像许多孩子一样,我从小就对生命世界充满了天然的好奇心。我的童年充满了捉虫子、捞池塘和观看大卫·爱登堡的纪录片。成年后,我读的生物学和进化论书籍成为了连接童年好奇心和成人痴迷的桥梁。我很幸运,我的职业让我能够沉溺于长期的热情中。
在爱丁堡大学获得本科学位并在牛津大学获得进化生物学博士学位后,我现在是英国巴斯大学的微生物生态学和进化教授。我的实验室采用了一种称为实验进化的研究方法,这种方法允许我们实时观察微生物的进化过程。大体上,我们对塑造生命韧性和创新的模式和过程感兴趣,并通过追踪突变在细菌群体中的命运来研究这些过程,这些突变的命运由自然选择决定。
虽然我自认为是一名进化生物学家,但随着时间的推移,我开始欣赏微生物不仅作为研究进化的工具,还因其迷人的生物学特性、对人类和地球健康的本质作用,以及在显微镜下观察时所具有的低调美丽。进化和微生物这两条线索继续成为我研究的核心。
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有许多优秀的科学书籍可以为孩子们打开进化和微生物学的奇妙世界。以下是对我个人或科学观念产生影响的五本书籍。
我首先推荐的是塔尔·丹尼诺的《美丽的细菌:微观世界的邂逅》(Beautiful Bacteria: Encounters in the Microuniverse)。
丹尼诺的研究涉及工程发光细菌,这些细菌在培养皿上形成独特的、有节奏的荧光蛋白图案。他认识到自己工作中的美,这本书展示了令人惊叹的细菌照片,模糊了艺术和科学之间的界限。我对这些图案背后的过程既感到惊讶又充满好奇。
我的研究也涉及观察在培养皿上移动的细菌。我的第一次细菌实验是在琼脂平板上计数绿色和白色菌落——一个装满凝胶状营养物质的培养皿,可以在上面培养细菌。绿色菌落分泌一种蛋白质,帮助它们在铁元素稀缺的情况下(如人体内)获取所需的铁,而白色菌落则因突变无法做到这一点。我喜欢早上来到实验室看到这些不同的微生物颜色,这赋予了细菌某种性格,也让我意识到细菌不仅具有实用性,还有美学价值。丹尼诺的书提醒了我这一点,让我在可能的时候停下来欣赏这些图案及其背后的原理。
另一本探讨我在实验室里整天研究的微生物的书是普利策奖得主埃德·永的《我包含万物:我们体内的微生物和更广阔的生命观》(I Contain Multitudes: The Microbes Within Us and a Grander View of Life)。我花了很多时间试图说服人们细菌非常有趣且值得了解,在他的《纽约时报》畅销书中,永用丰富生动的描述将微观世界带入生活。他探索了存在于每个生物体内和表面的隐藏生态系统,并深入研究了研究这些生态系统的科学家们的生活。
这本书强调了有效的科学传播的重要性及其在做得好的时候所具有的力量
微生物的影响不容小觑:它们对我们的环境和健康有着深远的影响,负责推动复杂生命的进化。我们的微生物组——生活在我们体内和体表的细菌,数量至少等于甚至超过人体细胞的数量——不断变化,适应并与我们的环境互动。永给我们留下了这样的信息:理解和培育这些微生物群落可以造福所有人。这本书强调了有效的科学传播的重要性及其在做得好的时候所具有的力量。
我的很多工作都集中在新基因及其新功能的起源上。安德烈亚斯·瓦格纳的《适者到来:自然如何创新》(Arrival of the Fittest: How Nature Innovates)在我建立实验室初期形成了许多早期想法。他从查尔斯·达尔文关于进化的开创性工作汲取灵感,试图理解的不是“适者生存”而是“适者到来”。自然选择作用的变异从何而来?
瓦格纳从生命可能的起点——深海热液喷口开始,那里相互作用的化学分子变成了我们所认识的生命。他挑战了随机突变单独解释生命多样性的观点,强调了序列空间的巨大性——所有已存在和可能存在的蛋白质的通用图书馆。例如,一个只有100个氨基酸的小蛋白质,其排列组合的数量超过了1后面跟着130个零。
瓦格纳说明了只需探索这一空间的一小部分即可找到重要的创新,这改变了我们对生命进化旅程中随机性的理解。
儿童读物
离开细菌和进化的世界,我的另一个热情是儿童文学。2022年,我担任了皇家学会青年图书奖的评审团成员,该奖项旨在促进年轻人的读写能力并激发他们阅读科学的兴趣。《微生物战争》(Microbe Wars)是我最喜欢的入围作品之一。
阿伯索特和马德里兹以吸引年轻读者的方式,用幽默和故事讲述科学概念,突出微生物学发现背后的人和历史。我非常高兴我的孩子们可以了解到疫苗是如何归功于似乎对天花免疫的挤奶女工,或者像黑死病这样的流行病如何塑造了人类历史。最重要的是,这些知识激发了他们的好奇心,导致了关于我们实验室正在进行的激动人心的发现的热烈讨论。
最后,虽然与我的研究无关,但《孕育学:打破神话的准父母指南》(Bumpology: The Myth-Busting Pregnancy Book for Curious Parents-To-Be)在我作为科学家和家长的角色中非常重要。平衡育儿和职业是一个巨大的挑战——我公开谈论过确保母亲身份不会感觉与科学事业不相容的重要性,并努力支持那些正在应对这一困难时期的家长。
作为一名科学家,我依赖数据,依靠证据和仔细分析而不是假设。然而,怀孕和育儿常常被逸闻和老妇人的传说所包围。不要误会,我也曾试图在难得的一个好晚上睡个好觉后完全复制成功的睡眠例行程序。但科学不是基于假设的——它是基于数据的。
吉德斯利用她在《新科学家》杂志担任记者期间培养的技能,结合当时最新的研究成果,揭穿神话并提供有关怀孕和婴儿早期的循证答案。这本书充满了科学支持的建议和你可能从未想过要问的有趣见解。
进化测验
阅读清单
美丽的细菌:微观世界的邂逅
“丹尼诺的书提醒了我这一点,让我在可能的时候停下来欣赏这些图案及其背后的原理。”
我包含万物:我们体内的微生物和更广阔的生命观
“永巧妙地用丰富生动的描述将微观世界带入生活。”
适者到来:自然如何创新
“[瓦格纳]试图理解的不是‘适者生存’而是‘适者到来’。”
微生物战争
“以吸引年轻读者的方式,用幽默和故事讲述科学概念。”
孕育学:打破神话的准父母指南
“这本书充满了科学支持的建议和你可能从未想过要问的有趣见解。”
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