我们为什么生病
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我们为什么生病
R.M.尼斯 ，G.C.威廉斯
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R.M.尼斯，G.C.威廉斯-我们为什么生病——达尔文医学的新科学，从进化生物学的角度来看待疾病自身。 (《进化与治愈》的最佳翻译版本。）
Content Type:
Books
Year:
2011
Publisher:
epub掌上书苑
Language:
Chinese
File:
MOBI , 625 KB
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CID , CID Blake2b
chinese, 2011
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胞疾菌免遗殖症虫药缺癌育宿杂险衰婴避疫预虑卵胎疗乳亡植脏测焦肤减营酸陷攻损竞繁含抑控纽健征雌优液哺
致中国读者
非常高兴地得知由我们撰写的《我们为什么生病》（译注：这是美国版书名，英国版书名为《进化与治愈》）一书现在有了中文版。
这将使本书的读者人数大为增加，我们确信书中的信息对整个人类都是重要的。本书依据进化生物学的观点来理解人类疾病的起因，除了对医学大有裨益之外，可以预见这个中文版还将具有其它的重要意义。
我们特别希望本书能有助于更多的人了解科学观念的重大突破之一——进化生物学。关于生物体是如何被自然选择定型的知识丰富了全人类的知识财富，它所体现的力量和方法现在已被许多文化和学术领域所重视。令人极为高兴的是，现在能有机会与中国人民共同分享进化生物学的奥妙和有益之处。我们完全相信，中国的文化和科学为界上其它的民族提供了许多宝贵的财富，也希望我们的书有助于东西方文化问的双向交流，也许书中阐述的相关观点早就渊源于中国文化的一部分。
本书作者之一，R．尼斯博士对中国和中国人民一直具有一种深厚的感情，因为他的父亲是在中国的河南省信阳地区出生和长大的。
自然选择的中心思想虽然简单，但是常常被人误解。无论什么时候生物体的遗传性变异导致了不同的生存率和生殖率时，子代数目更多的个体所带有的基因在每一代所呈现的次数会变得更为频繁。于是，许多代之后，生物体以各种方式逐渐变化，以便更好地适应它们所处的环境。对生物体而言，这不仅仅是一种似是而非的观点，而且是有充分证据的必然结果。假定生物体具有可遗传性变异的潜能，那么通过自然选择的进化就肯定会发生。超出我们用生物形态和功能所能作出的有力解释之外，还存在一个更为奇妙的复杂世界。达尔文医学的贡献之一是，表明了自然选择怎么能够成为极其有效的适应性基础，而同时使我们容易遭受病痛。人的这种脆弱性不是来自机体的任何规划或代谢失衡，而是来自自然选择过程的基本的限制。我们不能改变这一切，但是我们能够理解它，由此找到种种方法来保护我们自己，使人类生活更加美好。
达尔文医学在北美和欧洲已不再是一种新的思想。在美国、英国、瑞士和意大利，科学家和医学专业人士就达尔文医学已举行了多次国际会议。这本书已经或将要以五种欧洲文字，以及日文和韩国文出版。
它已经在医学杂志、科学期刊和许多报纸、杂志上获得了广泛的好评。
许多教师发现这本书对介绍进化生物学的中心思想很有益处，特别对那些不久将进入医学院的学生。我们预料，再经过十年之后进化生物学将成为所有医学的绝对的必不可少的基础。我们赞赏有助于这个进展的中国同道们所作的贡献。
我们深深感谢中文版译者易凡先生和禹宽平先生，他们认真负责地完成了把我们的文本译成他们的语言的必需工作，我们深深感谢湖南科学技术出版社为本书中文版的出版和发行所做的努力，我们也深深感谢约翰·布洛克曼先生（译注：英文版代理商）和他的同事为中文版出版而完成的复杂的国际安排所作的贡献。
R．尼 斯
G．威廉斯
前言
1985年在一次会议上我们首次相遇时谈到一些共同都感兴趣的问题。后来，参加这次会议的一些学者组建了人类行为和进化学会。
本书作者之一尼斯是密执安大学医学院精神病科的医生，一直为精神病学缺乏理论基础而感到苦恼，他对进化论思想在动物行为学研究中取得的突出进展十分感兴趣，从而与密执安大学的“进化和人类行为研究规划”取得联系。与这个课题有关的许多学科的同事得知他长期关注衰老的进化原因，就向他推荐了生物学家乔治·威廉斯1957年的一篇文章。这篇文章对衰老提出进化史观的解释，对他很有启发。
使他想到焦虑或者精神分裂症可能也有类似的解释。随后的几年中。
他与进化生物学家，尤其是与威廉斯以及医学院的住院医师和教授们的讨论中，发现对疾病用进化论的学说及观点去观察、理解是顺理成章的，而且是有实际应用价值的。
另一位作者威廉斯的主要工作是海洋生态学研究和进化的理论研究。他把进化论思想应用于医学研究的兴趣，是读了保尔·爱华德（Paul Ewald）1980年发表在《理论生物学杂志》上的文章“进化生物学与传染病症状和体征的治疗”之后。爱华德在文章中提出，进化论思想不仅仅对感染过程中的问题，而且对许多医学问题都有意义。
威廉斯在进化遗传学方面的造诣，包括遗传病许多明确的原理的知识，以及他早年对衰老过程的进化论研究奠定了将进化论学说与老年医学结合起来的基础。
