月归档:七月 2016

读书笔记(十)动物园

  本文地址:http://sokoban.ws/blog/?p=2833 最近连续读了三本和生命科学相关的书。又因为儿子的缘故,两个月内连续去了两个海洋极地馆或动物园。本文写写这些读书和见闻的收获。 一、动物 按照目前的生物分类理论,动物界(kingdom Animalia)是生物的六个界之一(其他五个为植物、真菌、原生生物、古菌、细菌)。最早的动物大概出现在7亿到6.7亿年前,只占地球生命史的一小部分,比地质年代中的显生宙略长。 动物目前约分为30个门(phylum)。这些门中,有一大部分是两侧对称的(bilateral symmetry)。对称性在粒子物理的规范场论中有非常重要的地位,动物也进化出某种对称性,这之间有没有什么内在联系呢?至于非两侧对称的动物,有多孔动物门和辐射对称的刺胞动物门(Cnidaria,如珊瑚虫、水母等)等。 大部分两侧对称动物有一条消化道,由此又分为前口动物和后口动物两大类。前口动物包括节肢动物门(如昆虫)、软体动物门、环节动物门等。后口动物含脊索动物门(Chordate)和棘皮动物门等。所以脊索动物门之外,与人类最接近的一个大门是棘皮动物,如海星。 再往下细分,脊索动物门的主体脊椎动物分为鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类五大类。哺乳动物中的灵长目除了含有大量不同种类的猴子外,还有四个属的大猿:红毛猩猩、大猩猩、黑猩猩和人。其中又以黑猩猩和人最亲。 现代人一个单一物种内部,也可以通过Y染色体DNA或mtDNA等推测史前人类族群的演化和迁徙。 从动物到人的进化路线,大体如此。 二、生命之树(Tree of Life) 沿着生命之树,从动物在往上追踪到生命的根节点,生命又该如何分类?对生物的分类,实际上也是对地球生命的起源和本质的探求。目前人类对此的认识在不断深化。 对所有具有细胞结构的生命(未包括更简单的生命形式,如病毒等)的分类,先是分为原核生物和真核生物两大域。Karl Woese 于1977年把原核生物区分为细菌和古菌两大类,并于1990年正式提出应该把生命分为细菌、古菌和真核生物三大域。 目前的观点把生命之树的根节点,即最晚共同祖先(LUCA, last universal common ancestor)的位置放置细菌和古菌(含真核生物)中间。由于细菌和古菌中,横向基因转移(horizontal gene transfer,或lateral gene transfer)发生较多,生命之树在其根部更像网状,这也为推测生命之树带来很大困难。 另外,病毒能否被纳入生命之树? 关于生命之树的最新观点,可参阅以下综述文章。 Koonin, E. V. (2010) The Two Empires and Three Domains … 继续阅读

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读书笔记(九)Your Inner Fish

  本文地址:http://sokoban.ws/blog/?p=2811 上次读的《The Story of the Human Body》一书,从进化论角度,把人体的一些生理现象追溯到人和黑猩猩的共同祖先。这次读《Your Inner Fish》一书,也是从进化论的角度去解释一些人体的生理结构,但是追溯的时间更长,从这本书的副标题:A journey into the 3.5 billion-year history of the human body 可以看出,作者谈论的历史最早达到35亿年前,这个时间被认为是多细胞生物首次出现的时间。此书作者Neil Shubin是一位古生物学家和进化生物学家,他把专业的生物学知识解释得通俗易懂。实际上,很多地方写得过于浅显和罗嗦,有些同样或者类似的论述、类比或者比喻在书中重复出现太多。 读此书的最大收获是对进化论和动物分类学有了新的认识。此前,我对动物分类的模糊认识就如下图(前几天刚刚从广东省博物馆的自然历史展厅拍摄),动物类别之间的关系是并列的。看了《Your Inner Fish》一书后,对哪些动物和人类的亲缘关系更近有了多一点认识。比如说,习惯上脊椎动物分为五大类:鱼、两栖、爬行、鸟、哺乳。但从进化角度看,后四类都是鱼类的一支进化而来。而鸟类和哺乳动物又都是分别从爬行动物的一支进化而来。但是我们一般说爬行动物(reptile)时,是不包含鸟类和哺乳动物,从这个意义上说的爬行动物是一个并系群(paraphyly)的概念,而不是单系群(monophyly)。 全书11章内容概述如下。 第1-3章:四肢。前三章可以说是全书的引子,并且照应的书名的Fish一词。作者通过化石、胚胎学、基因三大方面的证据,详细解释了鱼鳍如何进化为四肢,从而论证了包括人在内的两栖、爬行、鸟和哺乳四大类动物都是由鱼的一支进化而来。 第4章:牙齿。从爬行动物进化到哺乳动物,出现上下牙齿对齐的变化。 第5章:头部。主要从胚胎学角度,指出了发育成鱼类的鱼鳃的部位发育成人的下巴、耳朵、喉头、咽喉等。 第6章:身体计划(body plan)。指出了大量的动物物种,包括含昆虫在内的节肢动物、棘皮动物和脊椎动物等,都有分节(segmentation)这一特性。 第7章:多细胞生物。如前文指出,本章照应了书名的副标题。提供多细胞生物基本功能的主要基因,早在单细胞生物时期就已经长期存在。多细胞生物的出现可能有地球氧气含量提高、避免被其他生物捕食的原因。 第8章:嗅觉。人类嗅觉基因很多,大部分已经失效,却保存了人类嗅觉的进化历史。 第9章:视觉。人和昆虫的眼是否有共同的起源?灵长类才进化出较强的彩色视觉,有利于辨别主要食物:水果。 第10章:听觉。哺乳类动物才有外耳,中耳的三块骨头分别属于两个节(segments)。 第11章:人类某些缺陷或疾病(如打嗝、吃东西有呛到气管的风险等)的进化论根源。      

