生命的小宇宙
当人们注视着地球上的生命时，很容易自以为是至高无上的。我们的意识、社会及技术发明的能力，使我们自认是这星球上最先进的生命形式。即使是深邃黑暗的外层空间，也不能令我们谦虚。我们认为外层空间是一块可以穿越及征服的无人荒地，如同相信我们已经征服了地球。
地球上其他的生命，一直被当成是“人类来临之前的序幕”来研究：这些低等的生命形式只是在我们出现之前的、缺乏智慧的生物，而人类则位于进化的巅峰。的确，我们认定自己像神一样，可以借着操纵DNA这生命的主要发条，依照自己的设计，将进化掌握于股掌之间。我们也钻研“生命的小宇宙”（microcosm）这古老的微生物世界，发掘生命的神秘机制，使我们可以对自己以及地球上的其他生物有较好的控制，甚至可能是“完美”的控制。
人类不再至高无上
但是在过去三十年里，生命科学界产生了一个革命。原始微生物的化石证据、DNA的解码，以及关于我们自己细胞组成的发现，一再推翻了原已建立的有关地球生命起源以及进化的先后及优势等动态观念。
首先，这些发现与证据显示，将人类视为“特殊、与众不同且至高无上”的想法，是种谬论。来自显微镜的观察已逐渐揭露出生命小宇宙的雄伟，并且对于我们在自然界中的真实地位，另有一番惊人的观点。它吐露出：微生物不只是生命的基石，同时也不可或缺地存在于今日地球上任何已知生命结构中。从草履虫到人类，所有的生命形式都是微生物在进化过程中所组成的复杂而微妙的集合体。虽然人类与微生物在“进化阶梯”的距离上相隔甚远，但是它们将我们包围，并且组成我们。更由于所有生物体都是生存于一条延续不断的进化之线，因此，现今所有生命的形成皆历经了同样的进化模式。
这个觉悟尖锐地揭露出：人类试图由简单（所谓较低等）到较复杂的线性渐进关系来评量进化，并认为人类在这种阶级制度上是属于最顶层的绝对“最高等”生命形式，全然是种自大及缺乏根据的臆测性观点。如我们将在后文看到的，最简单与古老的生物不仅仅是地球生物的祖先与现今所有生命形式的基石，同时，它们也早就准备好了要扩张并改变自己和其他的生命体；相比之下，我们这些所谓“较高等的”生物则显得非常愚蠢。
其次，由于对达尔文“适者生存”主张的误解，人们经常认为进化是“个体及物种间长期的血腥竞争”。这种观念将会因为“生命形式之间，是持续的合作与强烈交互作用和彼此共存”的新观点而瓦解。生命并不是靠战斗来接管地球，而是借由网络联系的形式共存于地球上。生命形式以彼此互相合作来进行繁衍及结合，而不仅是彼此杀戮。
不能轻忽小宇宙
我们很容易因为无法用肉眼直接观察到生命的小宇宙，而对它的意义打折扣。生命在地球上已经存在了35亿年，但是“人类自洞穴迁移到公寓大厦”的整部历史，却仅占了远小于其百分之一的时间。生命不但起源于地球形成之初，且在前面20亿年的历史里，细菌是仅有的栖息者。
事实上，细菌及其进化所代表的深层意义，不但否定了一般所假定的“地球上生命形式的基本分界，在于植物与动物”，更是确定了原核生物（prokaryote，由不具细胞核的细胞所组成的生物，即细菌）以及真核生物（eukaryote，具有细胞核的生物）才是生物的最佳分野。在地球最初20亿年的历史中，原核生物持续改变地球表面及大气层结构，它们创造了所有生命所必须的、极微小的化学系统，而这种成就人类至今尚未能企及。这项古老的高等生物科技引导出发酵、光合作用、有氧呼吸以及自空气中固定氮气等作用的发展，同时也远在较大型生命形式产生之前，引起世界性饥荒、污染及灭绝等危机。
