細胞內的變化

  隨著時間的流逝，所有細胞的DNA序列中都積累了多種的遺傳突變。這些突變通常源自輻射損傷（紫外線、宇宙射線、輻射作用）或低劑量有毒化學物質的暴露。由於突變是隨機發生的，因此大多數突變並未影響到2%的編碼區（具有遺傳活性的）DNA，也不會對生物造成重大影響。一些有助於生物適應性提高的罕見突變可能是因為某個蛋白質中的單個胺基酸發生了突變。胺基酸的突變可以影響蛋白質的三維結構，從而使其活性增強、降低或者喪失。其他突變可以導致基因（包括其控制序列）的完全或部分缺失，或者基因減少與重複，這可能將導致某個蛋白質的數量發生減少或增加。在極少數情況下，細胞核DNA的重排可能會導致一個全新的雜合基因的產生——這便是最簡單的進化機制。對於單細胞生命體而言，如果這個新基因是有害的，那麼將直接導致其死亡；但如果是有利的，這一基因將在整個種群中傳播，並最終穩定地保存下來。

  多細胞生物同樣承受著DNA變化所帶來的進化壓力，但其每個組織或器官中均存在著數十億個細胞，因此在任何時刻，只有一小部分細胞會出現遺傳損傷或變化，從而導致疾病的發生。例如，如果一種遺傳變化會引起細胞分裂速度加快，那麼隨著時間的推移，這些細胞的長勢將遠超周圍的正常細胞（可參見腫瘤的生長情況）。生物的適應是指特定細胞在響應環境變化時可以做出更敏銳的變化。對於大多數生物而言，其複雜的基因組中存在多種代償通路的蛋白，它們可以幫助單個細胞免受輻射、有毒化學物質、高溫、高氧或低氧等因素造成的傷害。通常情況下，這些蛋白可通過促進損傷修復，或降低細胞生長速度保護細胞，同時等待著損傷因素的消失。大部分應激性生化通路是從單細胞基因組中對應的基因進化而來的。這些基因組來自遙遠的過去，彼時地球的氣候更為極端。在某些情況下，細胞無法修復損傷，此時將觸發細胞凋亡（如前一章所述）。隨著時間的推移，失活突變將逐漸累積，其後果也將越來越嚴重，從而對生命體造成顯著影響。如果這些突變引起組織或器官功能衰竭，那麼這將加速生命體的滅亡。只有當某一物種中的大多數個體均無法適應環境，這一物種才會滅絕。將「細胞」本身的變化作為進化的推動力只能是一種推測——畢竟恐龍與我們一樣，都是由一個個細胞所構成的，它們在地球上統治的時間比我們要長得多，卻最終滅絕了。通過將細胞組合成組織，將組織組合成器官，以及將器官組合成生命體本身，湧現性體系變得越來越不穩定。另一方面，湧現性體系中的最終成品——生命體——在應對突發性環境變化時，遠比其單個基本構件元素（細胞）更為脆弱。畢竟，我們都知道單個細胞（如精子和卵細胞）可以冷凍保存數十年之久而仍保持其功能完好，而那些將屍體（或頭部）冷凍起來，以期在未來復活的人只能是竹籃打水一場空。