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读书笔记(八)The Sixth Extinction

    本文地址:http://sokoban.ws/blog/?p=2763 一、普利策奖:非小说类(Pulitzer Prize for General Non-Fiction) 美国的普利策奖非小说类图书奖从1962年开始颁发,一般一年评出一本。 我大概2003年前后读过1998年的获奖作品《Guns, Germs, and Steel: The Fates of Human Societies》的中文版。同一年进入最终候选名单的另外一本《How the Mind Works》我也买了未读。还买了1980年的获奖作品《Gödel, Escher, Bach: an Eternal Golden Braid》,也未读。 本文是比较新的2015年获奖作品《The Sixth Extinction》的读书笔记。女作者 Elizabeth Kolbert 是 The New Yorker 的特约撰稿人,虽然不是职业科学家,但科学素养也非常高。作者显然阅读了大量最新的科学文献,还采访了全世界许多科学家和科研项目,保证了内容和观点的可靠性。 二、全书概要 《The Sixth … 继续阅读

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读书笔记(七) The Story of the Human Body

  http://sokoban.ws/blog/?p=2723 一、继续谈 Kindle 电子书 前两年参加了很多路跑(马拉松)比赛,一场比赛报名费几十元到几百元都有,报名时丝毫没有犹豫。但是花几十元或一百元买一本书,特别是买一本 Kindle 电子书,则往往犹豫很久。我没有具体统计过我一年买多少本纸质书,大概顶多也就几十这个数量级,但也有买多了太占地方的担忧。Kindle电子书虽然不占空间,却又因这玩意虚无缥缈摸不着,有了是不是更亏了的纠结。 上个月连续购买并阅读了几本 Kindle 书后,我发现Kindle 电子书的一大优点就是阅读效率高些。我自己的经验是纸质书买回来读的比例不高。有时候发现一本想看的书,在网上下单,一般一天后快递送货上门,书到手时并非恰好有空或有兴致看。而 Kindle 书则不同,零碎时间也可以看,样章看完的确想买,几十秒钟就可完成购买和下载,继续往下看了。这可以作为继续购买和阅读 Kindle 电子书的一大理由了。 这篇读书笔记主要写写刚看完的《The Story of the Human Body》一书。 二、人是善于耐力跑的动物吗? 自从跑马拉松后,就一直对一个问题很感兴趣:人是否是所有哺乳类动物中最擅长耐力跑的?在阅读了一些资料(有待阅读更多)之后,我的结论是:人毫无疑问是最擅长长距离耐力奔跑的哺乳动物之一。但人和马或者骆驼相比究竟谁更强?对于哪种动物可以坐上耐力跑的绝对第一的位置,我没有看到特别令人信服的研究和论证。常见的拿人和其他动物比较的分析里面,往往有一些问题。比如,很多马的长距离奔跑数据都是有一个成年人骑在上面的,这就低估了马长距离奔跑的平均速度。另外,长期耐力跑对马的寿命有何影响我尚没有找到可靠资料。 读过Nature杂志上一篇文章:Endurance running and the evolution of Homo (Vol 432, 18 November 2004, 345-352)。两位作者从进化角度论证了人首先是进化成一种善于奔跑的动物。在读了《The Story of the … 继续阅读

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