死亡生物学:死亡如何塑造细胞、有机体、种群

The Biology Of DeathHow Dying Shapes Cells, Organisms, Populations

 

作者:Gary C.Howard

出版:Oxford University Press

索书号:Q419/H849/2021/Y

ISBN: 9780190687724

藏书地点:武大外教中心

 

死亡不仅仅是生命中的最后一件事,它与我们的生长、发育、预防疾病等息息相关。它通过生命周期影响着整个物种的发展方向,它提出了许多有趣的问题。我们如何区分生与死呢?如何知道一个人、动物或细胞何时真正死亡?科学中有多少灰色地带?为什么我们会变老?我们可以有什么办法吗?我们可以从生物的细胞中了解很多东西。在所有生物中,细胞似乎都携带着“死亡”基因程序。一些生物已经创造了利用这些为自己服务的系统。例如,人类利用特定细胞的死亡来磨练我们的免疫系统,从而产生指甲和头发。也许最引人注目的用途发生在昆虫和青蛙的变态过程中。即使是单细胞生物,也会利用“群体感应”来消除某些细胞,以确保在恶劣环境下菌落的整体生存。

《死亡生物学:死亡如何塑造细胞、有机体、种群》一书于2021年由Oxford University Press出版,作者是Gary C.Howard。本书分为16个章节,作者将从几个角度研究死亡的生物学,从什么是生与死开始,讨论一系列关于死亡的论题。我们如何定义生与死?哪些生物是活的,哪些不是?例如,病毒似乎在生与死的边界上存在(见第二章)。特别是死亡的定义具有深刻的现实意义。传统的定义是心脏失去活力,然而,现代医学可以创造奇迹,人工维持心跳和呼吸。许多医生和伦理学家倾向于将脑死亡作为标准,但这带来了许多复杂的问题,特别是法律和伦理方面的问题。然后,本书将研究整个有机体的死亡以及死亡前后发生的事件(第三章和第四章)。那么,我们为什么会衰老和死亡呢?显然,死于创伤或疾病。但什么是“老年”?我们究竟为什么会变老?我们可以推测,老年人的死亡是为了把稀缺的资源留给年轻一代。衰老和死亡通常发生在生育年龄之后很久,因此进化压力无法选择这一结果。我们都会死,但在这个过程中会发生什么(第五章)

结果总是“尘归尘,土归土”。动植物的死亡引发了一系列明确的生化和微生物事件,而这些事件是可预测的,因此在法医调查中经常使用这些事件(6)。当考虑到温度和其他因素时,死亡后从尸体僵硬开始到松弛的时间长度是众所周知的。甚至入侵尸体的昆虫的顺序都是已知的,这些昆虫也会以可预测的方式死亡和分解。

在某些情况下,死亡的原因是创伤或疾病。在许多情况下,疾病的过程是可以理解和合理预测的。衰老是另一回事,它的一些特征是微不足道的(例如,白发、脱发、皱纹)。还有一些问题更严重,包括丧失活力和力量、肌肉和骨量、听力和视力以及智力。但为什么我们会变老?我们是随着时间的推移而损耗的生物机器吗?没有人真正知道。基因显然与此有关(7),长寿和某些限制长寿的疾病在家族中存在。早衰症是一种罕见的加速衰老的疾病,所以即使是年幼的儿童也会加速衰老。

死亡实际上是与所有生物的生命交织在一起的,它造就了我们,细胞、个体和群体的死亡造就了我们。事实上,死亡通过生命和死亡的循环,通过进化,通过正常和病理的发展,塑造了所有的生命,回收有机食品。令人惊讶的是,生物进化出了利用死亡为自己谋利的系统,每个细胞都携带着注定其死亡的基因程序(8-11)。事实上,如果没有对某些细胞死亡的精心调控,正常的发育和生命就不可能存在。

在细胞和组织层面,正常的发育依赖于一些细胞的死亡,以确保其他细胞的适当组织。例如,毛虫在蜕变过程中会变成蝴蝶;在这个过程中,细胞死亡,组织丢失。人类发展的某些方面与变态有一些相似之处,例如,胎儿在发育早期的手指之间有组织,但随着胎儿的生长,这个组织消失了,这样手指就可以独立活动了。细胞程序性死亡或凋亡过程的作用的另一个例子可以在人体受到疾病折磨时看到,受损细胞死亡,这使得其他健康细胞和整个生物体得以存活。细胞死亡是人类生命的一部分的第三个例子是,某些类型的细胞磨损死亡,必须定期更换。在植物中,类似的过程是一种限制感染的保护。此外,树叶在秋天掉落是因为叶茎上的一排细胞死亡。甚至进化也受到死亡的影响(第十二章)。达尔文发现了自然选择或“适者生存”的原则,从本质上说,那些更健康的人繁殖得更有效。适应性差的繁殖效率低,死亡也早。达尔文的适者生存机制或自然选择已经转化为行动,随着时间的推移,太多的类人物种因为死亡或杂交而消失,只剩下现代人(13)

