今天要为你解读的书是《生命简史》。
这是一部探讨地球生命演化历史的书，从地球上诞生第一个单细胞生物开始，至今已有大约40亿年。地球上的生命从无到有，无疑是一个奇迹，此后的漫长岁月里，自然界的物种不断发展演化，遍布海洋、山川、平原、沙漠、高原、极地，幻化出千奇百怪的生物形态和生存本领，它们适应着环境，也塑造着环境。
在这40亿年里，生命都是一个什么样的状态？它是如何从无到有、从简单到复杂的？生命的发展经历了哪些重要阶段？人类又是从何而来？面对这些问题，我们往往最多知其一二，而难以认识全局。幸好，随着大量化石的发现和古生物学研究手段的进步，今天的科学家，已经能为地球生命的演化史勾勒出一个大致的轮廓，从而让我们加深对大自然和人类自身的理解。
这部《生命简史》的作者，是英国著名古生物学家、剑桥大学教授理查德·福提。福提一生的学术成就斐然，他是英国皇家学会会员，曾担任世界最古老的地质学会——伦敦地质学会的主席，还获得过英国古生物学会的终身成就奖。同时，因为在科普事业上的突出贡献，福提也曾被授予刘易斯·托马斯科学作家奖和迈克尔·法拉第科学贡献奖。《生命简史》是他的代表作，1997年一经出版便大获成功，被美国《时代周刊》评为年度十大推荐图书之一。
作为一名享誉世界的古生物学家，福提把他的毕生所学都凝结到这本《生命简史》中。虽然本书成书于20多年前，在此期间，古生物学界又有了很多新的科学发现，但福提在中文版的序言中指出，书中内容的梗概基本不受影响。
这本书就像一座“生命博物馆”，而福提就是博物馆里的导览员，他对着化石等考古材料，为我们讲解生命大爆发、生物大灭绝、恐龙称霸、古猿出现、人类诞生，让我们对地球生命的演化历史能有一个贯通式的了解，与此同时，他在书中还穿插讲述了自己和同行们工作的方式、技巧和故事，让全书内容更加充实，叙事更加有趣。
接下来，我会分三个部分来为你解读这本书，三部分对应生命演化史的三个阶段。这三个阶段在时间跨度上并不均匀，因为越是古老的历史，保留至今的片段就越残缺不全，我们能还原的轮廓也就越模糊。同时，生命演化的速度也并非一成不变，而是呈现一个不断加速的趋势，所以，第一阶段时间跨度长达30多亿年，第二阶段的跨度接近5亿年，而最后一个阶段的跨度，就只有6500万年了。
第一部分
让我们先从地球生命的起点海洋讲起，说说生命是如何在海洋中孕育的？
我们知道，从细菌到大象，从蝙蝠到卷心菜，地球上的所有生命，在分子层面上都共用一套密码——不管什么生物，都以DNA作为遗传物质，不管在什么生物体内，DNA上的特定序列都对应特定的氨基酸。这种惊人的相似性证明，地球的所有生命都有一个共同的祖先。那么，这个祖先来自哪里呢？
答案是海洋。地球诞生于大约46亿年前，那时候的地球和今天完全不一样，火山喷发出来的蒸汽刚刚形成海洋，大气中还没有氧气，而是充斥着危险的氨气、甲烷和水蒸气，当时的地球表面满是尘埃和喧嚣，陨石不断撞击，火山持续喷发，看起来像是一片炼狱。但科学家们通过实验模拟发现，恰恰是这种极端的环境，能自发地把无机物转化成氨基酸、核酸、细胞膜这些构成生命的原材料。
