01 / 導讀
導讀
引用
Davies, J. A. (2015). Life Unfolding: How the Human Body Creates Itself. Oxford University Press. (Original work published 2014.)
章節概要
本書於2014年2月出版精裝本,2015年出版平裝本,約300頁:一個開篇章節加上分為四個部分的十八章,書末附有參考文獻和索引。作者是愛丁堡大學的發育生物學家。據出版社介紹,本書圍繞一條核心原理——「適應性自我組織」——講述人類從卵到成人的發育故事:眾多細胞之間以及細胞內分子機器之間的交互作用,能夠組織起比它們自身大得多的組織結構,在過程中不斷修正錯誤,並在原本沒有複雜性的地方創造出新的複雜層次。戴維斯稱本書試圖清楚易懂地解釋這一點,並強調系統的觀點:適當安排的回饋如何使只攜帶極少資訊的小單元在大得多的尺度上組織起來。許多章名帶有隱喻色彩,因此下面的概要只限於章名、各部分標題和出版社介紹所能說明的內容。
第1章:面對一種異質的技術
開篇一章不屬於四個部分中的任何一部分。章名把身體建構自身的方式呈現為與人類工程根本不同的東西。《出版人週刊》(Publishers Weekly)的書評這樣概括這個主題:身體建構自身的方式與我們蓋房子的方式截然不同,其中沒有發號施令的「老闆」,控制無所不在。
第一部分 初步草圖——第2–6章:從一個細胞到許多細胞;造成差異;奠定身體藍圖;開始建構大腦;長除法
第一部分討論最早的階段:從受精卵到眾多細胞,使這些細胞彼此不同,建立基本的身體藍圖,以及大腦建構的開始。本部分以「長除法」一章結束,其具體主題在所查資料中沒有說明,最好閱讀原書了解。
第二部分 添加細節——第7–13章:決定命運的對話;體內之旅;管線系統;組織器官;拿起手臂(和腿);Y染色體如何起作用;布線
第二部分為草圖充實細節。章名所指向的內容包括細胞間訊息傳遞、胚胎內的細胞遷移、身體的血管和管道、器官的形成、手臂和腿的生長、Y染色體的作用以及神經系統的布線。《出版人週刊》的書評把其中起作用的策略描述為:分泌蛋白之間的交互作用,具有不同受體和黏附特性的細胞表面,以及最終來自大腦不同區域的分子訊息。
第三部分 精修——第14–18章:為成為人而死亡;形成心智;比例感;交朋友與面對敵人;維護模式
第三部分討論身體基本建成之後對其進行精修的過程。從章名可以看出,內容涉及作為正常發育一部分的細胞死亡、心智的形成(書評者提到神經元依賴活動的布線與重新布線)、身體比例的控制、免疫系統對敵友的區分,以及成年期身體的維護。出版社指出,本書著重介紹胚胎學知識如何被用來理解身體為何老化和衰竭。
第四部分 展望——第19章:展望
最後一部分只有一章。據《出版人週刊》的書評,戴維斯在此提出,未來在於研究基因表現和細胞連結的更大模式,這些網絡或許能幫助研究者揭示「普遍原理」。
核心概念
第1章與第一部分:面對一種異質的技術;初步草圖
- 自我組織:在沒有中央藍圖或控制者的情況下,透過細胞之間的局部交互作用建構出龐大而複雜的結構。
- 適應性自我組織:在進行過程中自我修正錯誤的自我組織,是本書的核心原理。
- 身體藍圖:發育早期確立的身體基本配置。
第二部分:添加細節
- 細胞訊息傳遞:細胞之間透過分泌蛋白和表面受體進行的溝通,決定細胞將成為什麼。
- 細胞黏附:細胞相互黏附方式的差異,被用來分選和塑造組織。
- 器官形成:從早期胚胎建構器官、四肢、血管和神經連結。
第三至四部分:精修;展望
- 依賴活動的布線:神經連結透過其自身活動得到精修。
- 回饋:使小而簡單的單元能夠組織和調節比自身大得多的結構的機制。
- 維護與老化:成年期身體為保持有序而持續進行的工作,以及這種工作失敗時會發生什麼。
評析
優點
- 統一的核心思想。 根據出版社和作者本人的說明,適應性自我組織貫穿全書。這使非專業讀者能夠把發育理解為一組彼此相關的過程,而不是一份事實清單。作者強調回饋和控制,把系統生物學的思想帶入了這個故事。
- 以人為中心。 本書追蹤人體從卵到成人、再到維護和老化的全過程。對自身身體或醫學有興趣的讀者會覺得主題與自己直接相關。
- 超出胚胎階段。 第三部分把故事延伸到心智的形成、身體比例、免疫和維護,把發育與生理學、老化和疾病連結起來。
- 被認為對學生有用。 《出版人週刊》認為學習發育生物學的學生會發現本書有用;《科學人》(Scientific American)的簡評則稱本書闡明了關於微小組成如何產生生命複雜性,我們知道什麼、不知道什麼。
局限
- 對一般讀者而言較為艱深。 《出版人週刊》的書評者雖然向學生推薦本書,但認為對一般讀者來說內容相當密集。沒有高中生物基礎的讀者應做好讀來吃力的準備。
- 不是教科書。 本書是面向一般讀者和學生的人體發育敘事,並非為系統學習模式生物和實驗而編排,不能取代課程教科書。
- 2014年的快照。 書中反映的是2010年代初的研究狀況,此後的進展(例如類器官和單細胞方法)不在其範圍之內。
在課程中的定位
在本書單的發育生物學書目中,Life Unfolding 是兩本面向一般讀者的書中較長的一本。Lewis Wolpert 的 Developmental Biology: A Very Short Introduction 用約130頁講述脊椎動物、無脊椎動物和植物發育的基本過程,是更快讀完的入門讀物,並提供了專注於人類的戴維斯無意提供的比較背景。先讀沃爾珀特、再讀戴維斯效果很好:沃爾珀特提供術語,戴維斯補充系統觀點和人類的故事。
在課程方面,Slack 與 Dale 的 Essential Developmental Biology 以及 Barresi 與 Gilbert 的 Developmental Biology 是系統講述模式生物、實驗和機制的教科書。Wolpert's Principles of Development 是面向具備細胞和分子生物學基礎讀者的進階教科書。Carroll、Grenier 與 Weatherbee 的 From DNA to Diversity 討論動物形態的演化,這是戴維斯只間接觸及的主題。戴維斯的書最好與上述某一本教科書同時閱讀,作為把各種機制串連起來的敘事。
如何使用本書
本書面向一般讀者和學生。書中假定讀者具備高中生物知識,但鑑於書評者指出的內容密度,對細胞和基因有一定了解會讀得更順。
- 依序閱讀: 本書是從卵到成人的敘事,四個部分層層遞進。第1章闡明核心思想,不應跳過。
- 學生的核心內容: 第一和第二部分,討論早期胚胎以及器官和組織的建構,這是大多數發育生物學課程的內容。
- 更廣泛的興趣: 關於神經系統、免疫、身體比例和維護的第三部分,適合神經科學、免疫學或醫學系的學生;最後一章對任何思考研究方向的人都有幫助。
- 與課程搭配: 每學完一個教科書單元,就讀戴維斯的相應章節,並思考回饋和自我組織如何解釋剛學過的機制。