这些早期生命历史中惊人事件的揭露，至少得归功于三起最近发现的、影响进化动力间的交互作用的现象。首先是DNA的指挥控制能力。1944年，艾弗里（Oswald T.Avery）、麦克劳德（Colin MacLeod）及麦卡提（Maclyn McCarty）等确认DNA为生物遗传性状的传递物质；而DNA遗传密码的秘密，则在其复制方法由华森（James Watson）及克里克（Francis Crick）于1953年揭露后，也于20世纪60年代被破解。
借着DNA，生存的细胞可以制作自己的拷贝，并经由生殖作用来抗拒死亡和保持本质的一致性。也由于DNA对突变的敏感，它会在维持本身的一致性时，偶尔遭受一些改变。这使得细胞具有在变化的环境中生存的潜能。
巧夺天工的小宇宙
第二个进化动力，是一种自然的基因工程。在细菌学领域中，天然基因工程的存在已经累积了许多的证据。过去50年以来，科学家经常观察到原核生物快速转移不同的遗传物质到其他的生物个体内。每只细菌在任何时间都有使用某些附属基因的机会。这些附属基因可能是来自于其他完全不同的菌株，执行起宿主菌株DNA原先并不具有的功能。有些细菌基因会与宿主细胞的基因发生重组，有些则不产生什么改变。另外，还有某些入侵基因会敏捷地移入真核细胞（像我们身上的细胞）的遗传物质中。
这种“交换作用”是原核生物的标准戏码。即使在今天，许多细菌学家仍未能抓住它的完整含意。事实上，这种交换能力所产生的结果，使得世界上的所有细菌，都可以归属到单一的基因库（gene pool），整个细菌界也发展出同样的适应机制。而基因重组的速率快于基因突变速率的优点是：如果真核生物有了好的变异，要让它散布到全族群，得耗上100万年的时间，而细菌凭借基因重组的技术，在数年间即可达成。
借由对环境状况不断的快速适应，生命小宇宙中的生物便可以支持整个生物界的适应问题；它们的全球性交换网络，最终将影响到每种既存的植物及动物个体。然而，人类才刚在基因工程学中学到这些技术，并借着这些技术引进外来基因到复制的细胞中，以制造转基因产物，原核生物却早已使用这些“新”技术数十亿年了。这群全球性超生物体（superorganism，指所有的微生物群落）之间的沟通及合作，使得这个星球形成了适合较大生命形式的个体繁衍及居住的环境。
细菌与微生物共舞
但截至目前，单单是借着突变及细菌的基因转移，并不足以胜任今日地球上所有生命形式的进化。现代微生物学最令人振奋的发现之一，是第三条进化动力的线索出现在对线粒体（mitochondria）的观察上。线粒体是动物、植物、真菌及原生生物等生物细胞内一种膜状构造的微小胞器。虽然线粒体是细胞核以外的胞器，它却是另一个带有自己DNA的结构。然而，不同于它所身处的细胞，线粒体采用简易分裂的方式来复制，而且分裂的时间与其他胞器不同。如果没有线粒体，有核的细胞，包括植物或动物，就会因为不能利用氧气而无法生存。
接下来的推论，把生物学家带进另一个惊人的情境：30亿年前浮游在原始海洋中呼吸氧气的细菌，现在就以线粒体的形态生存于我们体内！在过去某个偶然的机会中，那些古老的细菌和其他微生物结合了，而且存活在这些微生物体内，做着废物处理的工作并释放呼吸氧气所取得的能量，以换取食物及接受保护。慢慢地，这些寄存了细菌的生物逐渐进化成更复杂的、利用氧气的生命形式。
