小生命：大腸桿菌解開生命奧祕

我們靠它解開遺傳之謎，
我們靠它解開演化之謎，
我們甚至靠它創造基因工程。
從它身上得到的發現，同樣適用於大象。
它是大腸桿菌，大眾眼中的恐怖微生物。

《演化：一個觀念的勝利》作者最新力作
中國時報2005年開卷年度十大好書獎（翻譯類）
2006年第三屆吳大猷科普著作獎（翻譯類金籤獎）

　　汙染食物的罪魁禍首？害人生病甚至喪命的萬惡毒菌？

　　在大眾眼中，大腸桿菌是惡名昭彰的小東西，避之唯恐不及；然而對人有害的大腸桿菌種類並不多，致命的更只有少數幾種。自出生開始，人類腸道便已充滿大腸桿菌，不但對人無害，甚至可幫助我們分解養分、抵抗外敵。

　　《演化：一個觀念的勝利》作者卡爾．齊默，與賈德．戴蒙齊名，被譽為是最棒的科普作家，二○○七年榮獲美國國家科學院科學傳播獎，是科普寫作的最高榮譽。他帶我們看見大腸桿菌豐富的生命歷程，發現這個簡單微小的生物竟有許多意料之外的複雜行為。它就像人一樣進食、成長、繁殖、老化、死亡，甚至還有性行為與社會行為。

　　此外，大腸桿菌也為我們解開了遺傳、基因與演化的謎團；不但是生物學家百年來瞭解生命最有力的工具，更是人類改造生命的利器。它開啟了基因工程與生物科技，為人類製造出胰島素甚至生質燃料。

　　這是大腸桿菌的故事，也是生命本身的故事。我們可以經由大腸桿菌看見生命的歷史，同時還能看見生命的未來。

作者簡介

卡爾．齊默（Carl Zimmer）

　　傑出的美國科學工作者、科普作家，現居於紐約；曾擔任Discovery雜誌資深編輯，經常為紐約時報、新聞週刊及National Geographic，Audubon，Science等知名科學雜誌撰稿，並在Natural History雜誌上闢有專門介紹演化的專欄，曾獲得2004年科學新聞報導獎、2007年美國國家科學院「科學傳播獎」等多項獎項；著有At the Water’s Edge（水之濱）、Parasite Rex（霸王寄生物）及Soul Made Flesh（道成肉身）等科普書籍。

譯者簡介

潘震澤

　　台灣大學動物系所畢業、美國密西根韋恩州立大學生理學博士，洛克斐勒大學、密西根州立大學、密西根大學等校研究，專長為神經內分泌學；曾任陽明大學生理研究所教授兼所長，並曾獲慶齡基礎醫學獎、國科會傑出獎、特約獎等榮譽。現任教於美國韋恩州立大學及奧克蘭大學。

　　近年關心科普讀物譯介，譯有《人體生理學》、《天才的學徒》、《誰先來？》、《幹嘛要抽菸？》、《基因煉獄》、《為什麼斑馬不會得胃潰瘍》、《睡眠的迷人世界》、《基因組圖譜解密：當代科學最偉大的發現》、《器官神話》、《生命的線索》、《DNA圖解小百科》等書，著有《科學讀書人》、《生活無處不科學》，並擔任《科學人》雜誌編譯委員。

導讀：從細菌看生命

潘震澤

「瘋狂」的生物學家
「二十世紀是物理學的世紀，二十一世紀則是生物醫學的。」這句話，想必很多人都聽過，甚至也講過，但不一定會問為什麼。長久以來，生物學以觀察記錄等定性活動為主，與可以用儀器定量、寫成公式運算，並進行實驗驗證的物理化學相比，屬於軟性科學，地位也差上一截。

