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The Tangled Bank: An Introduction to Evolution(糾結的河岸:演化導論) cover

生物學

生物學

The Tangled Bank: An Introduction to Evolution(糾結的河岸:演化導論)

Carl Zimmer

英文原名: The Tangled Bank: An Introduction to Evolution

一位科學作家為初次接觸演化生物學的讀者所寫的圖文並茂入門書。書中以化石、基因、野外研究與實驗,說明演化如何運作、生物學家又如何研究演化,並延伸到生命起源、物種形成、人類演化與醫學。

需要的基礎: 具備高中生物程度即可;除了簡單圖表之外不需要數學。

難度等級
入門
學術層次
大學部
evolutionnatural selectionphylogeneticshuman evolution教科書

01 / 導讀

導讀

引用

Zimmer, C. (2013). The Tangled Bank: An Introduction to Evolution (2nd ed.). Roberts and Company Publishers.

章節概要

第2版(2013年8月出版,版權年份2014年,約470頁)共15章,據出版社介紹收有285幅繪圖和照片。目前的出版者 Macmillan Learning 把本書定位為第一本為一般讀者編寫的演化教科書,並指出它被廣泛用於非生物主修的生物學課程。依出版社的說法,第2版經過大幅修訂:新增了一整章關於人類演化的內容,以及更多概念、新插圖和新研究,另有 Alison Perkins 編寫的獨立學習指南。第1版(2010年)的書評描述了第2版沿用的寫法:每章以研究人員工作的場景開頭,這個場景在本章後半部發展成個案研究;行文則避免使用公式。

第1章:會走路的鯨:演化導論

開篇一章以鯨的演化為線索,從長著腿的鯨類化石談起,介紹什麼是演化、生物學家使用哪些證據。第1版中,本章以一個個案研究收尾:藉由化石、解剖、遺傳學、生活史和保育問題,探討鯨為什麼有噴氣孔。

第2章:達爾文之前與之後:演化生物學簡史

本章講述從自然哲學到達爾文及天擇觀念的演化思想史,為全書其餘部分展開的概念奠定基礎。

第3–4章:岩石的訴說;生命之樹

第3章說明地質學和古生物學如何揭示生命的歷史。Randy Moore 在 CBE—Life Sciences Education 評論第1版時,特別稱讚本章根據斯泰諾、赫頓、萊爾、居維葉和威廉·史密斯的研究,說明岩石和化石年代如何確定的部分,認為這是他在入門生物學書籍中見過最好的講解。第4章說明生物學家如何利用親緣關係重建遙遠的過去。

第5–7章:演化的原料;變化之道:漂變與天擇;分子演化:基因中的歷史

這是全書的遺傳學核心。第5章討論遺傳與突變這些演化的原料,第6章討論遺傳漂變和天擇,第7章說明基因如何記錄演化歷史。針對第1版,Greg Bole(Evolutionary Applications)稱讚漂變與天擇一章藉由抽取彩色雷根糖之類的比喻,並搭配電腦模擬圖表,用百分比和基因型而非代數式講清了哈溫模型的大部分內容。

第8–9章:適應:新事物的誕生;性與家庭

第8章說明新的適應如何產生;第1版中本章有一個題為「How Not to Study Evolution」(不該怎樣研究演化)的專欄,是全書唯一一處以較長篇幅評論神創論觀點的地方。第9章討論性與家庭;第1版中相應內容包括性擇。

第10–11章:達爾文的第一個問題:物種起源;巨演化:漫長時間尺度上的生命

第10章討論物種形成。第11章轉向長時間範圍內的大尺度模式;第1版中對應的一章討論的是輻射和滅絕。

第12–13章:親密夥伴:物種如何彼此適應;心智與微生物:行為的演化

第12章討論物種之間的共演化與共生。第13章討論行為的演化。

第14章:一種新型的猿

這是第2版新增的人類演化專章。第1版中,人類演化並未獨立成章,而是穿插在其他各章之中;Moore 認為有些讀者會喜歡這種做法,有些則不會,Bole 則認為這使得難以為某一堂專題課指定閱讀內容。

第15章:演化醫學

全書以演化在健康方面的應用作結。出版社舉出對抗抗藥性細菌和分析人類基因體作為演化重要性的例子。

核心概念

第1–4章:證據與歷史

  • 演化及其證據:族群在世代間的變化,透過化石、解剖和基因呈現,並以鯨為例引入。
  • 天擇:達爾文提出的機制,放在歷史脈絡中介紹。
  • 岩石和化石的定年:地質學家和古生物學家如何確定地球的年齡和生命史的時間軸。
  • 親緣關係:根據共有性狀重建的物種關係之樹。

