粒线体是个半公开的秘密，但毕竟还是个秘密。尽管它近来大大有名，实际上却仍是一团谜。有许多重大的演化问题甚至都还没有陈述，更遑论会有有在期刊中定期讨论；几个应运粒线体而成长的领域，往往只会很务实地被尽归给它们的本科专家。比方说，粒线体产生能量所采用的机制，也就是泵送氢离子穿过膜（化学渗透），在所有生物，包括最原始的细菌体内都有发现。这样的方法相当古怪。以某位评论者的话来说就是，「达尔文之后生物学界再没出现过这么违反直觉的想法，其程度直逼爱因斯坦、海森堡和薛丁格。」然而这个想法最终被证明是正确的，并且在一九七八年为米歇尔挣得一座诺贝尔奖。然而绝少有人问：为什么如此奇特的产能方法会成为这么多不同物种的骨干？这个问题的答案向生命起源的幽暗之处抛出了一线光芒。这点我们之后将会看到。
还有一个有趣的问题很少被注意到：为什么粒线体基因还持续存在？已知的文献一路追踪我们的祖先找到粒线体夏娃，利用粒线体基因拼凑物种间的关系，但却不问粒线体基因为何存在。我们单纯只是预设那是它的细菌祖先遗留下来的。或许吧，但问题是粒线体基因大可以整段转移到核内。不同物种转移到核内的基因并不相同，然而所有具粒线体的物种也都在其内部保留了完全相同的一组核心基因。这些基因有何特别之处？在接下来的章节里我们将会披露最佳解答，也会解释为何细菌永远无法达到真核生物的复杂度。这说明了为什么宇宙中其他地方的生命形式可能卡在细菌的窠臼里，走不出去；为什么我们或许并不孤单，但几乎肯定会是寂寞的。
类似这样的问题还很多，一些思考敏锐的人会在专门文献中提及，但这对大部分的群众并不会造成困扰。表面上看起来，这些问题似乎深奥到荒谬的程度，想必连最聪明的科学专家也不会想考虑这些问题。但若把这些问题全部合起来，它们的答案天衣无缝地解释了演化的整个轨迹，从生命本身的起源，到复杂细胞和多细胞生命体的诞生，到大体型、性别以及温血动物的演化，一直到老化衰退以及死亡。从解答里浮现的这幅广阔图像，为我们带来了崭新的领悟——为什么我们存在于此？是否我们是宇宙里唯一的生物？我们为什么会有个体性？为什么我们要做爱？我们的根在哪里？为什么我们必须老化、必须死亡？——简而言之，它们向我们诉说了生命的意义。口才出众的历史学家费南德萨姆斯托曾写过：「故事有助于解释故事本身；如果你知道事情如何发生，你会开始理解它们为何发生。」同样的，在重建，「如何」和「为何」也密不可分。
我试图将这本书的书写对象设定为广大的读者群，或许你们没有科学和生物学背景，但是如果要讨论一些最新研究的影响和意义，我不免会使用一些专门术语，并且预设你们对细胞生物学有基本的了解。就算你们熟知这些词汇，有些章节可能还是很有挑战性，但我相信，为了科学的迷人之处，以及与那些触及生命意义的未解问题奋力缠斗，而后终于见，费点力气是值得的。在研究远古（比方说百万年前），要得到明确的答案几乎是不可能的。尽管如此，我们可以运用我们所知的一切（或是我们认为我们所知的一切）来缩小可能答案的范围。线索就散布在生命的各个层面，方，正是因为要解读这些提示，读者必须对现代细胞生物学有所认识，也因此部分章节会显得困难。这些线索让我们能够排除一些可能性，并专注于剩下的选项，这样的做法师法自福尔摩斯。正如这位侦探所言：「当你排除不可能的选项后，剩下来的无论多么难以置信，必定是事实真相。」虽然在演化的领域搬弄「不可能」这样的字眼有点危险，但重建生命一路起来最可能采取的途径，确实有种扮演侦探般的满足感。希望我能把自己感受到的兴奋透过书写传给各位。
