自序

生命史有两种写法。第一种是按照时间顺序，写出生物自产生到现在所经历的主要宏观事件。由于生命的形成和发展依赖于地球上的环境，生命活动又反过来改变这些环境，生命史就始终与地球史紧密交织。读这样的生命史，犹如坐上时间飞船，回到地球遥远的过去，目睹地球形成，地球表面冷凝为地壳，海洋和大陆出现，板块运动，大陆漂移，造山运动，火山爆发，陨石撞击。在这些环境条件下产生原核生物（细胞中没有细胞核的生物），原核生物变为真核生物（细胞中有细胞核的生物），单细胞生物发展为多细胞生物，植物和动物分道扬镳，生物登陆，植物从苔藓植物发展到蕨类植物再到种子植物直至开花植物，动物从无脊椎动物发展到脊椎动物，再发展到两栖动物、爬行动物、鸟类和哺乳类动物，直到人类出现。在40亿年左右的时间内，生命经历过漫长的缓慢发展阶段，又迎来过爆发式发展的时期；生命有过大繁荣，也遭遇过多次大规模的灭绝。地球上的生物就是在这样的和风细雨和惊涛骇浪交替出现的环境中，顽强地生存下来，并且从最初的共同祖先发展成为目前的数百万种生物。

这样的生命史动人心弦，读之犹如看一场精彩的科普电影，使人心潮澎湃。然而，这样的生命史提供的只是宏观历史事件，而没有生物产生和发展的内部机制。生物是由分子组成的，这些分子从哪里来？它们又如何聚集在一起，产生最初的生命？细胞如何分裂？原核细胞又是怎样变成真核细胞的？单细胞生物怎样发展为多细胞生物？多细胞生物中不同类型的细胞如何形成？是什么分子使细胞发展出吞食能力，导致动物的诞生？这种吞食能力又如何导致植物的诞生？各种巧夺天工的生物结构是如何形成的？生物怎样发展出雄性和雌性？生物如何防卫自己？生物自带的“钟表”怎样工作？感觉是怎样产生的？是什么分子的变化使人类从灵长类中脱颖而出？这些问题都不能从第一种生命史中得到答案。

在过去的几十年中，生命科学有了爆炸式的发展，特别是对基因和蛋白质的研究，使人们在分子水平上对生命现象有了深刻的理解。基因控制着生物的性状，生命的演化其实就是基因的演化，通过它们编码的蛋白质得以实现。基因的变化存留在各种生物的遗传物质脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid，DNA）中，有清晰的脉络，成为生命演化的分子化石。就像生物的化石记录能够让人写出第一种生命史，存留在DNA中的分子化石也使我们可以写出另一种生命史。第一种生命史是在宏观规模上，从外部来观察生物演化的历史，是生命的外史；第二种生命史则是在分子水平上，从内部来看生物演化的过程，是生命的内史。

本着这个想法，我自2011年起，在“科学网”上发表了一系列科普文章，受到读者的广泛欢迎。2013年，应北京师范大学郑光美院士的邀请，我开始在《生物学通报》的“生物探秘”专栏内定期发表文章。2014年，清华大学出版社的胡洪涛老师提议将我发表于“科学网”上的部分文章集书出版；几乎在同时，北京大学出版社的王立刚老师建议在这些文章的基础上加以扩展，全面系统地在分子水平上介绍各种生物功能的形成原理和发展过程。这两个建议都已经付诸实施。2015年4月，清华大学出版社出版了《上帝造人有多难——生命的密钥》，此书随即被中国图书评论学会评为2015年7月“中国好书”。由北京大学出版社出版的《生命通史》耗时5年，于2019年6月出版，此书被《南方都市报》评为2019年“中国十大好书”之一。2019年，经郑光美院士提议，我在《生物学通报》上发表的部分文章被汇集成书，由科学出版社出版，书名为《纷乱中的秩序——主宰生命的奥秘》。

《生命通史》一书近80万字，在分子水平上系统地叙述了生物所有主要功能产生和发展的历史。此书以科普的形式写成，但是仍然有一定程度的专业性，适合有生物化学基础的人阅读。为了让更广大的读者也能够了解这方面的知识，经与胡洪涛老师商定，我决定另写一本规模小一些、中学文化程度的读者即可看懂的书，名为《生命简史：从尘埃到智人》。此书不仅包含了《生命通史》中原有的内容，还新增了植物叶和花形成的机制、生物的寿命、人类演化等内容，所以这本书并不完全是《生命通史》的简化版。在此我对胡洪涛老师及其同仁长期以来的支持和帮助表示衷心的感谢。

像以往一样，在本书写作的过程中，得到了郝杄林女士的大力协助，除了让我能够集中精力写作，她还仔细阅读书稿，提出许多很好的建议。在本书面世时，我也要向她表达感激之情。

朱钦士
2021年9月25日