（作者：伦道夫·尼斯，美国演化生物学家。乔治·威廉斯，美国科学院院士。）
我们的身体似乎设计得十分精巧，为什么还留下了许多弱点，害得我们要遭受疾病的痛苦？自然选择的演化过程既然能够塑造出像眼球、心脏、大脑这样精致灵巧的器官，为什么没有安排好措施预防近视、心肌梗死和阿尔茨海默症这类疾病？既然我们的免疫系统能够识别和攻击好几百万种异源蛋白，为什么人们还会得肺炎？既然DNA的双螺旋结构可靠地记录了一个成年人体内亿万个细胞的设计方案，当我们的手指受伤或者残废了，为什么不能重新长出一根手指来？还有，为什么我们不能活到200岁？
现在，我们对于各种病症的了解越来越多、越来越细，但是面对“我们为什么会生病”这个大问题，却仍然感到难以作答。我们知道，高脂肪引起心脏病，晒太阳可引起皮肤癌，但是为什么我们仍然喜爱高脂食物，并对日光浴乐此不疲？为什么我们的身体不能疏通堵塞了的血管，修复被阳光伤害了的皮肤？为什么日光灼伤会带来疼痛？事实上，为什么压根儿会有疼痛？经过了百万年的演化，为什么我们仍然容易遭受链球菌的感染？
凡此种种难以解答的医学谜题，归结起来就是，在这样一个设计精密的人体机器中，为什么还有这么多使人容易出毛病的弱点、瑕疵？从演化的角度来考察，这些近乎无解的天问就能变成一系列可以回答的问题。在历史的长河中，为什么自然选择没有把那些使我们对疾病易感的基因清除掉？为什么没有保留下来那些能使我们完全抵抗损伤、促进修复、消灭衰老的基因？“自然选择不是万能的”这一简单的搪塞，总的说来并不正确。那么，我们要如何理解这些问题？在本书中，我们将力图表明：我们的身体是一个精心安排的妥协方案。
让我们来看看身体中最简单的构造吧，它的设计方案之高明，远在人类文明之上。以四肢的长骨为例，它的空心管状结构在重量最小、材料最节约的前提下，同时具备了最大的强度和弹性。它比同等重量的实心钢筋强度更高。有专门用途的骨骼又十分巧妙地设计成便于实现其功能的形状：在容易受伤的两端加厚，在受到肌肉杠杆作用力的地方长出表面突起予以加固，安排一些小沟为娇嫩的神经和血管留下通道。在需要加强的地方，它会增加自己的厚度。一旦骨折了，骨骼将沉积更多的骨痂，就连空心的内腔也用作新生血细胞的摇篮。
人体的生理解剖结构更加令人惊叹。试想一台人工肾，即使像冰箱那么大，也只能完成肾脏的一小部分功能。再看现在质量最好的人工心脏瓣膜，一般只能使用几年时间，而且每次打开或关闭都会挤碎一些红细胞，而天然的心脏瓣膜却能在一生中柔和地开合25亿次之多。或者再看看我们的大脑，它能把生活中经历的许多细节编码为记忆，在几十年之后依然可以在不到1秒的时间里检索出来。人类文明还没有发明出运算速度这么快、记忆存储量这么大的计算机。
身体还有精密灵巧的调节系统。以激素调节为例，它配合着生命活动的每一个侧面，从进食到繁殖。一层又一层的反馈回路，比任何现代化工厂的控制系统都要复杂。再看那感觉运动系统里错综复杂的线路板：影像落在视网膜上，每个视网膜细胞通过视神经向大脑的解码成像中心送出信号，成像，辨色，判断它的运动速度，访问记忆中枢，识别出这个影像是一条蛇。然后立即联络恐惧中枢以及决定行为的决策中枢，运动神经元立即牵动特定的肌肉群，手迅速挪开——这全部活动是在不到1秒的时间内完成的。
骨骼的解剖学、激素的生理学、神经系统的网络——我们的身体里有上千个完美得令人惊叹的设计方案。然而，也有不少地方似乎是无法原谅的疏忽。举例而言：把食物送到胃里的食管与把空气送到肺里的气管会在咽喉交叉。这种低劣的设计，无疑是一个重大的“交通隐患”，每次我们吞咽的时候都必须把气管关闭，否则就会被呛到。再比如近视的问题：人群中25%的人带有近视基因，如果你碰巧是其中之一，你几乎肯定会得近视，只有当老虎近在咫尺的时候才认得出它们并开始逃跑（如果还来得及跑的话）。为什么这种基因没有在演化过程中被淘汰掉？再看动脉粥样硬化：一个庞大的血管网络系统，可以把所需要的血液分毫不差地分送到全身各个部分。然而，这个系统却会发生胆固醇沉积在动脉壁上这样的问题，导致血流不畅、心肌梗死和中风。这就好像是奔驰汽车的设计师在设计油路时用的是喝汽水的吸管！