对死亡的研究让人们提出了生命伦理学的重要问题(14)。研究可能与延长人类寿命直接相关,也可能只侧重于治疗或预防疾病,特别是老年人的疾病。无论是哪种情况,棘手的伦理问题都涉及到公平、成本、意外后果的风险以及减轻痛苦。虽然这本书没有研究死亡的许多重要的宗教或哲学方面,但这些伦理问题对科学家和公众来说是至关重要的。

最后,本书讨论了死亡的未来(15)。在这个世界上,许多西方人与生物本性的许多后果绝缘,一些事件提醒我们,我们仍然是有生命的有机体:出生、饥饿、受伤、疾病和衰老。死亡是最终的结局,然而,在分子遗传学、干细胞生物学和再生医学方面令人兴奋的新进展可能会让我们暂时避免死亡。因此,死亡不仅仅是死亡(16),它不仅仅是一个人的终结,死亡与生命紧密地交织在一起,它在细胞、组织、个体甚至整个种群的多个层面上发挥作用,造就了我们今天的样子。最令人惊奇的是,生物甚至是许多单细胞生物,已经学会了如何利用死亡来促进生长、发育、预防疾病,甚至是生命本身。

总的来说,《死亡生物学:死亡如何塑造细胞、有机体、种群》一书对生命的终结进行了广泛的、近乎百科全书式的回顾,从细胞的生与死到物种的大规模灭绝。最令人惊讶的是,他讨论了生物是如何进化到利用选择性死亡为自己服务的。通过阅读霍华德的书,读者将发现他们以前从未欣赏过的生活的方方面面。

 

本书目录:

前言

1. 死亡的生命

2. 定义生与死

生活:难以定义

认识生与死

含有合成DNA的细菌

在生命与非生命的边界

生、死、和法律

下一个在哪里?

3.是什么杀死了人类

蚊子和人类死亡

死在今天

死在美国

死在世界

当今儿童的死亡原因

我们相信的东西会杀死我们?

遥远过去的死亡

更近的过去的死亡

流行病和其他大规模事件

展望未来:生活方式的疾病

4. 老化和衰老

什么是老化和衰老?

生理表现

一切都会衰老吗?

衰老的进化

现代衰老理论

我们能对衰老做些什么吗?

衰老是一种疾病

5. 死亡

濒死的临床迹象

死亡那一刻发生了什么?

在那之后不久,我们所有的细胞会同时死亡吗?

濒死体验

让身体和灵魂在一起

6. 尘归尘,土归土

死后会发生什么?

当心脏停止跳动

理解这个过程

让死者安息

其他方法

动物和死亡植物如何分解

7. 生与死的遗传学

基于基因和DNA

营养感知机制的衰老理论

破损的部件

细胞衰老

细胞信号传导

未来的发展方向

8. 死亡的细胞

细胞的生与死

细胞衰老与死亡

程序性细胞死亡

重生:细胞蜕变的濒死体验

9. 人类发育中的程序性细胞死亡

发育

疾病和伤害

10. 植物死亡

细胞死亡

程序性细胞死亡

生长发育中的死亡

植物病原体和防御

植物疾病中的细胞程序性死亡

11. 细菌、真菌和原生菌的死亡

细菌群体感应

真菌

原生生物

12. 大规模的死亡

地质学和生物学

定义大规模灭绝

物种大灭绝的原因

重大物种灭绝事件

现在和未来的大灭绝

13. 最后一个站着的原始人类

我们的前辈们发生了什么?

我们可能的家庭成员

智人的出现及其与其他原始人的杂交

离开非洲

基因瓶颈与人类进化

最后的原始人

14. 生物伦理学

谁想长生不老?

目前病人治疗

伦理问题

衰老研究:一般性论点

特定研究领域的生物伦理争议

老龄化研究是一种道德义务

15. 未来的死亡

新技术

新的威胁

人类寿命已经达到极限了吗?

衰老作为一种疾病

预测未经证实

16. 死亡比死亡更重要

术语表

引用

索引

 

 

邹娟 武大生科院 博士研究生