为了方便快速检索，我在本书最后的名词解释表列出了大部分的专有名词和它们简短的定义，但在我们继续下去之前，或许可以先在这里让没有生物背景的读者感受一下细胞生物学的气氛。生物细胞自成一个微型宇宙，是可以独立存在的最简单生命形式，因而也是生物的基本单元。有些生物体像阿米巴原虫或细菌，单单只有一个细胞，又称单细胞生物。其他生物则由众多细胞构成（以我们人类来说是数兆个），像这样的生物就是多细胞生物。研究细胞的学门是细胞学（cytology），这个名词的来源是希腊语的cyto，意指细胞（原意是圆形的容器）。许多专有名词都有用到cyto-的字根，如细胞色素（cytochrome，细胞内的有色蛋白质）、细胞质（cytoplasm，细胞内部除了细胞核之外的生命物质），还有一种用法是以cyte来指称细胞，例如像是红血球（erythrocyte）。
并非所有的细胞都是平等的，有些细胞的配备比其他细胞来得更多。配备最少的细胞是细菌，它们是最简单的细胞。就算在电子显微镜下观察，细菌提供的构造资讯也少得可怜。它们非常小，直径几乎不到一微米（一毫米的千分之一），外观通常不是圆球状就是短柱状。它们以坚硬便具有通透性的细胞壁和外界隔绝，在其内侧，几乎紧贴着细胞壁的，是一层轻薄但相对不具通透性的细胞膜，厚度只有几奈米（一毫米的百万分之一）。这层膜，薄得让你感觉不到它的存在，细菌利用它生成能量，因此我们在本书中将一再提到它们。
细菌细胞的内部（事实上是所有细胞的内部）是细胞质，它具有胶状的质地，各种生物性分子溶解或悬浮于其中。用一百万倍的放大倍率，也就是我们可以达到的最大倍率来观察，可以依稀看见其中一些分子，这使得细胞质看起来有些粗糙，就像是从空中俯看一片被鼹鼠侵扰的田地。首先看到的是长而如线圈般盘卷的DNA，它们是编织基因的原料，其扭曲的轨迹就像被恶劣鼹鼠开挖的工程。半个世纪前华生和克里克披露了它们著名的双股螺旋结构。除此之外还有一些皱纹，那是大型蛋白质，它们即使被放大到这个倍率依旧只是勉强可见，但它们其实是由数百万个原子构成的，这些原子排列精确，其实际结构可以藉由X光绕射解开。然后就到此为止了。即便生化的分析已经说明了细菌这种最简单的细胞实际上非常复杂，其不可见的构造还藏有许多故事，但我们双眼能见的就只有这么多了。
我们自身则是由另外一种细胞所组成的，是我们的细胞农场中配备最充足的一群。首先，它们大多了，其体积通常是细菌的数百或数千倍。看得见的内部构造也更多。一叠叠盘绕的膜状物，皱褶处处；各式各样，或大或小的囊泡，像封紧的夹链袋般将细胞质隔绝开来；细丝构成——细胞骨架，提供细胞构造上的支持和弹性；还有胞器——细胞内独立的器官，专司特定任务，正如同肾脏专司过滤那般。但最重要的是细胞核，那颗支配着小小的细胞宇宙的忧郁星球。细胞核这颗星体简直就像月球一样布满坑洞（应该说是小孔）。具备这种细胞核的真核细胞，是这世上最重要的细胞。如果它们不存在，我们所知的世界也不会存在。所有植物和动物，所有藻类和真菌，基本上我们肉眼可见的所有一切，都由真核细胞构成，而它们每一个都怀抱着自己的细胞核。细胞核内含有构成基因的DNA分子，此处的DNA和细菌的DNA在细部的分子结构上是完全一样的，但它们大尺度的外观构造却大相迳庭。细菌的DNA会形成长而扭曲的一圈。曲折的鼹鼠洞最终会头尾相连，成为一个封闭的环形染色体。真核细胞多半会拥有一定数量的相异染色体，以人类来说，这个数字是二十三，这些染色体多半是线性的而非环状的——线性的意思并不是说这些染色体被一条条拉长排成一直线，而是表示每条染色体都有两个端点。在一般状况下，我们即使用显微镜也无法看见这些构造，但，染色体的构造会改变，压缩为管状而可被辨识。大多数的真核细胞具有成对的染色体，因而被称为二倍体，所以人类细胞内其实有四十六条染色体。，仅以腰部相连，在显微镜下呈星形。这些染色体不是只由DNA构成，还有专门的蛋白质包覆着它，其中最重要的一种名为粗蛋白。这一点和细菌相当不同，细菌的DNA都没有组蛋白包覆，是裸露的。组蛋白不仅保护真核细胞的染色体不受化学性伤害，也对基因的存取通路进行把关。