我们的身体设计里当然还有不足之处。每个不足之处都成了医学上的难解之谜。为什么我们会有过敏反应？免疫系统当然是有益的，但是为什么对花粉免疫就有害？还有，为什么我们的免疫系统——我们身体里的“公安部门”——会“违规执法”，攻击我们自身的组织引起风湿热、关节炎、甲状腺功能亢进、糖尿病、红斑狼疮以及多发性硬化等自身免疫疾病？还有妊娠时的反应：孕妇怀胎，子宫里的胎儿急需营养，但此时母亲却因为恶心而吃不下东西，甚至还因为呕吐而把已经吃下去的东西吐了出来，真是费解！还有衰老与死亡这个人人无法幸免的终极谜题！
甚至我们的行为和情绪也似乎是由一个喜欢恶作剧的上帝塑造的。为什么我们偏爱的食物往往都对身体有害，比如高脂肪和高糖，而不是营养又健康的蔬菜和粗粮？为什么明明知道自己已经太胖，还是控制不住食欲？在欲望面前，我们的意志力为什么显得如此孱弱？为什么男女在性生活中的反应是那么不同步，为什么没有设计成双方同时达到高潮？为什么我们之中有人总是焦虑不安，一生都在“为从未降临的灾难痛苦”（马克·吐温语）？最后，为什么幸福显得那么难以捉摸，快乐转瞬即逝？为什么实现一个目标之后感到的只是短暂的满足，而后怅然若失，永远是这山望着那山高？
近因解释与演化解释
为了解释这些矛盾，我们必须找出每种疾病演化方面的原因。现在，我们十分清楚，疾病的演化原因与人们平常所说所想的原因不一样。以心肌梗死为例，摄入了大量的高脂食物，并携带着易患动脉粥样硬化的基因是心绞痛或心肌梗死的主要病因。这些，是生物学家所说的“近因解释”（proximate explanation）。在本书中，我们更关心的是“演化解释”（evolutionary explanation），即，我们为什么演化成了现在这个样子。研究心绞痛和心肌梗死，演化学家想了解哪些基因让人偏爱高脂食物，哪些基因导致胆固醇沉积，为什么自然选择没有剔除掉这些基因。近因解释试图阐明，就个体而言，机体现在是如何工作的，为什么有的人得病而另外一些人不得病。演化解释试图阐明，就整体而言，为什么人类对某一些疾病更易感，为什么人体的某些部分更容易衰竭，为什么我们会患一些病而不患另外一些病。
当我们把近因解释与演化解释区别开来之后，生物学中的许多问题将更有针对性。近因解释描述的是生物性状——它的解剖、生理、生化特征，以及它从受精卵到成体的发育生物学规律。演化解释所要阐明的是，为什么受精卵从一开始就需要这种生物性状，而我们的基因又为何编码这种结构而不是另外一种结构。近因解释和演化解释各有千秋，不能互相替代——对于理解每一种生物性状，两者都是必要的。对外耳郭的近因解释需要知道如下信息：它怎样收拢声音，它包含哪些组织、神经和血管，以及它怎样从胚胎型发育为成人型。即使我们对这些问题已经有了充分的了解，我们还需要从演化的角度了解这种构造对于人类有哪些好处，为什么会在自然选择的过程中被保留了下来，从古至今的漫长演变中都经历过怎样的中间形式。再看味蕾，近因解释关注的是它的解剖构造和化学性质，它怎样检测到酸、甜、苦、咸的味道，怎样把这些信息转变为神经信号，然后经过神经元传送给大脑。演化解释则要说明，味蕾为什么只检测酸、甜、苦、咸，而不包括其他的化学性质（辣其实是一种痛觉——修订者注），以及检测到这四种化学性质对于动物的生存有什么帮助。
近因解释回答的是“是什么？”（what）和“怎么发生的？”（how），即，关于构造和机制的问题；演化解释回答的是“为什么？”（why），即，关于起源与功能的问题。大部分医学研究寻求的是近因解释，解释机体的某些部分如何工作或者疾病怎样打乱了正常功能。生物科学的另外一半——演化生物学，则试图解释它们的功能是什么，以及为什么会是现在这样。这在医学中几乎被忽视了。生理学的基本任务就是要弄明白每一个器官正常状态下是做什么的。生物化学旨在了解代谢机制是如何工作的，为何而工作。但是在临床医学中，寻求疾病的演化解释却没有得到足够的重视。有人认为，疾病是一种不必要的、反常的现象，研究它的“演化”史更是荒谬的。然而，从演化的角度去研究疾病，并不是关注疾病的演化本身，而是揭示出那些使人类对疾病易感的设计缺陷。机体设计方面显而易见的缺陷，同自然界的一切事物一样，只有结合近因解释和演化解释才能得到充分的阐明。