我们一致认为进化生物学对医学进步的促进是很重要的，有必要把这种思维方法、思想传播给更多的人。我们发表了我们的想法和某些明显的实例，抛砖引玉，用来推动大家共同探讨和阐明其它许多方面的问题。1991年3月，我们又在《生物学季刊》发表了一篇题为“达尔文医学的曙光”的文章之后，得到医学界、进化论学者以及出版界同道们广泛的赞赏。我们觉得把这篇文章扩充，写成一本书可引起更多读者的关注。
一切生物的功能设计都用查理士·达尔文的自然选择理论来解释，是本书中贯彻始终的思想。探讨的中心是自然选择所挑选的适应性变化这一概念：我们与病原格斗的适应性; 变化，病原对抗我们这些变化的适应性变化，我们为了这些变化必须付出的代价而出现的不适应性，我们的机体设计和我们现在的生活环境之间的不适应性，等等。
我们在写作中，不断发现达尔文学说确实有助于医学的进步。我们逐渐了解，达尔文医学是一个全新的领域，不只是一些零星的观念，它正在以越来越快的速度显示许多令人惊叹不已的进展。然而，必须强调指出，达尔文医学还处于婴儿期，在医学上、还不能认为是权威的结论，指导临床实践就更要慎重。现在还只是把进化论思想在医学中做一些尝试性的运用，还不能直接指导人们怎样保护自己的健康，治疗疾病。但这并不是说，达尔文医学只不过是理论上的东西。远远不是！我们预期疾病病因历史根源的阐明，将大大促进人类健康的改善。只是还要经过我们大家的努力，需要花费资金和时间。我们希望这本书能启发人们对疾病从另外一个角度去考虑，去追究它们的历史根源，向医生提出问题，与他们讨论，不过不要无视他们的意见和忠告。
作出上述申明之后，我们还要重申，这本书不是否定现代的医学研究成果或者医疗实践．只是认为将关于适应性变化的问题和历史根源与当前直接的物理和化学的病因一同加以考察，将会更加富有成果。
我们的主张，不是去取代现代的医疗实践，而是在一个已经是比较完整的科学体系上补充一些被忽视了的新东西。
我们反对把达尔文医学用作现代迷信去反对某些正统观念。我们的目的也不是提出政策建议，虽然我们相信我们的某些思想对那些制订保健政策和环境政策的人会有重要意义。
为了使这本书的信息更加丰富，更加便于理解，能够吸引更多的读者，我们在保证所举例证科学性的同时，力图深入浅出。我们知道已经有不少医生被问到这类问题，他们只能抱歉地回答说：他们知道的还不是很有把握的假说，不能满足认真的提问者的要求。我们试图尽可能改变这种状况，并且希望书中提到的例子能使科学家们肯定他们的进化论假说是合理的推论，正在接受科学考察，这是一些更加明确也比较容易成功的途径。书中没有提出正式的怎样去考察进化论假说的系统方法，但是有不少这种考察的例子。
我们希望读者理解，这本还十分不成熟的书只能对为数不多的与医学问题有关的进化论思想提出一些还不很肯定的概述。医学已经是一个过分庞大的领域，任何人都只能掌握其中的一小部分。甚至像内科这种大专业也正在迅速地分解为更加专门化的专业科目，比如心脏内科、呼吸内科，分支之中又有更加专门的分支。我们十分清醒，在这本书里讨论这样一个范围如此广阔的课题，一定是十分肤浅而且不免流于简单化。我们希望不致于引起严重的误导，同时希望专家们能够谅解我们的一些不太严重的不准确性。对达尔文医学作一全面的鸟瞰是有着非常重要的意义的，我们所冒的风险也许是值得的。读者将在对身体的功能以及某些不正常情况的进化论解释中享受到一种愉悦。
第一章 疾病的奥秘
在我们这个设计得十分精巧的身体上。为什么还留下了这么多的弱点使得我们要遭受疾病的痛苦？自然选择的进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，又为什么没有安排好预防近视、心肌梗塞和老年痴呆这类疾病的措施？既然我们的免疫系统能够识别和攻击好几百万种异种蛋白，为什么人们还要得肺炎呢？既然在DNA的双螺旋型结构上对一个成年人的亿万个细胞的设计编码都十分可靠地登录在卷，那么我们又为什么不能重新长出一个手指来更换受伤或残废了的那一只呢？既然我们能够活到100岁，又为什么不能活到200岁？科学使我们对于人为什么会患某种疾病有了越来越多的了解，但是对于为什么人会有疾病这个问题，却仍然难以作出解答。
尽管我们知道，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脂肪食物和晒太阳呢？为什么我们的身体不能疏通堵塞了的血管和修复被阳光伤害了的皮肤？日光灼伤为什么会造成伤害？
为什么几乎任何事情都可能引起伤害？为什么在经过了漫长的千百万年之后，我们仍然要受到链球菌的感染？
摆在我们面前的医学奥秘，许多难以解答的谜一样的问题，归结起来就是我们这样一个精致的人体器官中，为什么会有这么多的瑕疵和弱点？设计上的折衷和妥协方案造成了发生恼人的疾病的可能性。
从进化史的角度去考察，这些奥秘就能变成一系列可以解答的问题。
为什么达尔文学说的核心理论——自然选择没有在历史的长河中把使我们对疾病易感的基因逐一清除？为什么没有选出能使我们完全抵抗损伤，促进修复从而消灭衰老的基因？
“自然选择不是万能的”这一简单的搪塞，总的说来并不正确。
那么正确的答案是什么呢？读者在阅读本书之后将逐渐理解。我们的身体，其实是一个精心安排的折衷方案，一个矛盾的统一体。