这是一种比突变更急遽的进化机制。它将生物短暂的群聚共生，转变成永久性的关系。这样的共生关系，将发展中的生命形式推入全新的领域，共生群落让所有可能的排列组合，都有可能出现。这种将生物合并为新共同体的共生作用，已经证明是地球上产生改变的主要力量（虽然少数生物学家还是不相信线粒体、叶绿体及其他真核小胞器的共生起源说法，但我们仍希望本书提供的许多证据，足以说服这些生物学家以及任何读者，使大家都能正视生命是种共生现象）。
当我们视“自己”为数十亿年共生作用的产物时，那些支持我们的祖先是微生物复合体的证据，便有了不可抗拒的说服力。我们的身体反映着地球上生命的真实历史。我们的细胞维持着如同生命刚刚发生时的地球环境，富含着碳及氢；我们的细胞就生活在与早期海洋成分相同的水与盐的基质中。我们会变成现在的模样，得归功于细菌在多水的环境中彼此的共生结合。虽然DNA、基因转移及共生这些进化动力学，是在达尔文去世后近一世纪才发现，但达尔文却早已敏锐地提到：“我们虽然无法彻底明白生命的神奇与复杂性，但是我所提出的进化假说，却使这种复杂性日益增加。每种生存着的生物都应该视为一个小宇宙，它们都是由一些可以自我繁衍的生物所组成。虽然这些生物小得难以想象，但是却多如天上的繁星。”
这本书的主要内容，便是有关这个小宇宙的奇特性质。
老祖宗的秘密
我们的细胞构造泄露着它们祖先的秘密。来自电子显微镜影像的观察显示，所有动物的神经细胞，都具有数以万计的“微管”（microtubule）构造。我们喉管内壁上的波浪状纤毛及人类精子细胞的鞭毛，都有和微管同样不寻常的“电话转盘”装置，就像纤毛虫的纤毛一样；而纤毛虫是一群超过8000个不同物种的一大类微生物。这些相同的微管在细胞每次分裂时，都会出现在植物、动物及真菌的细胞中。令人难以理解的是，分裂细胞中的微管是由某类蛋白质构成，而这类蛋白质与我们脑细胞的某些蛋白质极其类似；无独有偶，在具有快速移动能力的特定细菌中，我们也能发现相似的蛋白质——这类细菌碰巧是我们所推测的祖先之一。
在这群早已互相分离的不同物种中发现这些“遗迹”，可以愈来愈确定所有可见的生物都是经由共生作用进化出来的。生物间的结合，导致细胞及生物躯体间，生理上的彼此依赖及永久分享。如我们所将看到的，细胞内的线粒体、微管及其他部分，其源自于细菌的某些细节，虽然尚难加以解释，但是，那些熟悉小宇宙生命形态的科学家大多同意“借着共生作用以进行进化”的概括。
共生作用一直不停息地运转。我们这些生活在“大宇宙”中的生物持续依赖生命的小宇宙，且与小宇宙相互作用，而小宇宙彼此间也是如此。某些植物的科（像豆科，包括豌豆、菜豆及它们的亲戚，如苜蓿及野豌豆）如果在根瘤中没有固氮菌，便无法在缺氮的土壤中生存；而我们若缺乏来自这些植物的氮，也将无法存活。如果牛及白蚁的胃中没有微生物帮忙，它们便无法消化草及木头的纤维素。
我们身体的干重有整整10%是由细菌所组成的，其中有些虽然不是我们身体生来就有的，但缺少了它们，我们就无法生存。“共同生存”不仅是自然界的格言，它其实就是进化本身。例如，若让进化持续个数百万年，那些在我们肠子里产生维生素B12的微生物，可能就会成为我们细胞的一部分；由特化细胞构成的聚合体，就可能变成一个器官。已有实验室证明，若是把曾经对阿米巴原虫致命的细菌，与阿米巴原虫放在一起培养，过了几代之后，内含这种细菌的新种阿米巴原虫便会产生。
挑战人类尊严