演化解释是不是纯属猜想，只有思辨的意义？不完全这样。例如，妊娠呕吐，如果确实如西雅图的研究员马姬·普罗费（Margie Profet）所推测的那样，这种发生在妊娠早期的恶心、呕吐、厌食，是为了防止发育中的胎儿遭受毒素的伤害而自然选择出来的，那么症状便应当在胎儿组织分化时开始，在胎儿变得不那么容易受伤害时减轻，而且应当首先拒绝那些最有可能含有干扰胎儿发育的有毒物质的食物。事实上，我们的许多观察都与这些推测相符合。
因此，演化解释提出的假说有可能会预测到近因机制遭遇的问题。例如，如果演化论认为感染时出现的缺铁不是感染的直接原因（即，并非贫血导致了抵抗力减弱），而是机体防御机制的一个组成部分，我们便可以预测补铁可能使感染恶化——情况的确如此。事实上，厘清疾病的演化史根源，绝不只是一种思辨游戏。它对于我们了解、预防、治疗疾病都非常有意义，可惜目前这种工具尚未得到充分的利用。
疾病的演化解释
研究各种疾病的专家时常会自问，这些疾病为什么会存在，他们也常常会萌生一些颇有价值的想法。但是，大多数情况下，由于混淆了演化解释与近因解释，或是不知道怎样把想法诉诸检验，或者是因为看法不合主流观念，他们三缄其口。在演化医学的框架正式建立之后，这些难题也许会迎刃而解。为此，我们提出疾病演化解释的六个范畴，下文将逐一详细阐述。我们现在提纲挈领地概述每一个范畴的基本逻辑，对即将展开的讨论做一番预告。
1.防御
防御不等于疾病的起因，但是人们常常把防御反应与疾病的其他症状混为一谈，所以我们首先讨论它。皮肤白皙的青年人患上严重的肺炎时可能面色发青，同时伴有剧烈的咳嗽。肺炎的这两个症状反映着两种截然不同的范畴，一种属于缺陷，另外一种则是防御。皮肤发青是因为血红素缺氧时颜色加深，肺炎的这种表现类似于轿车轴承的声音异常，它不是事先设计的针对问题的解决方案，只是毫无益处的一种无奈。另一方面，咳嗽是为了从呼吸道排出异物而专门设计的一种复杂反应，是一种防御机制。咳嗽牵涉到膈肌、胸肌、声带腔互相配合的运动，把黏液和异物从气管向上推，到达咽喉的后部，或者吐出去，或者吞入胃中，利用胃酸杀死大部分细菌。咳嗽不是对机体缺陷的无可奈何的反应，它是由自然选择留下的、一种互相配合的防御活动。当特定的感受器发觉了特定危险的线索时，它们就会被激活，这就像汽车仪表盘上的警告灯，当油箱快空时会自动闪烁一样。它本身不是问题，而是由问题引发的一种防御性反应。
防御和缺陷的区别，并非只有学术意义。对于某些病人，这种区别十分关键。纠正缺陷几乎都是有益的。如果你把轴承的异常响声消除，或者使肺炎病人的面色转为红润，几乎总是有益的。剪断指示灯的电路，多半会导致半途油尽抛锚。过度地止咳，有可能导致肺炎加剧，甚至死亡。
2.感染
考虑到有些细菌和病毒害我们受苦，我们不免把它们看成敌人。但是，它们可不是简单的寄生虫，而是老练的对手。在演化过程中，我们演变出抵御它们攻击的手段，它们也演变出了克服防御的对策，甚至利用我们防御的办法来反防御。这种永无休止的、不断升级的“军备竞赛”可以解释为什么我们无法消灭所有的感染或者避免自身免疫病。随后的两章将对这些问题展开详细的论述。
3.新环境
我们的祖先来自非洲平原，在几百万年的时间里，我们的身体也是在狩猎采集的部落生活中塑造出来的。自然选择还来不及重新改变我们的身体，来配合高脂食物、汽车、药物、人工采光和中央空调等前所未有的新环境。结果，我们的身体构造与现代环境之间发生了不匹配，许多现代疾病都是因此而产生的。心脏病和乳腺癌是两个常见的典型。
4.基因
