1839 年，小獵犬號的出航不僅拓展了年輕的查爾斯．達爾文（Charles Darwin）的個人視野，同時藉由他淵博的學識底蘊、大膽創見和敏銳的洞察力，隨海潮的引領親身踏足與家鄉截然不同的世界地貌，讓他注意到不同地區的生物彼此之間具有明顯的相似性和差異性，也因此開啟對物種轉變的研究，進一步探索物種的起源，在全人類的自我認知史上落下歷史性的一筆。


《魔法師二號：劃時代的海洋微生物採集航程──繼小獵犬號之後，一場改寫人類命運的科學發現之旅》。


時間來到21世紀，1990年代率先完成歷史性的「人類基因體計畫」、獲選為《時代》雜誌年度風雲人物的科學家克萊格．凡特（Craig Venter）宣稱：他要像達爾文搭乘小獵犬號一樣，駕船繞行世界一圈，將地球所有生命的基因密碼全部定序！

站在達爾文這位巨人的肩膀上，凡特將其研究的目標從肉眼可見的動物生態移到更加微小、往往為人所忽視的存在，同時也是地球最古老、數量最多的生命形式：微生物。


 在我眼裡，大海依舊絕美，但其實它是一大碗生機盎然的生物湯。 
 在那碗『湯』裡，有細菌、病毒、古菌、真菌、藻類與無數微小生物——克萊格．凡特 


2003 至2018 年，凡特與「魔法師二號」展開了長達十五年的基因探索之旅。秉其堅定信念和學術理念，他最終踏足三十多個國家海域，累計航行達六萬五千海里；研究團隊總共採集數百萬份樣本，定序超過數千萬個基因，完成科學史上劃時代「揭密海洋微生物世界」的關鍵遠征。


傑夫．霍夫曼在魔法師二號船尾收集樣本。


廣義而言，微生物泛指肉眼難以分辨的小生物之總稱，人們對微生物的認知仰賴工具的進化。17世紀的虎克（Robert Hook）設計出顯微鏡，而列文虎克（Leeuwenhoek）則使用自己磨製的鏡片，看見並記錄了這些小生物，此為微生物學的開端。

即便如此，「眼見為憑」的心態依舊深入人心，肉眼難以觀測的微生物、用於觀測的工具與其學說，在當時象徵優雅文人的身分與品味，還有知識份子對自然界的好奇，需要金錢和長時間的精力支持，因此該學科的發展並不普遍。


凱琳．雷明頓，研究首批海洋樣本的首席生物資訊學家。


歷經史上多次大規模疫病的侵襲，方促進人們對細菌和微生物的研究，然而凡特與「魔法師二號」的航程目標遠不止於預防疾病，更是解構生命的奧秘，結合科學作家大衛．鄧肯的文字，本書帶領讀者穿越百慕達風暴、途經南太平洋如夢似幻的珊瑚島、在南極與皇帝企鵝「擦肩而過」，甚至於停駐加拉帕戈群島期間巧遇研究雀喙的傳奇科學家格蘭特夫婦。

同時作者們亦翔實記錄第一手的珍貴科學發現：如植物一樣能從陽光擷取能量的細菌、擁有抗紫外線基因的微生物、數萬種不曾見過的蛋白質族系，還有人類史上首次發現的細菌家族。


埃德雷奇．伯明翰（中）與克萊格．凡特（左）於巴拿馬巴羅科羅拉多島採取泥土樣本。2004年1月。


透過凡特的眼睛和鄧肯的敘述，本書一如由文字所打造的精巧顯微鏡，將讀者的目光聚焦於這個平日不可見卻始終與人類共呼吸的龐大微型生態網絡，徹底改寫人類對海洋、氣候、能源與生命系統的理解。


精彩內容搶先看
序曲：見微思著

魔法師二號於二○○三年展開科學探查之際，微生物學家成功培養的細菌種類（包括海洋及其他水生菌）還不到當時已知菌種的百分之二。在散彈槍定序法及細菌DNA鑑別系統問世以前，微生物學家只能用培養基養細菌、使其繁殖複製，藉此取得足夠的菌體進行鑑定。


哥斯大黎加科科島，瀑布直下沙灘。自古至今，瀑布都是來往船隻的主要飲水來源。


二○○三至二○一八年間，多次隨魔法師二號出海探查的科學家懷抱著一個目標：發現並了解更多有關這另外百分之九十八、未能在實驗室培養出的細菌。克萊格計畫探索大世界裡的微小生物、進行全球大規模基因定序的驚天念頭，則讓這個目標有了實踐的可能。

這群科學家從近海開始收集樣本，一路遠行至加拉巴哥群島、巴拿馬運河、澳洲塔斯馬尼亞、阿拉斯加冰河灣國家公園以及波羅地海和柯提茲海；途中也免不了下船採樣，範圍擴及臭池塘、南極大陸、礦坑深處、亞馬遜叢林、火山口和紐約市上空的大氣層。

這一系列探查持續至二○一八年，總計發現超過一億個基因（人類基因體約含兩萬個基因）。

克萊格與同事們將這數十億組鹼基對──也就是腺嘌呤配胸腺嘧啶（A-T）、胞嘧啶配鳥糞嘌呤（C-G），兩兩一對如繩梯梯級組成雙股螺旋DNA──保存在基因銀行（GenBank）和「海洋微生物生態高等研究暨分析計畫社群網路基礎架構」（CAMERA）這類公開資料庫裡；前者由美國國家生物技術資訊中心（National Center for Biotechnology Information, NCBI）負責維持，後者由高登摩爾基金會（Gordon Moore Foundation）贊助管理。

然而不論收集多少樣本、微生物、基因和鹼基對，這些從來都不是重點。克萊格的全球採樣探查計畫只是他一九九五年以流感嗜血桿菌完成史上第一宗細胞基因體定序以來，所展開的浩瀚旅程的一部分。

起初他拿細菌做實驗，改良散彈槍定序法及其他技術與作業程序，大幅提升鑑定與解析包括人類在內等多個物種的基因體及單一基因構造、功能的相關研究進展，最後這一切再回過頭來造就他極具開創意義的實驗──組裝合成有機體，積極了解細菌功能，從DNA層次探究生命的構成要素。

二○一八年某個灰濛濛午後，橫跨十五年的魔法師二號探查之旅即將在緬因灣畫下句點。克萊格再次凝望身旁翻騰起伏的遼闊大海。「我必須強迫自己，想像眼前每一毫升海水中都有上百萬隻細菌和千萬顆病毒。」他說：「在我眼裡，大海仍舊絕妙美麗，但它其實是一大碗生機盎然的生物湯。我們還在探索它的奧祕，試著理解蘊含其中、與地球生命有關的巨大祕密。」


資料及圖片提供」馬可孛羅出版社 
編輯」江瑜