我们身体中最简单的构造也足以说明，设计方案之高明已经远远超过了人类文明已经达到的水平。以四肢的长骨为例，它那空心管状结构在使重量降到最小，最节约材料的前提之下，具有。最大的强度和弹性。它比同等重量的实心钢杆的强度更高。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。有需要加强时，它会增加自己的厚度。
一但被折断，将沉积更多的骨痂。就是它那空心的内腔也被安排作为新生的血细胞的摇篮。
生理学更加令人惊叹不已。试想一台人工肾，像冰箱那么大，却只能完成天然肾脏的一小部分功能。再看现在质量最好的人工心脏瓣膜，也只能使用不多的几年时间，而且每打开、关闭一次都会挤碎一些红细胞，然而天然的心脏瓣膜却能在一生中柔和地启闭大约二十五亿次之多。或者再看看我们的大脑，能把生活中经历的许多细节编码记忆，在几十年之后可以在不到一秒的时间里检索出来。人类文明还没有发明运算速度这么快，记忆存储量这么大的计算机。
身体还有惊人的精密灵巧的调节系统。以和谐的激素调节为例，它要配合生命活动的每一个侧面，从食欲到生育，受到一层又一层反馈回路的控制，比任何现代化的化工厂都要复杂。再看那感觉运动系统错综复杂的线路板：影像落在视网膜上，每个视网膜细胞经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，识别了这个影像是一条蛇。然后立即联络恐惧中枢和决策中枢，决定开始一个动作。运动中枢立即指令应当收缩的肌肉收缩，把手赶快挪开——这全部活动是在不到一秒的时间里完成的。
骨骼的解剖、激素的生理学、神经系统的网络——我们的身体里有上千个美仑美奂的、令人惊喜、令人感叹的完美的设计方案。然而，也有不少地方相反地、似乎是不可饶恕地粗率。举个例子：把食物送进胃里去的食管和把空气送进肺里去的气管会在咽喉交叉。这种低劣的设计，无疑是埋伏了交通事故的一个重大隐患，我们每次吞咽都必须把气管关闭以免被呛。再看近视的问题：万一你是人群中25％那不幸的带有近视基因的人之一，你就几乎肯定会变成近视眼，只能在老虎已经十分靠近，你快要变成它的佳肴时才能看见它。为什么这种基因没有在进化过程中淘汰掉？再看动脉粥样硬化：一个庞大的血管网络系统，精确地不多不少地把所需要的血液分送到全身各个部分，然而却会发生胆固醇沉积在动脉壁上这样的问题，结果使血流不畅，引起心肌梗塞和中风。这就好像是马自达和奔驰公司的设计师在汽车油路设计上使用了一段吸苏打水的塑料管！
我们身体的设计还有不少不恰当、不合适的地方。每个这种不相称的设计都成为医学上需要探索和研究的奥秘。我们为什么有变态反应（又称过敏反应）？免疫系统当然是有用的，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“违法行政”，攻击我们自身的组织引起诸如风湿热、关节炎、甲状腺功能亢进症、糖尿病、红斑狼疮以及多发性硬化这些自身免疫病？
还有妊娠时的反应，恶心和呕吐，真不好理解！当一位将要做妈妈的女士正是需要营养供应子宫里正在发育成长的胎儿的时候，却因为恶心而吃不下东西，甚至还要因为呕吐而把已经吃下去的东西吐出来！
对于人人都会发生的衰老这种最公平的不幸，也是我们难以理解的一个问题。
甚至我们的行为和情绪也似乎是由一个好搞恶作剧的上帝设计的。
为什么我们偏爱那些对我们的身体有害的食物：油脂、奶油和糖，却都不大喜欢蔬菜和粗粮？为什么明明知道自己已经太胖，在打算控制自己的食欲时，意志却显得那么不坚强？为什么男女之间的性反应那么不容易配合，为什么没有设计成双方一道达到性高潮，同时获得最大满足的模式？为什么我们之中有那么多人总是忧心仲仲，一生中都像马克·吐温所说的那样“为从未发生过的灾难痛苦”？为什么我们的快乐总是那么短暂，那么一瞬即逝？在刚刚达到一个长期为之奋斗的目标之后所产生的不是成功的满足，而是又一个还没有达到的目的的新欲望？对我们这个身体的设计，看来是既有超越一般水平的精确性，又有难以置信的疏忽。好像是宇宙间上帝麾下的那些最高明的设计师在礼拜天把事情交给了一个马虎草率的专门会把饭烧糊的徒弟。
疾病的两类原因：
近因和进化史原因
为了解释这些矛盾，我们必须找出每种疾病的进化方面的原因。
现在已经十分清楚，疾病的进化方面的原因与人们平常所说、所想的不一样。以心肌梗塞为例，吃多了脂肪食物又兼有易患动脉粥样硬化的基因是心绞痛或梗塞的主要病因。这些是生物学家所说的“近因”。
我们在这里更加关心的是“进化史的原因”，追溯到远古时代，我们为什么被设计成现在这个样子。研究心绞痛和心肌梗塞，进化学家要了解为什么自然选择没有剔除掉促使人们喜好脂肪食物的基因和胆固醇沉积的基因。近因所阐明的问题，是机体现在怎样在运转，为什么有的人得病而另外一些人不得病。进化史原因要阐明就整体而言，为什么人类对某一些疾病易感，对另一些又不易感。我们要知道为什么人体的某些部分那么容易衰竭，为什么我们会患某些病而不患另外那些病。
