生命不息 ——进化是永恒的主题

当我15岁时，我的祖父被诊断患了阿尔茨海默症，那年他71 岁。正如大多数人所知道的，阿尔茨海默症是一种令人讨厌的疾 病。设想一下，你只有15岁光景，却眼见着一个本来强健的、生 机勃勃的至亲在眼皮底下日渐衰弱，你不仅会觉得惨不忍睹，而且 更难于接受。你需要答案，你想知道为什么。

当时，祖父的一种爱好让我觉得颇为蹊踐——他热衷于献血。 请注意，我指的是“热衷”。他喜欢献血带给他的感觉，那让他觉 得活力焕发。事实上，大多数人参与献血，仅仅是为了从情感上体 味慷慨无私、乐于助人的愉悦。但对我的祖父而言，事情不是如 此。献血不仅在情感上，同时能让他在身体中有一种良好感觉。他 告诉我，无论他的身体受到了何种伤害，他所需要的仅仅是一次放 血，便能驱散他的疼痛和苦恼。当时我完全不能理解，为什么身体 失去一些赖以生存的东西会让一个人感觉如此良好。我请教了高中 生物学老师，还请教了家庭医生，没有人能给我答案。于是，我决定自己把这件事弄个水落石出。

我说服父亲把我带到了一个医学图书馆，在那里我度过了许多 时光来寻找答案。虽然我不知道如何才能在浩瀚的医学书籍中找到 合理解释，但是一种坚定的信念在支撑着我。无奈之下，我决定夜 以继日地读遍所有与铁元素有关的书籍，因为那时我所知道的只是每次祖父献血时，体内都将会失去一部分铁。难以置信的是，我在 书里居然找到了一种以前闻所未闻的遗传性疾病——血色病。后面 我们将更为详尽的讨论血色病，但是简单说来，这是一种体内铁沉 积过多的疾病，最后当铁过度沉积时，会损伤胰腺和肝脏等器官， 因此这种疾病也被称为“铁过度沉积症”。某些情况下，如果铁沉 积于皮肤，就会出现终年不褪的色素沉着。当时认为放血是治疗该 病的最佳方法，因为这可以有效减少体内铁的储存量。至此，我终 于找到了祖父喜欢献血的原委，尽管他一无所知，但他正用这种方 式治疗他的血色病。

出于直觉，我意识到祖父的阿尔茨海默症和血色病间或许存在 某种关联。既然铁沉积可以损伤其他器官，它会不会损伤大脑呢? 显然，不会有人把一个15岁孩子的推测当真。于是，我只能继续 徜徉于图书馆，研究阿尔茨海默症，研究血色病，试图找到它们之间的联系。

数年后，当面临大学志愿选择时，我毫不犹豫地填报了生物学。我仍孜孜不倦地致力于发现阿尔茨海默症和血色病之间的关 联。毕业后不久，我便得知血色病的基因已被精确定位，我想是追寻直觉之路的时候了。于是我推迟了医学院的学习（美国的医学院 入学制度为：必须先取得大学学士学位才可以申请医学院），加入 了一个专门研究自然科学的博士生研究项目，这个项目囊括了来自 不同实验室、具有不同背景的研究人员和医生。经过三年并肩作 战，我们终于找到了答案。虽然基因间的联系错综复杂，但我们发现血色病和某种类型的阿尔茨海默症间确实存在关联。

这一成功的发现让我喜忧参半。一方面我证实了自高中以来就有的直觉（同时为此获得了博士学位），但另一方面我的研究对祖父却毫无帮助。12年前，也就是罹患阿尔茨海默症5年后，他离 开了我们，享年76岁。亲人离世的忧伤尽管难于抚平，但我知道 这一发现可以惠及众人，这促使我毫不犹豫地继续投身到科学事 业中。

在后面的章节中我们将要讨论到，与其他许多科学发现不同， 我们的发现可能蕴藏着巨大的实用价值。在西欧的后裔中，血色病是最为常见的遗传病之一。如果你知道自己罹患了血色病，就可以 采取一些简单易行的方法来降低血液内的铁含量，从而阻止铁沉积 对全身器官的损伤，方法之一就是我的祖父自己发现的放血疗法。 而如果你自己还不清楚是否患血色病，那么首先需要确认的是家族成员中是否有血色病患者。如果的确如此，那么你就有必要进行一 些简单的血液检查以明确诊断。如果检查结果为阳性，那么你就要 定期进行放血治疗，同时控制饮食。但是，不必担心，你完全可以在和疾病的和睦共处中正常生活。