第5–9章:機制

  • 突變與遺傳:演化所作用的原料。
  • 遺傳漂變與天擇:對偶基因頻率的隨機與非隨機變化,在不使用公式的情況下引入。
  • 分子演化:用來重建歷史的DNA序列變化。
  • 適應:新性狀的起源。
  • 性擇:由交配競爭和擇偶推動的演化。

第10–15章:模式與應用

  • 物種形成:新物種的起源。
  • 巨演化:輻射和滅絕等長期模式。
  • 共演化:物種之間相互適應,包括親密的夥伴關係。
  • 人類演化:我們自身物種的起源。
  • 演化醫學:把演化應用於抗藥性和疾病問題。

評析

優點

  • 可讀性和插圖出類拔萃。 第1版的書評在這一點上看法一致。Moore 稱本書製作精良、內容新穎、易讀且插圖極為出色;Bole 稱讚其清晰和敘事性;出版社也引用了 CHOICE 書評(B. K. Hall)稱本書插圖精美得令人驚嘆的評語。第2版收有285幅繪圖和照片。
  • 呈現進行中的科學。 每章都以野外研究(挖掘化石、追蹤毒蛇、採集DNA)開頭,故事在本章後半部得到解答,因此讀者看到的不只是已知的結論,還有演化假說如何接受檢驗。
  • 說明「我們如何知道」。 Moore 特別稱讚第3章對岩石和化石定年的說明;Bole 則舉出FOXP2基因和脊椎動物眼睛演化等內容。本書呈現證據,而不是逐條反駁神創論。
  • 針對第1版作了修訂。 第2版新增了兩位書評人都曾提及其缺席的人類演化專章,獨立的學習指南則提供學習輔助和活動。

局限

  • 書內的學習輔助較少。 兩位第1版書評人都指出,各章末尾只有摘要,沒有思考題、重點問題或其他自我測驗材料;Bole 認為非主修學生可能難以建立對這門學科的整體認識。第2版的學習輔助放在獨立的學習指南中。
  • 不是寫給主修學生的演化遺傳學教科書。 Bole 認為,由於對演化遺傳學的論述有限,本書單獨使用不足以支撐二、三年級的主修課程;對主修學生而言,它適合作為輔助讀物或例子來源。
  • 例子會過時。 本書的魅力部分在於近期的研究故事,但第2版成書於2013年,更新的發現,尤其是人類演化和基因體學方面的發現,需要藉助其他資料。

在課程中的定位

在演化課程的書單中,The Tangled Bank 是為希望獲得廣度、實例和圖片的讀者準備的入門書。Brian 和 Deborah Charlesworth 的 Evolution: A Very Short Introduction 以約160頁講述機制和證據;可以先讀它取得簡明架構,也可以在讀完 Zimmer 之後用來鞏固。達爾文的 On the Origin of Species 與第2章的歷史內容搭配閱讀效果很好。

對生物主修學生來說,Zimmer 是完整教科書的伴讀,而不是替代品。Bergstrom 和 Dugatkin 的 Evolution 藉由研究案例,把演化生物學呈現為一門活躍、以資料為驅動的科學,是自然的下一步。Futuyma 和 Kirkpatrick 的 Evolution 以生物學和遺傳學基礎為前提,用於深化入門課程;Charlesworth 夫婦的 Elements of Evolutionary Genetics 則是對族群遺傳學理論的研究所程度論述,而 Zimmer 在第5–7章中是不用公式來解釋這些理論的。

如何使用本書

本書寫給非生物主修學生和一般讀者,只要求高中生物知識。它也適合一年級生物主修學生為主修演化課程做準備,以及尋找案例的教師。

實用的閱讀計畫如下:

  • 核心順序: 依序閱讀第1–8章。第1章提出問題,第3–4章介紹證據和方法,第5–7章闡述後面所有內容都要依賴的機制。
  • 然後選讀: 第9–13章可依興趣閱讀(性與家庭、物種形成、巨演化、共演化、行為)。如果課程較短,第9章和第10章最重要。
  • 應用主題: 人類演化讀第14章,醫學讀第15章;兩章都要用到第5–8章的機制。

由於書中自我測驗題很少,可以使用配套的學習指南;或在每章讀完後,把開頭的個案研究寫成簡短摘要,並說明其中的證據如何支持本章的結論。準備攻讀生物學學位的學生,應接著以完整的教科書學習定量的族群遺傳學。