当近因和进化史原因对疾病的解释更加仔细、更加明确地区别开来之后，生物学中的许多问题将更加具有意义。近因描述一种生物性状、品质、特性——它的解剖、生理和生物化学，以及它从受精卵中的一小片DNA上面的遗传信息发育成人的规律。进化论的解释所要阐明的是为什么这一小片DNA特地专门规定了这种生物性状，而我们又为何独有编码这一种结构的DNA而不是另外的一种。近因和进化史原因的解释是不能互相替代的——对于理解每一种生物性状，两者都是必要的。关于外耳廓的近因的研究，包括它怎样使声音聚焦，它由哪些组织构成，它的神经和血管，以及它怎样从胚胎型发育成成人型这样一些知识和信息。尽管我们已经对这些问题有了彻底的、充分的了解，我们还需要从进化史方面了解这样的一种构造对于人类有哪些好处，才在自然选择的过程中被选择留下来；是怎样从这远古时代的什么形式逐渐经过自然选择而演变成今天这个样子的。再看味蕾，近因解释是它的构造和化学，怎样检测到咸、甜、酸、苦味，怎样把这些信息转变为经过神经原传送给大脑脉冲的，而进化史的解释则要说明，味蕾为什么只检测咸、甜、酸、苦，而不检测其它的化学特性，检测这四种化学特性对于具备这种能力的动物在生存竞争中有些什么帮助。
近因所解答的是“什么？”和“怎样？”——是关于构造和机制的问题；进化史方面解答的是“为什么？”——是关于起源与功能的问题。大部分医学研究是寻找近因，解释机体的某些部分怎样工作，或者某种疾病怎样打乱了这一正常功能。生物科学的另外一半，则试图解释为什么以及怎样会是现在这样，在医学中是不够重视的，或者没有重视的。当然，这并非完全不关心另外的一半。生理学的基本任务就是要弄明白每一个器官正常做些什么，整个生物化学领域是为了了解代谢机制是如何工作的，为了什么而工作的。但是在临床医学中，对进化、对自然选择在疾病病因中的地位、作用、意义的探索，最多也不过是三心二意的。因为疾病总是被认为是一种不必要的、反常的现象，去研究它的“进化”史，便似乎迹近荒谬了。然而，从进化史的角度去研究疾病，并非研究疾病有什么好处，而是去了解生物设计定型过程所造成的对疾病的易感性的历史根源。机体设计定型方面显而易见的缺陷，同自然界的一切事物一样，只能通过近期原因和历史原因两方面的研究才能充分予以理解。
进化论的解释是不是纯推理性的且只有纯思辨的意义？不完全这样。例如，妊娠呕吐，如果确实是西雅图的研究员马季·普罗费（Margie Profet）所推断的那样，这种发生在妊娠早期的恶心、呕吐，以及厌食，是为了防止发育中的胎儿免受毒素的伤害发生畸形而选择进化出来的，那么症状便应当在胎儿组织分化时开始，应当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含有最可能干扰胎儿发育的有毒物质的食物。而我们所能看到的，有不少事实与这些推测相符合。
从进化论角度提出的假说，因而将有可能预测近因机制可能发生的问题。例如，如果我们的进化论假说认为感染时所出现的缺铁不是感染的直接原因（不是贫血所致抵抗力减弱），而是机体防御机制的一个组成部分，我们便可以预测补铁将可能使感染恶化——确实如此。
试图判断疾病的进化史根源，远不是一种思辨游戏。它确实是一种有意义的，但是没有被我们充分利用的，对于疾病的了解、预防和治疗都是非常有用的工具。
病因学的另一方面——历史根源
研究各种疾病的专家会自问为什么会有这种疾病，而且他们常常会萌发一些很有价值的想法。但是，在大多数情况下，他们把进化史原因和近因混淆在一起，或者不知道怎样去验证、论证他们的想法、假说，或者是因为提出的看法不合正统观念而勉为其难。这种困境也许能在构建了一个达尔文医学的正式框架之后得以缓解。为此，我们提出对疾病的进化史解释的六个范畴，这六个范畴都要—一详细阐述，现在提纲式地阐明这一领域中主要的逻辑思维，对准备深入讨论的课题，提出一个初步的概念。
1．防御（防卫）
防御或者防卫并非对疾病原因的解释，但是防御反应常常与疾病的其它症状混淆，所以在此首先讨论。浅色皮肤的青年人患严重的肺炎时可能面色青灰、呼吸窘迫，同时有剧烈的咳嗽。肺炎的这两个症状反映着两种截然不同的范畴里的两个事物，其一是一种缺陷的表现，另外一种是防御。皮肤青紫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响声异常，不是事先设计的发现问题的反应，而是没有任何益处的、没有办法时无可奈何的表现。另一方面，咳嗽，则是为了从呼吸道排除异物而专门设计的一种复杂的机制，是一种防御机制。咳嗽时，牵涉到隔肌、胸肌、声带腔互相配合的运动，把粘液和异物从气管向上推出到达咽喉的后部，或者吐出去，或者吞入胃中，让那里的酸杀死大部分细菌。咳嗽不是对机体的某种缺陷无可奈何的一种反应，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的危险的线索时就会予以激活。它好像轿车仪表盘上的信号灯，当油箱里存油将用完时会自动闪烁一样，它本身不是问题，而是对问题提出的一种警告，以及初步的解决。
对防御和缺陷的区别，不是只有纯理论的学术意义。对于某些病人，这种区别十分关键。纠正缺陷几乎都是好事。如果你将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，多半会在途中油尽抛锚。过度地镇咳，有可能死于肺炎。
2．感染
假定有些细菌和病毒是把我们当作它们的食物，我们可以设想它们是敌人、但是，它们不是简单地骚扰我们的害虫，它们是老练的、富有经验的对手。我们在进化过程中演变出对付它们攻击的防御手段。
它们也在进化过程中演变出克服我们防御的手段，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，可以对我们为什么不能消灭所有的感染和自身免疫病作出解释。在随后的两章中，将对这些课题进行详细的论述。
3．新环境
