生命起源與早期細胞機制的縝密重建，本書將視角推進到生命進化的下一階段──從單細胞邁向多細胞、從生存走向感知、交流與智力的演化脈絡。書中以分子生物學、細胞與基因機制，闡述生物如何藉由性別分化、基因重組、訊息傳遞與演化壓力，打造出多樣化、適應性極高的生物體系。
▎從繁殖策略到演化創新
無論是動物的性別決定、植物的世代交替，還是病毒如何改寫宿主基因，每一項機制都藏著生物在自然選擇下不斷創新的軌跡。書中深入剖析減數分裂、有性生殖與配子形成的演化背景，並說明這些繁殖策略如何促進基因重組與多樣性，進而推動演化的加速與適應。
▎病毒、免疫與生物攻防
病毒雖非生命體，卻以驚人方式參與了生命的演化！書中詳述病毒的演化歷程、複製策略與與宿主的對抗機制，並以分子層級揭示免疫系統如何應對不斷變異的病毒威脅。從細菌的CRISPR防禦，到人類的抗體與T細胞反應，這是一場看不見的演化軍備競賽，也是生物為生存所展開的分子級智慧之戰。
▎感官、智力與人類誕生
當生物學會接收訊號、整合資訊並做出回應，「感覺」與「意識」便誕生了。本書同時將焦點聚於動物的感官演化、神經網路與智慧形成，並鋪陳人類出現前的演化階梯：從靈長類的行為模式到腦容量變化，從社會性行為到語言與思考的起點。人類，不再只是演化的結果，更是參與演化的一種方式。
➔演化如何造就思考中的生命？
除了生理結構與繁殖策略，本書也關注生命內在層面的演化，如動物如何感知世界、如何透過神經系統整合訊息，進而產生意識與學習能力。從蠕蟲的簡單神經迴路，到哺乳動物的高度感知與智慧反應，作者帶領讀者走入神經演化與行為科學的前線，思考什麼讓我們成為「能思考的生命體」。
本書特色：本書為《生命簡史──起源》下冊，深入剖析繁殖、病毒、協同與防禦等核心議題，揭示從性別決定機制、減數分裂、性演化到動植物的免疫系統，如何形成高度精密的生命秩序。書中結合神經科學、生理學與演化生物學，探討人類意識、行為與智力的形成，勾勒出從基因到大腦、從單細胞到文明之間錯綜複雜的生命邏輯。
目錄
第八章 生物的繁殖方式
第九章 與生物如影隨形的病毒世界
第十章 生物之間的協同、攻防與競爭
第十一章 生物的壽命祕密
第十二章 動物的感覺系統
第十三章 動物的意識和智力
第十四章 人類的誕生歷程
參考文獻
第九章 與生物如影隨形的病毒世界
第十章 生物之間的協同、攻防與競爭
第十一章 生物的壽命祕密
第十二章 動物的感覺系統
第十三章 動物的意識和智力
第十四章 人類的誕生歷程
參考文獻
試閱
第八章 生物的繁殖方式
生物體是地球上（如果還沒有證明是宇宙中）最複雜的結構，然而越是複雜的系統，出毛病的機率就越高。生物體的高度複雜性既為生命活動所必須，又使生物體變得脆弱，無法成為永遠不出毛病的金剛不壞之身。要使物種能夠延續下去，唯一的辦法就是用新的個體來代替老的個體，這就是生物的繁殖。
生物有兩種繁殖方式──無性生殖與有性生殖。前者由單個生物體透過細胞分裂就可以實現，主要是原核生物的繁殖方式；而後者需要來自兩個生物體的細胞融合，是真核生物的主要繁殖方式。
第一節 生物的無性生殖
無性生殖透過單個生物體的細胞分裂就可以完成，不涉及雄性和雌性。對於單細胞生物（無論是原核生物還是真核生物）來說，無性生殖就是細胞一分為二。DNA先被複製，然後細胞分為兩個，各帶一份遺傳物質。新形成的子細胞和分裂前的母細胞遺傳物質相同，是母細胞的複製。
但是對於多細胞的動物，一分為二就比較困難了。水螅的身體只有兩層細胞，可以進行出芽生殖，即在軀幹上長出小水螅，再脫落變成新的水螅（參見圖5-2）。但是對於結構更加複雜的動物，用分身術來繁殖就困難了，即使如螞蟻、蝗蟲這樣的低等動物，都不可能用出芽或分身的方式來繁殖後代。
動物和真菌採取的辦法，是把DNA包裝到單個特殊的細胞中，再由這個細胞發育成一個新的生物體。例如，產生青黴素的真菌青黴，就透過菌絲頂端細胞的細胞分裂，形成孢子，孢子被風或者水流帶到新的地方，再長出新的青黴。動物中的雌蚜蟲也可以透過細胞分裂產生一些特殊的細胞，再由這些細胞發育成為完整的雌蚜蟲，而不需要雄蚜蟲。
植物要靈活一些，可以由營養器官（根、莖和葉）在脫離母體以後直接發育成一個新的個體。例如，馬鈴薯的塊莖就可以長出新的馬鈴薯植株；落地生根在葉片邊緣長出帶有根的幼芽，脫離母體後也可以長成新的植株。