曾幾何時，生物學家也開始採用實驗方法，並藉由各種儀器之助，解開了許多生物構造與運作方式的謎題。生物學家發現，再怎麼複雜的生物，也是由幾種常見的元素，從原子、分子、細胞、組織、器官、系統等一層層由簡入繁建構而成。組成生物的化學分子，也都遵從已知的物理化學原理運作，與無生命世界並無差別。

然而，具有生命的生物確實擁有一些無生命物質所沒有的特性，像是生長、生殖、適應以及死亡等，讓人難以捉摸。而腦力發達、凡事都想求解的人類，會想像出精氣、靈魂、生命力以及來生轉世等觀念，來解釋奧妙的生命，亦無足為奇；迷信、神話與宗教也因此出現，至今仍在人類社會扮演重要的角色。

生物學研究雖然後來居上，成為當代顯學，但生物學家針對生命本質的探究，直接挑戰了傳統宗教的看法，而與衛教人士產生衝突。某個討論演化的英文網站，甚至出現如下反諷：「物理學家是好人，因為他們不會說什麼讓你不高興的事；玩弄基因的生物學家，則是把人類帶往地獄的瘋狂科學家。」

問題是：生物學家對於生命的看法，與一般人相比究竟有什麼顯著的差異？這樣的差異又如何造成？這兩個問題的答案，都可以從本書取得。


微生物的世界
「真實的生命都在細微處發生」是個文學比喻，也是科學事實。自十七世紀顯微鏡發明後，一個肉眼不可見的新世界，在人的眼前展開：不單是各種形狀大小各異的動植物，都由無數個細胞組成，甚至在空氣、土壤、水中以及人體內外，也有獨立的單細胞生物存在，其數量種類之多，更遠超過人的想像。

微生物的世界，從介於生命與無生命之間的病毒算起，涵蓋細菌、真菌以及動、植物在內，也不限單細胞生物。早先，生物學家以細胞內有無細胞核、粒線體等胞器為原則，將生物分成原核生物（prokaryotes）與真核生物（eukaryotes）兩大類；單細胞的細菌都屬於前者，多細胞的動植物及真菌（包括人類在內）則屬於後者。

早在微生物的世界被發現之前，人類就已經開始利用微生物了；無論是將果汁變成酒、酒變成醋，或是乳汁變成酸奶、乳脂變成乳酪等，都是微生物的作用。再者，許多傳染性惡疾，係由空氣及水中不可見的微小生物引起的想法，早在西元前一世紀就有人提出，但在沒有找出證據前，也只能歸入臆測之列。人類歷史上，不時出現奪命無數的瘟疫大流行；除了聽天由命，等疫情自然消退外，基本上人類是無計可施。

時至今日，病原菌理論已深入人心，針對微生物引起的疾病，也有各種預防、控制以及治療措施可用。至於應用在農業、食品業、製藥業以及工業的微生物，更是既多且廣。這一切進步，都要拜百餘年來的微生物學家所賜。二十世紀初科普作家狄克魯夫（Paul de Kruif）的名著《微生物獵人》（Microbe Hunters），介紹的就是這批人。

單細胞微生物雖然簡單，卻也「麻雀雖小，五臟俱全」，舉凡生物的特徵，一樣不缺。再者，微生物容易培養，且繁殖迅速，因此成了研究生命本質的最佳工具。早在一九二六年，荷蘭微生物學家克萊佛（Albert Kluyver）就說過：「從大象到丁酸菌，統統都一樣！」一九五四年，法國生物學家莫諾（Jacques Monod）更進一步引申：「對大腸桿菌來說是正確的發現，對大象也一樣。」

事實上，克萊佛與莫諾在發出上述豪語時，分子生物學尚未萌芽，所以他倆並不真正曉得細菌與哺乳動物之間，到底有多相近。他們只是想說服旁人（以及給自己壯膽），研究肉眼不可見的細菌，也是條瞭解生命的合理進路。四分之三世紀後的今天，生物學家早已接受生命具有共同起源的觀念，如今則是讓更多人知曉這個祕密的時候了。