我们的身体是在非洲平原上由过狩猎-采集生活的小部落里祖先经过几百万年的自然选择设计定型的。自然选择没有充分的时间，役有来得及去改变这一定型的设计来配合脂肪饮食、汽车、药物、人工采光和中央空调等等前所未有的新环境。由于这些设计定型与环境变化之间的不匹配、不相适应，引起了许多。也许是大多数可以避免的现代文明病。当前流行的心脏病（冠心病）和乳腺癌，是两个典型的悲剧例证。
4．基因
人类的某些基因虽然可以引起疾病，却仍然被保留下来。它们的作用是可变的。当我们生活在更加接近自然的环境之中时，这些基因是无害的。例如，大多数与心脏病有关的基因。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，也是只在儿童幼年时要读书，要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，在平均寿命较短的时代是很难有机会被自然选择淘汰的。
还有一些引起疾病的基因之所以被自然选择保留下来，是因为它们的携带者从中会得到某些好处。例如，引起镰状细胞病的基因，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它几种，包括性拮抗基因，以母亲付出代价而有利于父亲或者相反。
我们的基因编码经常被突变所扰乱。突变所引起的DNA变化只有极少数是有益的，大多数都会产生引起疾病的后果，这种带有伤痕的基因被自然选择不断地清除，只能在极低的限度之内。因此，有缺陷而没有补偿性益处的基因不能成为常见的致病原因。
最后，述有一些非法的“越轨”基因，使它们自己在个体付出较大代价的条件下得以传到下一代。这说明，自然选择是对基因有利，而不是对个体或者物种有利。因为个体之间的选择也是一种强大的进化力量，所以非法的“越轨基因”也不是常见的疾病原因。
[译注： defect gene 缺陷基因
“guirk” gene 脱轨基因，（“变幻”基因）“outlaw”gene 越轨基因，（“非法”基因）为了适应中文文字的宇义和语法、以上三种基因的译名，译者予以适当修饰]
5．设计上的折衷方案
正如同某些基因给予一定的总体利益，虽然必须为之付出一定代价仍然得到保留。每一种结构改变也是代价不菲，却又有总体利益而在自然选择中被保留下来。站起来走路，使人类可以方便地携带食物和婴儿，却是造成背痛的前提因素。身体设计定型上存在的种种缺陷，并非都是失误、它们不过是折衷方案的产物。为了更好地理解疾病的原因，我们必须通过设计上显而易见的缺陷看到背后隐藏着的益处所在。
6．进化过程中遗留下来的历史问题进化是一个渐进的过程，它不能革命，没有跃进，只能有小的改变，而每一个小的改变都必须具有立杆见影的益处。重大的改变是很难完成的，即令是分子生物学家的基因工程也难以做到。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的话，必需进行重大的设计更改，这种更改又会产生新的问题，需要新的折衷方案。这说明即令是工程师也受到历史遗留问题的限制。与此相类似，我们的食物要在气管前面跨过它才能达到食管走向进入胃的途径，以致我们有被呛的危险。把鼻孔安装到颈部的某个地方似乎更加有道理，但是将永远难以改变这种历史遗留问题。理由将在第九章中解释。
题外的话
在详细讨论上述疾病的进化史方面的原因之前，我们必须首先指出某些潜在的危险的误解。第一，我们与优生学和社会达尔文主义无关。我们在这里强调不论人类的基因库（gene Pool）是在优化抑或在恶化，我们不主张，也没有提倡改良人种的活动。我们对于人种之间的一些遗传差异并不重视，我们重视的是人类共同的遗传物质（译注：斯宾塞等人说的“生存竞争”，“优胜劣汰”，“适者生存”等对自然选择一词的通俗解释曾经而且仍然在引起一些错误的认识。它们曾经被希特勒之流加以曲解利用。这就是社会达尔文主义的由来）从进化论的角度去考察疾病，不会改变镌刻在撒拉纳克湖畔（Saranac Lake）倍受尊敬的E．L．Trudeau医师的铭言：“有时，去治愈；常常，去帮助；总是，去安慰”。这一自古传下来的医学的崇高目的。医学的目的，一直是帮助病人，而不是去帮助人类。就作者的信念而言，应当永远如此。在这一点上的混乱观念，曾经为某些罪行辩护。在本世纪之初，社会达尔文主义的意识形态曾经不顾对人们的危害，有意放纵资本巨头的战争狂热，为限制贫困者得到医疗帮助辩护。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。他们利用一些达尔文主义的名词，加以曲解引用，完全改变了生物学上的原意。我们从不主张医学应当帮助自然选择。我们更不认为生物学可以指导道德决策。我们决不是说疾病是一件好事，尽管我们举出许多例子说明病理是与某些未被理解的益处相关联的。达尔文主义与医学结合之后，对于人类应当怎样生活，医师应当如何执业，不能做出任何道德伦理上的说教或指导。达尔文主义的立场、观点在医学上有助于我们去了解疾病是怎样起源于进化过程中的，而这些知识对于医学的崇高目标将有深远的意义。
第二章 通过自然选择产生的进化
既然身体的每个部分同每种工具一样，是有某种目的的，即为了某种活动而存在的；这就十清楚，整个身体是为了某种复杂的活动而存在的。
——亚里斯多德
