人类的文字或许能够记录整个宇宙，前提是那些语言可以涵盖的内容，但在这座宇宙最古老的图书馆里，化学才是创造新陈代谢和生命的通用语种。人类可以用散文和诗歌歌颂这个星球上数以万亿计的任何生命，但创造这些生命却只能用化学语言，特定的化学反应遇到生命基本的构成物，继而造就生命体。图书馆里的所有化学语言之和就是生命之歌。
在第2章中曾经提过，我们在地球上的部分生物体内已经总计发现了超过5 000种合成生物体自身物质的化学反应，包括用来合成DNA和RNA的核苷酸，以及用以合成蛋白质的氨基酸。大肠杆菌细胞内发生的近1 000个生化反应，正属于这个范畴。此外，还包括所有细菌、真菌、植物、动物及人类体内的化学反应。多亏了这些化学反应的存在，人类的身体才能够从糖和其他食物中吸收能量，修复不小心摔破的膝盖，补充身体里每天损耗的数百万个红细胞。
没有哪种生物可以同时具有所有的5 000多种生化反应，每一种生物只能利用其中的一些，一种生物所具有的所有生化反应就构成了该生物的新陈代谢。多亏了20世纪生物化学领域的新发现和21世纪早期的技术革命，我们才能通过对众多物种的研究，从而了解这些反应。目前，科学家已经把超过2 000种生物的代谢信息储存在巨大的在线数据库中，如京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）以及BioCyc数据库。任何接入互联网的计算机都能方便快速地访问这些数据库。
图3-1代表了一种我们如何组织这些信息的方式。左侧列出了5 000种不同的生化反应，每个生化反应都以化学方程式的形式表示。为了避免冗杂，我只写出了其中的一个方程式：蔗糖的分解反应。其余的反应物都以简单的字母替代。我们考虑某种特定的生物，比如大肠杆菌或人类，如果这种生物体内具有该反应，我们就在对应的方程式右侧标记一个“1”，代表它具有相应的基因，负责编码催化该反应所需的酶。否则，我们就标记一个“0”。于是便得到了一长串连续的“1”和“0”，正如图中所示的那样，我们可以用这串由“1”和“0”构成的数列代表任何一种生物的新陈代谢模式。
图3-1 代谢基因型示意图
像大肠杆菌这样的细菌可以合成所有20种构成蛋白质的氨基酸，而像人类这样的代谢“差生”则只能合成其中的12种。我们缺乏合成其余8种氨基酸的酶和化学反应。以图3-1中的简化法描述新陈代谢可以很形象地解释物种间的区别：由于我们缺乏相应的生化反应，对某些生化反应而言，我们的标记就是“0”，而大肠杆菌的标记是“1”。
这种数列相当于一种简化的生物代谢基因型，是所有代谢反应的总和，也就是新陈代谢，所以代谢基因型包含了一种生物基因组中与代谢有关的所有基因。你可以把它看作是一种用二进制书写的文本，既没有标点，也没有空格，譬如“1001…0110…0010”。文本的第一个字符代表蔗糖分解反应，这里它的编号是“1”，而第二个反应可能代表合成某种必需氨基酸的反应，在这里的编号为“0”，代表这种生物不具有这种反应，而另一种生物则可能具有，也就是说其基因型编号是“1”，以此类推。
上述文本只是宇宙图书馆里的其中一个例子，事实上，庞大的图书馆内包含了所有可能的代谢基因型。
用计算图书馆书本数量的算法，我们同样可以计算这种编码方式下的所有编号数量。每一种生化反应对于某种特定生物的新陈代谢来说只有两种可能性，存在或不存在。对于第一个反应有两种选择，第二个反应亦然，以此类推。当检验过每一种生化反应后，编码的总数就等于与反应数量相同个数的2相乘。就已知的5 000个生化反应而言，可能的基因型一共有25 000种，每一种基因型都是由“0”和“1”构成的数列，代表一种不同的代谢种类。这个数字超过101 500，也就是1后面跟着1 500个0。虽然比不上我们上文中的书本多，但也已经远远多于宇宙中的氢原子数了。代谢图书馆内的馆藏数量同样超乎常识。
如同随机庞杂的宇宙图书馆里包含了所有真实存在的书，代谢图书馆里同样包含了所有“真正”的代谢基因型，即那些真实存在于某种生物体内的代谢模式，而另一些并没有实际意义，只不过是乱码的书本而已。有的代谢基因型无法令生物获得能量，而有的则无法合成重要的代谢物质。好比一本书，虽然有的章节、段落或句子语意通顺、语法正确，但整本书却没有主旨，逻辑混乱。更有甚者，通篇连一句有意义的句子都难得一见，只有混乱无序的字母串。这些基因型所代表的代谢由缺乏关联的生化反应组成，它们的合成反应往往以对生物无用的产物分子大量囤积而告终。