有了生命的原材料，生命就有了诞生的可能。不过这还不够，就像汽车被组装了起来，但如果不加油点火仍然无法运转一样，生命活动要想进行，就必须有能量的持续注入。那能量来自哪儿呢？经过梳理生物的亲缘关系，科学家们发现，地球生命的最原始物种，是一类极端嗜热的厌氧细菌，这类细菌只能在缺乏氧气的高温环境下生存，在这种环境中，细菌可以通过硫化物的化学反应获得生命所需的能量。作者指出，生命最有可能的诞生地点，是原始的富含硫磺的温泉，温泉口附近的环境，能为原始生命提供能量代谢所需的温度和化学物质。
关于生命最初的诞生时间，学界还没有确切的结论。但科学家们已经在距今40亿年的化石中，发现了原始微生物生存时留下过的细微痕迹，这暗示，在大约40亿年前，地球上很可能就已经诞生了原始生命。
目前发现的最古老的，直接记录原始微生物形态的化石，是距今大约35亿年的叠层石化石。顾名思义，叠层石具有一层一层的结构，这是因为叠层石是由两层细菌交替生长才逐渐形成的，最上面是一层能进行光合作用的蓝藻细菌，它们编织出一层薄薄的表皮，并释放出氧气，紧贴着它下面的一层，是另一种原始细菌，它们以蓝藻细菌的遗体为食。在亿万年的时光里，这两层细菌一点点地生长，叠层石一点点地变厚，由此形成了地球上最原始的生命结构。如果我们回到30亿年前的海底，仅凭肉眼是看不到任何生命迹象的，但散落在海底的，动辄几十上百米高的叠层石会告诉我们，生命的引擎已经点燃。
这时候你可能会觉得，既然生命已经出现，那接下来自然而然地，生命应该会从简单变得复杂，然后植物和动物相继出现，这很符合生命渐进演化的一般逻辑。不过真实情况是，生命诞生之后，时光就好像被冻结了，从40亿年前到20亿年前，这20亿年漫长的时间里，地球生命一直停留在非常简单的单细胞原核生物阶段。直到大约20亿年前，真核细胞才在原核细胞的基础上演化而来。
作者指出，真核细胞的来源，很可能是不同原核细胞之间形成了某种共生关系，比如一个细菌进入另一个细菌体内生存。这其中的具体机制非常精妙，有一本专门讲述真核生物诞生原因的书，《复杂生命的起源》，有兴趣的朋友可以找来看看。新形成的真核细胞体积更大，结构更复杂，有着更大的演化潜能，这为以后多细胞生物的诞生奠定了生理基础。
与此同时，在漫长的时间里，蓝藻细菌一直在不断地通过光合作用向外释放氧气，已经显著地提高了海洋中的氧气含量，有了足够的氧气，有氧呼吸就能为形态更复杂的生物提供更多的能量。最终，在生理结构和自然环境都齐备后，由多个真核细胞聚集在一起形成的多细胞生物出现，动物也从此登上了历史舞台。
目前有化石记录的、最早的复杂多细胞动物，是出现在大约5.8亿年前的埃迪卡拉生物群，这些动物化石最早在澳大利亚的埃迪卡拉山地中被发现，所以由此而得名。埃迪卡拉生物群里的动物都是软体动物，它们仅仅出现了4000万年，就突然在岩层中神秘地集体消失。这次生物大灭绝事件的具体原因我们不得而知，但它的意义非同寻常，因为在此之前，地球生命的种类总是在不断地增加再增加，而这次灭绝是有史以来生物种类的第一次大规模减少。
不过，我们不必为埃迪卡拉生物群的消失而伤心，因为不久之后发生了另一件大事，足以冲刷掉一切惋惜，这件大事就是大名鼎鼎的、发生在5.4亿年前的寒武纪生物大爆发。寒武纪大爆发有多重要？举个例子，很多古生物学家，直接把地球生命的全部历程分成两个阶段，一个是寒武纪大爆发之前的阶段，另一个是大爆发之后的阶段，足见其历史地位之高。
在寒武纪大爆发之前，地球上的所有动物都只有软体结构，体型很小，外形也很相似，但寒武纪大爆发之后不久，化石记录下来的物种数量迅速增多，今天几乎所有动物的祖先在短时间内纷纷出现。关于寒武纪大爆发的确切原因，目前学界还在讨论之中，作者认为，寒武纪生命多样性的爆发，很可能是当时物种体型增大的结果。