第一章中所提出的那些疾病的奥秘的解答，可以从自然选择所完成的工作中去找到答案。这个过程本来是十分简单的：凡是影响到物种之中的个体生存和繁殖的遗传差异都要受到自然的选择。如果一个基因编码所产生的特征使下一代后裔的生存率降低，这个基因便将逐渐被淘汰而消失。例如，某种遗传突变增加了感染造成的危害，或者使个体对危险不知闪避，或者对性不感兴趣（没有性欲），这一突变决不会在这个物种之中普及。另一方面，如果突变的基因个体对感染具有一定程度的抗性，对危险迅速闪避，并能成功地选择有生育能力的配偶，则多半会在基因库中传播、扩散，即令要付出某些不菲的代价也将如此。
在英国空气污染的下风区生活的蛾群中带有黑色翅基因的蛾种传播是一个经典的例子。浅色的蛾在被煤烟熏黑的树丛中变得十分显眼而容易被鸟捕食。这时，有一种数量很少的突变蛾种，具有与树丛近似的颜色因而避开了捕食的鸟嘴。当树丛颜色继续变深时，黑色翅突变基因迅速传播开来，并大大地取代了浅色翅基因的蛾群成为优势蛾群。这就是故事的全部。自然选择没有任何计划、目的，也没有什么方向——只不过是基因频率在种群中的增减取决与携带这种基因的个体繁殖成功率的大小差异而已。
自然选择简单明了的特点曾经被一些错误概念所混淆。例如19世纪斯宾塞的名言：“适者生存”被广泛地认为是对自然选择过程的高度概括。然而，实际上这种提法引起若干错误的理解。首先，生存本身并不重要，这就是为什么自然选择造就了鲑鱼和一年生植物这样的生物，它们只繁殖一次就死去。生存增加适合度（fitness），也只在它增加生存以后的繁殖时才得以体现。带有能够增加生命期中繁殖力的基因将被自然选择挑选、保留，即令它会使寿命缩短。相反，降低生命期中繁殖率的基因，肯定地将被自然选择所淘汰，即令它能使个体的生存期延长。
还有许多混淆来源于对“最适应的”（ftttest）的多种不同的理解。最适应的个体，从生物学的角度看，不一定是最健康的，最强壮的，或者跑得最快的。在今天的世界上，以及过去很多取得突出运动成绩的个人不一定是儿孙最多的人，这种衡量应该大致与适合度相关。对于懂得“自然选择”规律的人说来，不会奇怪为什么做父母的人十分关心子女的生育。
孤立地看一个基因，或者一个个体，是不存在所谓“适应（合）”
（fit）与否的概念的。只有放在某个特定的环境中的某个实际存在物种之中去比较、考察，“适者”的概念才有具体的意义。即令是处于相同变化的环境之中，每个不同的基因都可能各有长处和短处。设想有一种基因使兔子更加胆怯，因而有助于它们遁开狐狸。现在，假设田野中有一半兔子有这种基因。因为它们花更多的时间用于东躲西藏，吃得较少，就平均而言，这些胆怯的兔子可能没有它们那些胆大的同伴长得壮实。结果，在等待春天的雪地里，它们中三分之二因饥饿而死去，而那些胆大的长得比较壮实的兔子有三分之一因饥饿而死去。那么自然选择对胆怯的兔子是不利的，若干个严酷的冬天有可能把它们全部消灭掉。反过来，狐狸数量增多以及暖和的冬天，则不利于那些胆大的兔子。这一切都因“当时”的环境变化而定。。
自然选择只有利于“基因”，而不是种群(group）很多人看过一部描写大自然的影片。那里面一群饥饿的北极鼠勇敢地跳进冰河自杀。画外音解说，当食物匾乏时，一部分北极鼠就勇敢地自我牺牲，以便剩下的同伴有足够的食物能够活下去。大约一二十年前，这种“种群选择”的解释一度得到生物学家的承认，但现在他们已经抛弃了这种见解。为什么？
让我们设想两只这样的北极鼠，其中一只有高尚的品质，在看到同伴们面临饥饿时，很快就跳进最靠近它的冰河里去。另一只是自私卑劣的家伙，它躲在一旁等待那些高尚的北极鼠一个一个地死光后，吃它所能得到的一切食物，尽可能多地交配、生育。从而有尽可能多的后代。那些带有牺牲个体使群体获益的高尚基因的北极鼠的命运会是怎样的呢？不论它们是如何地高尚，对种群是如何地有益，它们还是只能被消灭掉，不能留下后代。这样说起来，我们又如何明白地解释那些北极鼠自杀的行为呢？在冬季末尾当食物变得稀少时，北极鼠便迁徙，大群大群地匆匆奔走，它们在遇到早春融化的冰河时并不停顿。然而，淹死并不是经常发生的事情。为了得到影片效果，制片人用了引诱的方法把北极鼠赶入冰水中，人类总是在理论和实践发生矛盾的时候不惜伪造事实来为自己辩护，这不过是悲剧的例子之一。虽然确实有某些特定的环境条件下，在种群水平上的自然选择力量要超过通常都是偏向于对个体选择的力量，但是并不多见。
《自私的基因》的作者，英国生物学家理查德·道金斯（Richard Dawkins）强调，个体可以看成是基因制造出来复制基因的工具，被基因利用之后可以抛弃。这种观点震撼了那种认为进化是在走向一个更加和谐、稳定、健康的世界的许多人的善良的愿望。我们当然希望能设想生活是自然的、愉快的、健康的，但是自然选择却一点也不关心我们是否愉快，它只在为了我们基因的利益时才去促进健康。从纯进化论的角度看问题，如果焦虑、心力衰竭、近视、痛风和癌等等倾向在某些方面与增加成功的繁殖有关，这些基因就会被选择保留，我们也就在这些“成功”之后必须承受这些痛苦的代价。
亲属选择（Kin selection）
在上一节中，我们被告知“适者”之所以在自然选择中增多，其关键是繁殖的成功。在北极鼠的讨论中已经提到，采取行动帮助同类而牺牲自我利益者并不受到自然选择——进化的青睐。这也还只是事情的一个侧面。最终，在未来后代中遗传基因表达的数量是以增加了多少带有相同的基因的个体数量来计算的，而亲属之中有许多基因是与你的基因相同的。