当克里克发现了DNA的结构，他随即明白了基因遗传是如何运作的，当天晚上就在酒吧里宣布他了解了生命的秘密。在制造蛋白质或是DNA，都需要DNA本身做为模板。互相缠绕的双股螺旋彼此是对方的模板，所以当细胞分裂，两股DNA，个别的任一股都具备足够的讯息，可以重建出完整的双股DNA，最终产生两份相同的复本。编写于DNA上的讯息写明了蛋白质的分子结构。克里克说，这是生物学的「中心法则」：基因编写蛋白质的密码。长长的DNA磁带是一段貌似永无止尽的序列，只由四种分子「字母」写成，正如同所有英文单字甚至书籍都仅由二十六个字母排列而成。DNA的字母序列指定了其蛋白质产物的结构。基因体是单一生物体所拥有的全部基因总和，可以包含高达十亿个字母。基本上一个基因只编写一个蛋白质的密码，而这会用上数千个字母。蛋白质是由一系列名为胺基酸的单位所串起的长链，而胺基酸排列的精确顺序决定蛋白质的功能特性。基因的字母序列决定其蛋白质产物的胺基酸序列。如果字母的序列出现改变，也就是「突变」了，有可能会造成蛋白质结构的改变。但这并非绝对，因为遗传密码有重复和简并的现象，同一个氨基酸。
蛋白质是生命最瑰丽耀眼的一环。它们的形式和功能几乎是数不清的，生命的富饶多元，可以说全都来自于蛋白质的丰富多变。蛋白质缔造了生命的所有实质成就，从代谢到运动、飞行到视觉、免疫到讯息传导。它们依其功能大致被归入几个不同的分类。其中最重要的一群大概是酶，它们是生物性的催化剂，可以让生化反应的速度加快好几个数量级，而且它们区别原料的能力令人惊叹。有些酶甚至能够辨别同位素（同一种原子的不同形式）。其他重要的蛋白质分类还包括荷尔蒙和荷尔蒙接受器、免疫蛋白（如抗体）、DNA结合蛋白（如组蛋白）还有结构蛋白（如织维和细胞骨架）。
录有密码的DNA沉睡着。大量的讯息深锁在细胞核的宝库里，就像珍贵的百科全书会被安全地收存在图书馆中，而不是放在。，细胞仰赖的是由RNA构成的一次性复印本。RNA这种分子和DNA的构成原料相似，但它们被纺成单股的丝线，而非互相缠绕的双股螺旋。几种不同的RNA被用来执行不同的任务。首先是传讯RNA，它的长度和基因大致相同。传讯RNA像DNA一样，由一串字母组成，而且它们的序列也正是DNA上的基因序列的复写本。基因的序列会以略微不同的笔迹转录至传讯RNA上，虽然字体有所改变，但完整的内容都有保留下来。这种RNA是飞翔的信使，从细胞核内的DNA出发，穿过核上有如月球表面般的孔洞，移动到细胞质，停泊在某一座制造蛋白质的工厂。细胞质内有数千个这样的工厂，它们是核糖体，以分子构造而言它们极其庞大，以肉眼看来则是微乎其微。它们有些点缀在细胞的内膜系统上，使得后者在电子显微镜下显得有点粗糙，另外一些则散见于细胞质内。核糖体的组成分包含蛋白质和另外几种RNA，任务是将来自传讯RNA的编码讯息转译成蛋白质的语言，也就是胺基酸的序列。转录和转译的整个过程都受到许多专门的蛋白质调控，其中最重要的是转录因子，负责调节基因的表现。当某个基因被表现了，这个基因就从沉睡的密码化身为积极的蛋白质，准备在细胞或是其他地方执行它的任务。（待续）
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