在此之前，因为所有动物都是软体动物，而且体型也都很小，所以就算已经演化出了不同门类，但一直都很难在化石上留下自己的独特印记。而寒武纪大爆发之后，动物们的体型增大，也进化出了各自不同的硬壳，所以就更容易在化石中留下自己的样子，这就形成了寒武纪大爆发的现象。
而且，寒武纪大爆发还彻底改变了动物们的生活节奏。在此之前，动物们一直以一种与世无争的态度，过着缓慢平和的生活。但寒武纪大爆发之后，生态系统开始出现竞争，动物们积极地比拼争斗，适应环境，永无休止的生物演化竞赛就此展开。改变一旦发生，就是永久性的，直到今天，生物演化竞赛依然没有停止。
第二部分
接下来的第二部分，我们就聊聊，生命是如何从海洋走向陆地的？
生命有一个特点，那就是不能容忍空白。任何位置任何区域，只要有存在生命的可能性，就一定会有特定的生命形式参与其中，抢占所有空白的生态位。对于5亿多年前的地球来说，陆地就是一片空白，当陆地具备了存在生命的条件时，生命就一定会出现在陆地上。
那存在生命的条件是什么呢？最关键的是氧气，自光合作用出现以来，海洋中的蓝藻细菌和藻类，就一直在勤勤恳恳地改造着大气成分，大大提高了大气中的氧气含量。与此同时，氧气分子在高空中又可以自发转变成臭氧分子，形成臭氧层，过滤掉来自太阳的危险的紫外线，这些都为植物和动物的登陆提供了必不可少的物理条件。
万事俱备之后，植物迈出了走向陆地的第一步。根据化石记录，最早登陆的植物出现在寒武纪之后的奥陶纪，距今大约4.8亿年。因为生命发源于海洋，所以植物登陆后面对的最大挑战就是干旱，它们选择了渐进战术，先在水边扎稳脚跟，随后再深入内陆，先维持低矮的身高，紧贴地面以保持水分，再逐渐长高来适应空气。稳扎稳打之下，植物成功地成为了陆地居民。
随后，动物也开启了登陆进程。最早登陆的是节肢动物，这些节肢动物和今天它们的后代，比如各种昆虫，不仅长得很相似，而且生活习性也几乎没有什么变化。它们和植物相互依存，在土壤中扮演着分解者的角色，把有机质返还到土壤中进行物质循环，这份工作虽然并不起眼，但对维持陆地生态系统的稳定可持续，具有不可替代的重要意义。
节肢动物登陆后不久，脊椎动物也走向了陆地。陆生脊椎动物被统称为“四足动物”，顾名思义，这些动物都有四肢。四足动物进化自鱼类中的肉鳍鱼，这种鱼的特点是，它们的鱼鳍里都有骨骼和肌肉，登陆之后就自然而然地演化成了四足动物的四肢。
不过，要想在陆地上生存，光有四肢还不够，另一个重大挑战是呼吸空气。和植物一样，最早登陆的四足动物也采取了渐进战术，它们生活在水边和陆地的交界处，虽然进化出了肺，但也不能完全脱离水体而生存。这类四足动物就是后来的两栖动物。但生命不能容忍空白，远离水体的陆地依然对生命有着强大的吸引力，这促使四足动物摆脱对水的依赖。
到大约3.4亿年前的石炭纪，两栖动物进一步适应了陆地环境，肺部的发育更加完善，产下的卵的表面也有了羊膜的保护，不用再像青蛙一样必须把卵产在水中，哺乳动物和爬行动物由此走上了历史舞台。
生命一直在演化，地质活动也一直在进行。到大约3亿年前的二叠纪时期，地球上的所有陆地都漂移到一起，连接形成了一块巨型的超级大陆。在这片陆地上，各类动植物逐渐适应了陆地生活，绝大部分脊椎动物门类陆续出现，生命的演化进入了快车道。