孩子的基因有一半与母亲相同，另一半与父亲相同。孙子的基因有四分之一与祖父母相同。同胞兄妹之间，平均各有一半相同的基因，侄表兄妹之间有八分之一一致。这意味着，从你的基因的立场来看，你的兄妹和儿女的生存、生育的重要性，等于你自己的生存、生育的二分之一。根据这一推理，选择是有利把帮助给予亲属的物种的。如果其它诸如年龄、健康等条件都相同的话，个体帮助别人所耗费的代价低于亲属受益的数目乘以以血缘亲密的程度。有一个古老的故事，英国的生物学家霍尔丹（J．B.S．Haldane）被问及是否愿意为兄弟牺牲自己的生命时，他回答：“不是为一个兄弟牺牲，但我可以为两个亲兄弟或者八个叔表兄弟牺牲。这个原则以及它在解释群体中合作的重要意义而被正式承认了，这体现在1964年英国生物学家哈密顿（WilliamHamilton）的重要论文，他后来因此获得1993年克拉弗奖（Craford Prize，因为这个领域没有诺贝尔奖）。另一位伟大的英国生物学家约翰·M·史密斯（John Maynard Smith）为亲属选择这一现象施命名礼。
“好孩子最后才分到”的规则在进化过程中的一个明显例外是利益的互惠交换不一定只发生在亲属之间。假如艾萨是一个鞋匠，而弗莱兹是一个可以提供优质皮革的熟练的猎手。资源的互相交换将使他们都得到好处。把好处给我对你也是有利的，反之亦然。自从 1971年罗伯特·泰卫斯（Robort Trivers）关于互惠学说的著作发表以来，生物学家经常把自然界的合作现象解释成为互惠的交换或者亲属选择。
关于社会生活的生物学，在先驱者威尔逊（E．O．Wilson）、亚历山大（Richard Alexander）的带领下已经诞生，他们分别有《社会生物学》（Sociobiology）和《达尔文主义和人类活动》（Darwinism and Human Affairs）等专著发表。早先的争论和误解，已经被新的学科领域里日益增长的成果所扬弃。
自然选择是怎样进行的？
认为进化是向着某个方向按照某种计划进行的，这是一种流行很广的错误观念。其实，只有机会（chance）在起作用，进化既无目的又无方向，机会使得未来进化的前途无法预测。生物个体的随机变异对它们的达尔文适应能力产生微小的差异，某些个体比其它个体有更多的后裔，增加他们的适应性的那些特征也就会在后代中更加多见。
从前某个时候，至少是有那么一次，在热带非洲的人群中发生了一次突变，使血红蛋白分子产生了某种变化而对疟疾具有抵抗性。这一重大的优势使得这个新的基因传播开来，随之而来的后果是不幸的镰状细胞贫血。我们将要在后面关于基因的章节中再详细讨论这个问题。
机会可以在自然选择的各个阶段产生影响：首先是在产生一个基因突变的时候；其次是携带这种突变基因的个体能不能活到足以显示该突变基因的作用的时候；第三是机会也可以影响这一个体是否有成功的生殖；第四是这个基因，即令在第一代中表现为适应性的，也可能由于某种偶然事件在第二代的时候被淘汰；最后，无疑，还有许多不可预测的环境变化将在每个物种的历史过程中产生不同的影响。哈佛的生物学家史迪芬·J·古尔德（Stephen Jay Gould）说过，如果有可能把生物发生的历史重演一次，结局肯定是不一样的，不仅可能没有人类出现，甚至可能根本没有类似哺乳动物的生物。
我们经常强调自然选择在生物进化过程中进行优选，造就生物的优美性状。但是认为自然选择是有目的的，和它能造就完美无缺的生物品质的这种不准确但相当普遍的观念则需要慎重地有分析地对待。
进化所达到的“真善美”，取决于你的看法。如果你的看法是：“自然选择走的是一条使物种更加幸福的道路。”那是错误的。上面所列举的事实说明，不大可能。如果你的想法是：“自然选择会对每一种有价值的适应都加以选择和创造。”答案仍然是否定的。例如，南美洲有一种猴子可以用尾巴抓住树枝。这种本领肯定对于非洲的猴子也一样大有用处。仅仅是因为没有这种机遇，没有这种运气，它们没有产生这种技巧。在某个远古时代，南美洲出现的某些环境组合开始使某些猴子使用它们的尾巴，最后导致培养成能用尾巴抓住树枝的能力。
这一发展过程却不曾在非洲发生。某种特性有用、有益本身，并不一定保证它们会逐渐在进化中形成。
然而，确实存在这样一种趋势：自然选择毕竟是向着接进真善美的方向发展的，而且是在量的基础上逐步优化的。如果某个特性是为某一功能服务，经过无数的小的改进，经过许多世代的选择，就趋向于使它们从量的方面接近于理想的功能，逐渐优化。例如，鸟的翅膀可以长些，长些会有很好的提升力；也可以短些，短些便于控制自如。
测量大风暴中被伤害致死的和生存的鸟的翅长便会发现，被伤害致死的是那些翅膀特别长和特别短的鸟，能生存下来的鸟的翅长大都偏离中值不远，这就是接近最佳值的翅长。
在人类生理学中可以找到上百个体质性状特征被塑造成接近最佳值的例证：骨的大小和形状、血压的高低、血糖水平、脉率、青春发育年龄、胃的酸度等等，这些例子还可以举出许多。观察值可以不十分精确，然而还是十分接近的。当我们怀疑是否自然选择为什么没有起作用的时候，多半是因为我们忽视了某些方面。例如：胃酸使溃疡加重，而服用了抗酸药的人仍然可以消化他们的食物。所以，是不是胃酸太多了呢？可能不是太多了，胃酸对消化和杀菌都是重要的，包括杀灭引起结核的细菌。为了判断身体的不完善之处是为什么，你必须首先理解其完善和折衷调和的基础是什么。