人类的某些基因虽然可以引起疾病，却仍然存留了下来。这是因为它们的影响是“环境决定”的：当我们生活在更加接近自然的环境里，这些基因是无害的；在现代生活条件下，负面效果就显现出来了。例如，与心脏病有关的大多数基因，在我们过度放纵自己摄取大量脂肪之前，是无害的。引起近视的基因，也只在儿童阶段需要大量读书或做近距离工作的文化氛围中才起作用。那些引起衰老的基因，在人类平均寿命较短的时代也很难有机会被自然选择淘汰。
还有一些引起疾病的基因之所以被自然选择保留下来，是因为它们本身，或者是与其他基因配合在一起，对基因的携带者有益处。例如，引起镰刀型贫血症的基因同时可以防止疟疾。除了这一众所周知的例子之外，后面的章节中还要讨论其他例子，包括性拮抗基因，它可能只对一种性别有利。
我们的遗传密码经常会产生突变。有益的基因突变非常罕见，大多数突变都会引起疾病，自然选择确保了这些受损的基因及时得到清除，或者起码将受损基因的数量控制在很低的水平。因此，那些只有害处而没有益处的基因突变并不常见，也不是引起疾病的主要原因。
最后，还有一些“无法无天”的基因。它们为了自己的传播让携带它们的个体付出了很大的代价，赤裸裸地说明“自私的基因”是为了基因本身，而不是个体或者物种。但是，因为个体之间的竞争是一种强大的演化力量，这些自私的基因可能也是引起疾病的原因，尽管并不常见。
5.设计上的妥协方案
许多基因会造成一定的弊端，却也会带来更大的益处，因而被自然选择保留了下来；类似的，每一次重大的有益的结构性改变也要付出必要的代价。直立行走使人类得以携带食物和婴儿，但也留下了腰酸背疼的风险。身体构造上的种种缺陷，细究起来并非失误，而是妥协的方案。为了更好地理解疾病的原因，我们需要透过“失误”的表象，看到背后的潜在益处。
6.演化的遗产
演化是一个渐进的过程，它没有跃进，只有微小的改变，而每一个小的改变都必须具有立竿见影的益处。重大的改变不易完成，即使是对人类工程师来说也是如此。普通货车从侧面被撞时起火，是因为它的油箱安装在框架外面。但是要把油箱装到框架之内，必须进行大幅度的重新设计，这种改变又会产生新的问题，需要新的妥协方案。这说明，即使是人类工程师也受到历史遗留问题的限制。与此相类似，我们的食管与上呼吸道共用一段管道，食物途经这段管道之后必须做出正确的变道才能滑进胃里；如若不然，我们就会被呛到。如果鼻孔长在颈部的某个地方，这种局面就不会出现，但是限于历史原因，这已经是不可能的了。理由将在第9章中解释。
几点澄清
在详细展开讨论之前，我们必须做出一些澄清，以消除误会。首先，我们与优生学或社会达尔文主义毫无瓜葛。我们的兴趣不在于人类的基因库（gene pool）是在优化抑或劣化，我们也不提倡任何旨在改良人种的活动，我们对人与人之间的遗传差异也没有太多的兴趣。事实上，我们更重视的是人类共有的遗传信息。
从演化的视角来考察疾病，并未改变医学的宗旨。位于纽约东北部的撒拉纳克湖畔，树立着特鲁多医生（E.L.Trudeau）的墓志铭：“有时去治愈，常常去帮助，总是去安慰。”医学的目的，一直是帮助所有病人，而不是去专门帮助哪个人种（而且我们认为应当永远如此）。历史上，受一些危险的观念的引导，人类曾为某些罪行辩护。在20世纪初，社会达尔文主义的思潮曾经有意放纵资本巨头的战争狂热，限制贫困者得到医疗帮助。这些观点与“优生学”密切联系，他们主张为了改进人种（或种族）应对某些人绝育。这种意识形态早已臭名昭著。他们利用演化理论的一些名词，断章取义，甚至故意歪曲生物学中的原意。我们从不主张医学应当帮助自然选择，更不认为生物学可以指导道德决策。我们举出许多例子说明某些疾病出现的原因可能具有某些未被理解的益处，但是，这并不意味着我们认为疾病是一件好事。演化理论与医学结合，对于人应当怎样生活、医师应当如何执业这类问题，无意做出任何道德上的规劝。将演化视角应用于医学有助于我们了解疾病的演化起源，而这些知识对于实现医学的崇高目标具有深远的意义。
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责编：地球生命网生命源栏目清衣猿