当然，其中也避免不了磕磕绊绊。大约2.5亿年前的二叠纪末期，因为可能存在的气候变化、海洋环境变化和地质活动变化，地球生命遭受了一次史无前例的大灭绝，大量生物彻底从历史舞台中消失，据统计，有多达96%的海洋物种在此次事件中灭绝。这次大灭绝开启了三叠纪，恐龙也在三叠纪时期登上历史舞台，不过恐龙刚出现时，并不是自然界中的优势物种，也并不像我们想象的那样庞大，实际上，最早的恐龙还没有一个成年人高。直到三叠纪末期的又一次大灭绝，打击了当时自然界其他的优势物种后，恐龙才抓住机会，在接下来的侏罗纪越长越大，成长为庞然大物。
接下来的故事我们就很熟悉了，在长达1.4亿年的侏罗纪和白垩纪里，恐龙一直都是自然界当之无愧的霸主。每天听本书曾经解读过一本专门介绍恐龙历史的书籍，名为《恐龙的兴衰》，感兴趣的朋友可以找来听听，在这里我就不对恐龙的历史展开来说了。唯一值得一提的是，在侏罗纪时期，恐龙的一支逐渐进化出了羽毛，最终演化成了鸟类，自此鸟类也登上了历史舞台。
时间一天天、一年年地流逝，恐龙进化出了最庞大的身形和最强大的武器，它们对陆地的统治似乎永远不可撼动。哺乳动物虽然有着和恐龙同样悠久的历史，早已在陆地上生存上亿年，但此时只能活在恐龙的阴影之中，而且好像永无出头之日。但大自然并没有打算让恐龙永远保持自己的统治地位，6500万年前，一次突如其来的生物大灭绝事件给了恐龙沉重一击，除了鸟类以外，整个恐龙家族全部灭绝。
关于这次大灭绝的原因，学界至今仍然没有定论，但根据现有证据，彗星撞击和火山喷发很有可能是罪魁祸首。而幸运的是，哺乳动物不仅在这次灾难中逃过一劫，还顺势开启了地球生命的全新篇章。
第三部分
生命不能容忍空白，恐龙从优势物种的王座上跌落下来，就势必会有其他物种蜂拥而上，历史选择了哺乳动物，并最终选择了人类。最后一部分，我们就一起回顾一下这段历史，聊聊哺乳动物和人类是如何成为生命舞台上的主角的？
所谓哺乳动物，是一类能通过乳腺分泌乳汁哺育幼体的高等动物，大到牛、大象、鲸鱼，小到猫、狗、老鼠，都属于哺乳动物的范畴。今天的哺乳动物，是所有动物中多样化程度最高、分布最广泛的一类生物，自恐龙灭绝后，也一直是陆地上占据支配地位的优势物种。不过在此之前，因为自然界先后被假鳄类和恐龙所统治，在巨兽的阴影下，早期哺乳动物毫无竞争优势，在食物链上的位置一直比较低，体型也只能长到和老鼠差不多大。直到6500万年前，彗星撞击导致的大灭绝事件终结了恐龙的统治，才给了哺乳动物一个期待已久的翻身机会。
然而，想翻身的可不止哺乳动物。王位空出来了，每个物种都跃跃欲试，但唯独哺乳动物和鸟类做足了准备。根据地质学推测，当时的地球气候已经有了明显的季节性，极地冰川也一度大幅扩张，在这种情况下，体温随环境变化的两栖动物和爬行动物，很容易在寒冷时节失去活动的能力，而哺乳动物和鸟类的体温恒定，这就能让它们始终维持活跃的状态，而相比于鸟类，哺乳动物的形态差异程度更大，在生态系统中占据的位置更多，所以最终哺乳动物脱颖而出，成为自然界中的最优势物种。
化石证据清楚地记录下了哺乳动物的变化，恐龙灭绝后不久，哺乳动物的种类和数量就大幅增加，体型也普遍增大。同时得益于大陆板块的漂移作用，原本在二叠纪时期连在一起的泛大陆，逐渐彼此远离，这让生活在不同大陆上的动植物，有了各自的演化路径。据统计，地质活动的这种影响，让物种的数量扩增了5到6倍，哺乳动物的多样性也由此进一步提升。