無性生殖的方式簡單有效，常常可以在短時間內產生大量的個體，同時也有缺點，就是只能產生自己的複製，遺傳物質被禁錮在每個生物個體和它的後代身體之內，只能單線發展，與同類生物別的個體中的遺傳物質沒有關係。也就是說，每個生物體在DNA的演化上都是獨立工作者，對於自己和自己後代DNA的變化後果自負，某些個體中DNA新出現的有益變異也無法和別的個體共享。
對於單細胞生物來說，這通常不是問題。單細胞生物一般繁殖很快，在幾十分鐘裡就可以繁殖一代。那些具有DNA有益變異的個體很快就可以在競爭中脫穎而出，成為主要的生命形式，差一點的就會被淘汰了。單細胞生物每傳一代，就有約3/1000的細胞DNA發生突變，其中一些突變能使生物適應新的環境。透過迅速的改朝換代，單細胞生物通常能比較順利地適應環境的變化。
但是對於多細胞生物來講，這個策略卻不理想。每個被淘汰的個體都含有成千上萬甚至上億的細胞，代價太大，而且多細胞生物換代比較慢，常常需要數星期、數月，甚至數年才能換一代，演化趕不上環境變化。在環境條件變化比較快的時候，這些只能進行無性繁殖的物種就有可能因不能及時適應環境的變化而滅絕。
同一物種中不同個體的DNA序列是有差別的，如果有一種方法使同一物種中不同個體的遺傳物質結合，就能比較快地導致遺傳物質的多樣化，對於物種的繁衍是非常有利的，這就是透過生殖細胞的融合來繁殖後代的有性生殖。
生物體是地球上（如果還沒有證明是宇宙中）最複雜的結構，然而越是複雜的系統，出毛病的機率就越高。生物體的高度複雜性既為生命活動所必須，又使生物體變得脆弱，無法成為永遠不出毛病的金剛不壞之身。要使物種能夠延續下去，唯一的辦法就是用新的個體來代替老的個體，這就是生物的繁殖。
生物有兩種繁殖方式──無性生殖與有性生殖。前者由單個生物體透過細胞分裂就可以實現，主要是原核生物的繁殖方式；而後者需要來自兩個生物體的細胞融合，是真核生物的主要繁殖方式。
第一節 生物的無性生殖
無性生殖透過單個生物體的細胞分裂就可以完成，不涉及雄性和雌性。對於單細胞生物（無論是原核生物還是真核生物）來說，無性生殖就是細胞一分為二。DNA先被複製，然後細胞分為兩個，各帶一份遺傳物質。新形成的子細胞和分裂前的母細胞遺傳物質相同，是母細胞的複製。
但是對於多細胞的動物，一分為二就比較困難了。水螅的身體只有兩層細胞，可以進行出芽生殖，即在軀幹上長出小水螅，再脫落變成新的水螅（參見圖5-2）。但是對於結構更加複雜的動物，用分身術來繁殖就困難了，即使如螞蟻、蝗蟲這樣的低等動物，都不可能用出芽或分身的方式來繁殖後代。
動物和真菌採取的辦法，是把DNA包裝到單個特殊的細胞中，再由這個細胞發育成一個新的生物體。例如，產生青黴素的真菌青黴，就透過菌絲頂端細胞的細胞分裂，形成孢子，孢子被風或者水流帶到新的地方，再長出新的青黴。動物中的雌蚜蟲也可以透過細胞分裂產生一些特殊的細胞，再由這些細胞發育成為完整的雌蚜蟲，而不需要雄蚜蟲。
植物要靈活一些，可以由營養器官（根、莖和葉）在脫離母體以後直接發育成一個新的個體。例如，馬鈴薯的塊莖就可以長出新的馬鈴薯植株；落地生根在葉片邊緣長出帶有根的幼芽，脫離母體後也可以長成新的植株。
無性生殖的方式簡單有效，常常可以在短時間內產生大量的個體，同時也有缺點，就是只能產生自己的複製，遺傳物質被禁錮在每個生物個體和它的後代身體之內，只能單線發展，與同類生物別的個體中的遺傳物質沒有關係。也就是說，每個生物體在DNA的演化上都是獨立工作者，對於自己和自己後代DNA的變化後果自負，某些個體中DNA新出現的有益變異也無法和別的個體共享。
對於單細胞生物來說，這通常不是問題。單細胞生物一般繁殖很快，在幾十分鐘裡就可以繁殖一代。那些具有DNA有益變異的個體很快就可以在競爭中脫穎而出，成為主要的生命形式，差一點的就會被淘汰了。單細胞生物每傳一代，就有約3/1000的細胞DNA發生突變，其中一些突變能使生物適應新的環境。透過迅速的改朝換代，單細胞生物通常能比較順利地適應環境的變化。
但是對於多細胞生物來講，這個策略卻不理想。每個被淘汰的個體都含有成千上萬甚至上億的細胞，代價太大，而且多細胞生物換代比較慢，常常需要數星期、數月，甚至數年才能換一代，演化趕不上環境變化。在環境條件變化比較快的時候，這些只能進行無性繁殖的物種就有可能因不能及時適應環境的變化而滅絕。
同一物種中不同個體的DNA序列是有差別的，如果有一種方法使同一物種中不同個體的遺傳物質結合，就能比較快地導致遺傳物質的多樣化，對於物種的繁衍是非常有利的，這就是透過生殖細胞的融合來繁殖後代的有性生殖。
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