研究“生命小宇宙”所产生的知识革命，在我们眼前呈现了一幅令人屏息的景象：我们用来探讨本身细胞共生运作原理的意识，居然也来自数百万计的微生物共生进化成的一团细胞，也就是大脑。这样的说法听起来一点也不荒谬。现在，这意识已经开始教我们搬弄DNA，并利用“细菌基因转移”这种古老的作用，来进行遗传工程。我们若能拥有创造新生命形式的能力，那全然有赖于活化整个生物界的集体记忆及能力。在生命终究能自我审视的庞大回路里，在进化长河中默默变化的DNA，回过头让我们产生了具有“主动改变DNA”的想法与意识。我们的好奇心、求知欲、进入太空及探测其他星球和更外层宇宙的热诚，早在35亿年前的小宇宙便已开始酝酿了。
其实，现今我们一切的扩张举动，只是在反映古老的生命进化趋势而已。
从最早的原始细菌进化至今，无数由共生作用形成的生物生死相续；但是它们共同起源于微生物的本质，却未曾改变。我们的DNA是由第一个在温暖浅海边缘所产生的最早期细胞中，某一段序列相同的分子所衍生的。而我们的身体和所有的生命一样，保存了早期地球的环境条件。我们与现今的微生物共存在一起，并提供了避难所给其他遗留下来的微生物——它们以共生方式生存于我们的细胞中。借着这种共生方式，生命的小宇宙存在我们身体里，而我们也生活在生命的小宇宙中。
有些人会觉得这种想法非常令人不安。除了戳破“人类具有统治自然界其他生物的主权”这类夸张的大气球外，它也挑战了“我们是独特而无与伦比的个体”这种想法，甚至还违背了“我们是独立于自然界其他生命之外的特殊生命体”这类自大观点。
一想到我们本身及周遭环境都是由微小生命所进化拼凑成的，更唤起了“人类已被细菌接管代替、解体及消灭”的想象。而最令人不安的是哲学上的推论：如果地球表面的发展是由一群不具智能的生物进行着系统调控，那么人类所谓的“聪明智慧具有独占性”的这种意识，便将受到质疑。
矛盾的是，就在我们将生命的小宇宙放大，以探讨人类起源的同时，却也惊觉小宇宙当中的每种个体虽然是如此的渺小，但又是那么的了不起。生命中最小的单位——细菌——就是宇宙中无可匹敌的生命成就的纪念碑。每个单细胞菌体的生长、增加体积和复制，都是个伟大成功的故事。如同个体的成功可以归纳到它的物种那般，物种的成功也可以推衍到包含所有生命的全球网络中。这是一种层次更高的生命成就。
生命都是小宇宙的资产
即使对科学家而言，能够神游在生命小宇宙成功的传奇中，也是件相当诱人的事。
从达尔文的门徒到今日的基因工程师，科学已经将“人类是站在地球进化阶梯最高层”的这个观点遍植人心；甚至认为借着技术的发展，我们俨然已经走出了进化体系之外。一些卓越且极具内涵的科学家，譬如克里克，在他的《生命本身》（Life Itself）一书中写道：“一般而言，生命，特别是人类的意识，是那么的神奇，所以不可能只是由地球本身所产生，而应该源自于宇宙中某个地方。”另外，还有人依然相信，人类是来自“具有较高智能”的祖先，即人类是上帝的子民。
这本书是为了反驳那些轻视地球及自然界特性的观点而写的。并没有证据指出，人类是地球生命的最高统治者，或是源自外层空间超智能生物的后代。但是却有证据透露：我们不仅是由具有数十亿年历史的强势细菌族群重组而来，更是属于这群原始细菌所形成的、占领一时的复杂地球生态网络的一部分。我们在智能及技术方面的能力，不只属于人类自己，更属于所有的生命。
“生命”的有用属性在进化过程中一直很少被舍去，因此，我们源自于小宇宙的属性也将持续存在于小宇宙中。由人类孕育出来的智慧及技术，事实上都是小宇宙的资产，它们可以使我们“人类”这个物种，在超乎想象之外的未来世界生存。