伴随着物种数量提升的，同时还有哺乳动物的智商。哺乳动物都是恒温动物，所以为了维持较高的体温，它们就要比其他变温动物消耗更多的食物，这就要求它们必须主动出击，想方设法地提高自己的捕食效率，同时降低自己被捕食的风险。正是在这种生存的压力下，哺乳动物的潜能被充分发挥，演化出了自然界最高水平的智慧。不久之后，灵长类动物出现了。
相比于其他哺乳动物，灵长类大脑的相对大小要大上不少，所以整体上也更加聪明，尤其是灵长类里面的类人猿一支，更是进化出了最发达的认知能力，此时，人类诞生的曙光已经初现。
相比于其他灵长类动物，人类最重要的特征之一就是直立行走，那人类是什么时候开始直立行走的呢？上世纪70年代，古生物学家在非洲坦桑尼亚发发现了距今360万年的两个脚印化石，这是证明人类直立行走的最早化石记录，这两个脚印的主人属于原始人类，它们被称为南方古猿。
直立行走看似是走路方式的变化，实际上影响深远，双腿的直立让南方古猿的上肢得到解放，摆脱束缚的双手可以用来进行更精确的操作，这刺激了大脑的进一步发育。到大约250万年前，大脑的认知水平，已经能够支撑原始人类制作最简单的石制工具，人类从此迈入了旧石器时代。
根据出土的化石记录，从这以后，全球各地陆续发现了多个早期人种，他们被命名为能人、直立人、匠人、智人等等，但因为早期人类的化石存量非常有限，而且命名混乱，所以学界对原始人类的演化路径，一直有着不同的观点。实事求是地讲，我们今天没法确定原始人类具体都经历了哪些进化阶段。但学界公认的是，真正的现代人类出现在大约4万年前的非洲，他们掌握了复杂的工具制造技术，学会了用兽皮制作衣服，对周围温度的承受力远远超过了其他动物，由此走出了非洲，穿过阿拉伯半岛，进入中东和亚洲，还跨过了白令海峡进入美洲，并且都很快适应了新的环境。在颠沛流离中，他们的肤色和身高发生了变化，基因也出现了一些差异，并形成了今天的几大人种。
同时，人类的不同原始部落之间，也开始逐渐演化出了文化和生产方式的多样性。大约10000年前，两河流域的居民学会了种植小麦、大麦和豆子；大约9000年前，古代中国的居民开始种植谷子和水稻，大约5000年前，南美洲的居民学会了种植玉米……农业的发展进一步激发了人类文明的萌发，人口成倍地增长，社会的创造力也开始突飞猛进，文字陆续出现在世界各地。终于，人类文明的火种被点燃了，接下来的故事，就出现在了我们的历史教科书中。
结语
生命简史的讲述到此就告一段落，但生命没有终章，大自然还在书写这段历史。
通过这本书，我们可以提炼出生命历史的那个永恒主题——运气。作者认为，生命就像一场赌博，很多时候是运气在决定最后的输赢。基因突变要靠运气，好的突变能提高生物的适应能力，坏的突变则可能给生物致命一击；演化时机要靠运气，埃迪卡拉生物群里的物种，出现的时机不够好，绝大多数都消失在了历史长河之中，而哺乳动物抓住了恐龙衰落后的短暂窗口期，一跃成为最成功的优势物种；出现的地点也要靠运气，适宜的自然环境能激发物种的演化潜能，而恶劣的自然环境则可能让物种走向灭绝。
很显然，作为人类，我们是极其幸运的，我们的祖先抓住了合适的机遇，走上了合适的演化道路，产生了独一无二的基因突变，最终成就了站在食物链顶端的你和我。我们应该为自己成为地球生命40亿年演化史中的幸运儿感到欣喜，更应该珍惜生命的赠予，珍惜现在所拥有的一切。