如同工程师的设计，进化过程中也经常需要采用折衷方案。车设计师可以加厚油箱的设计以减少起火的危险，但是这样一来却增加了成本又减少了行驶里程和速度，这就必需有折衷。于是，油箱在某些碰撞中确实是破裂了，而且这一折衷方案以每年要失去若干生命为代价。当自然选择不可能同时在方方面面都达到尽善尽美的时候，它的折衷方案并非随意的，而是精确地被选择定在净获益的最大值上。
有这么一个未必可信的故事说，亨利·福特在巡视一个放满了驾驶杆的仓库时问道：“是否有绝对不发生故障的部件？”他被告知，有的。这种驾驶杆决不会失灵。“那么，”他转向他的总工程师“重新设计。如果永不发生故障，那么我们花在上面的成本一定太高”。
自然选择同样地避免“过度”设计（过度加大安全系数）。如果某件东西运行相当不错，那么它的某些不重要的不足之处就不会成为选择的因素，自然选择也就没有改进它的机会。因此，当身体的每个器官都具备一定的储备能力，足以应付偶然可能遇到的极端环境时，这些器官也就都有可能在超过储备能力的负荷之后受到伤害。身体里没有任何地方、任何器官是永远不出毛病的。
对某种资源的供应若中等程度地增加，常常会带来很大益处，但是大量增加却不会使益处相应增加。比如做火锅，放两个洋葱可能比放一个好，但是放十个进去就不仅浪费而且也没有什么好处；即令有一点，也很少。这种成本效益分析是经济活动中的常规操作，也同样适用生物学和医学。例如对肺炎用某种抗生素，剂量太小可能产生不了明显的益处，中等剂量时费用虽有增加但能得到大得多的效益，过大的剂量则徒然使费用更加昂贵却不能增加多少疗效，甚至还会产生一定的危险。
涉及每一种工程或者医疗决策时，总会有代价（成本）和效益的两个矛盾方面，每一个在进化中保留下来的有益的遗传变化，也都不可避免地要付出一定的代价。自然选择不是没有力量的、也不是变幻莫测的。它只选择总的说来对适应能力有好处的基因，即令这个基因也使得个体在某些疾病中更易受到伤害。比方说，难道可以认为焦虑也是一种功能上有必要的生物品质吗？想一想前面提到的关于狐狸特别多的那一年里没有焦虑的兔子的命运。即令某些后来引起衰老的基因也不都是不适应的，它们可能对年轻时的生活有益，当选择最强壮的个体时，这种对生存和繁殖的益处，对于后来的衰老和不可避免的死亡这种代价说来，当然更加重要。为了更好地理解疾病，我们一定要理解每一个表面看来是错误的定型设计背后的利益所在。
进化假说的检验
本章的开头引用了亚里斯多德的话是有着严肃的科学含义的。可以认为他是功能分析之普遍规律的启蒙学者。这一法则在生物学的众多领域中已有十分丰富的成果，而且我们预期在医学领域中也将会有丰硕的成果。当然，亚里斯多德的视角，他的历史条件与现代生物学家大不一样。他对生物学中的物理和化学原理几乎一无所知。他不懂甚至不曾想过一切都要经过实验的必要性。他也不曾听说过自然选择的原理，而且也不知道生物完全是按照要在繁殖中取得最大成功而设计定型的。不论是对于人类的手、大脑或者免疫系统而言，亚里斯多德的权威性问题：“它是做什么的？”现在已经有了非常专门的科学含义：“这种特征在繁殖成功中有什么贡献”？他确认生物体作为一个整体的存在一定有某种复杂的目的，这是正确的。不过，一直到最近的几十年里，人们才有可能把这个问题弄清楚，这个复杂的目的就是繁殖。
有不少人认为探讨各种生物品质、体质的功能只能是目的论的或纯理论的（speculative），而不是科学的问题。这种观念是不正确的。作者将在本书中举出许多例子来证明它。有关生物品质特征所适应的功能的问题，都是可以经得起科学检验的。这些问题的提出和解答，使得诸如眼睛、耳朵，以及咳嗽反射等等生物体质特征的适应性意义得以阐明和理解。因为它们是在历史的长河中逐渐选择的结果，逐渐地改进，以增加它们服务于专门功能的能力。
然而，当我们提出这类“为什么”的问题和寻求解答时，我们还要审慎地、不可轻率地相信那些随意的、牵强附会的、捏造的故事。
为什么我们的鼻梁凸起？因为要用来支起眼睛架。为什么婴儿会啼哭？
那一定是他在做肺部运动。为什么我们都在接近100岁时一定死去？
它是为了给下一代人腾出生活的空间。几乎每个问题都可以成为这类猜想的目标。它们不是科学。不是问题本身，而是这些牵强附会的答案。没有经过充分的科学检验，审慎的思考，因而违反了科学方法应当遵循的原则。
这几个荒谬的例子说明，许多轻率的解释可以容易地得到检验，证明它们是错误的。因为我们远在有眼镜之前多年就有了凸起的鼻梁，所以鼻梁不可能是演变出来为了支起眼镜架之用的。成年期肺的健康并不取决于婴儿时的啼哭，所以啼哭不是为了肺的发育。因为自然选择不对群体许诺这种利益，因此衰老不是为了后代的生存空间而演化出来的，何况有关衰老的种种细节也否定了这种猜测。
另外一切功能假说则可以很容易地得到多方面的科学证据的支持，而不存在推翻它们的理由。任何熟悉心脏结构和工作的人都可以看到它是用来泵血的。也可以看到咳嗽是用来从呼吸道排出异物。寒战使体温升高。你不一定要是进化论科学家就能指出牙齿是用来咀嚼的。
有意义的假说，是那些重要的及合理的，但不是很明显很容易地可以看出是对还是错的假说。这些功能假说可以导致新的发现，包括许多有医学价值的创造性思维。
适应主义的工作程序
建立在调查方法基础上的人类功能属性的研究，已在最近被命名为“适应主义的工作程序”（adaptationist Program）。从某些人类生物学已知方面所提示的功能意义，可以逻辑地预测另外一些别的、未知的方面。经过适当的探索研究，能够证实这些特征确实存在，