我就是如此。

18岁那年，我第一次感受到了 “疼痛难忍”的滋味，这让我 立刻意识到或许我也和祖父一样患上了 “铁过度沉积症”。检查结 果毫无悬念——阳性！这一结果让我陷入沉思：它对我到底意味着 什么？它怎么就找上了我呢？而最让我困惑的是，明明进化是优胜 劣汰，为什么这样讨厌的基因还能代代相传？为什么进化还要让这 种碁因持续存在？

这正是本书关注的问题。

对基因的研究越是深入，我就越想知道“为什么”。为了解开疑团，我向来自世界各地的不同学科、不同背景的同事一一求教。 这本书就是凡此种种“为什么”的产物，它为我的研究指明方向， 帮助我发现其中的某些内在联系。希望这本书也能为广大读者打开 一扇窗，看看我们赖以生存的这个大千世界中，生命是多么的光怪 陆离、美轮美奂。

本书的初衷不仅是想让读者对疾病“知其然”，还要“知其所以然”。因此，我不但要知道自己患了什么病，如何对付它们， 还希望能揭示这些疾病的进化之谜，最终为人类获得更长寿、更健康的生活尽一份绵薄之力。我相信书中许多答案会使你茅塞顿开。

比如关于遗传病。对研究进化生物学的科学家而言，遗传病真是令人着迷、耐人寻味。进化一方面帮助我们选择那些有助于生存 和繁衍的遗传特征，另一方面也淘汰那些使我们更为脆弱，或直接威胁我们健康的遗传特征（尤其是那些在我们出生前就会影响健康 的遗传特征）。对基因的优胜劣汰使我们获得生存和繁衍的优势， 这被称为自然选择。自然选择的基本原理：如果一种基因对应的特征使物种难以生存和繁衍，那么这种基因及其相应的特征就将逐渐 消亡，因为携带这种基因的个体难于生存和繁衍；反之，如果一种 基因对应的特征使物种更加强大、生生不息，那么这种基因及其相应的特征就会代代相传。同时，这种特征越具有优势，与之相应的 基因就越容易在基因库中传播。

由此看来，遗传病似乎丝毫不具备进化意义。那么，为什么历经数百万年，这些致病基因还会在基因库中持续存在？答案即将在 本书中揭晓。

此外，我们还将探究人类先祖生存的环境如何影响了他们的遗传密码，同时我们还将看到在与人类社会截然不同的世界中都发生 了些什么。基于此，我们会先环视周围的世界，去看那些和我们共 同生活在地球上的植物和动物，或许我们能从它们的进化中得到启示。一直以来，我们都与这些万物众生共同进化，它们是昆虫、细 菌、原生动物，以及准生物（包括寄生性病毒和我们称之为转座子 和反转录转座子的基因）。

当我们步入神奇的生命之旅时，我们将会为这个神奇星球上多 姿多彩的芸芸众生而礼赞。对于我们来自何方，我们与谁共生共 息，它们来自何方等问题，我们所知越多，就越能控制自己的 命运。

但是在继续阅读此书以前，你需要摒弃一些固有观念。

首先，你并不孤独。无论躺在床上，还是坐在海滩边，都有不 计其数的生物陪伴在你左右。这些细菌、真菌、植物、动物，或其 他不知名的生物与我们如影随形。它们中甚至有一些就存在于你的 体内，你的消化系统中就定居着数以万计的细菌，它们为消化食物 提供了重要的环境。除非在实验室中，否则生物间总是相依相伴 的。不同生物间的相互作用有的有益，有的有害，有的则益害各半。

其次，进化并不会自行发生。大千世界，生物多样，令人目不暇接。每种生物，无论是最简单的（例如教科书中的经典例子阿米巴原虫），还是最复杂的（如你、我等人类），都有两种最基本的需 求——生存和繁衍。当生物体力求扩大生存和繁衍范围时，进化便发生了。某些时候，一种生物的生存意味着对另一种生物宣判了死 刑，因此一个物种的进化通常会给其他成千上万的物种造成进化压力。你可以想象一下这是何种景象。

再者，突变并非总是有百害而无一益的，并非只有X战警才能从中获益（《X战警》是美国科幻片系列，剧中有一群具备特异 功能的另类人物，他们出生时都带有突变的基因）。突变仅仅意味 着改变，当其有害无益时，它难以维系；当其有所裨益时，它将引发进化。确保这一筛选过程顺利进行的机制便是自然选择。当然， 有害或有益只能从某一方的角度定义，例如一种突变使细菌对抗生素产生了耐药性，这对我们而言显然无益，但对细菌却是好事。

最后，需要说明的是，基因尽管能使人的生命初步成形，但是 它并不能注定我们的一生，我们的父母、生活环境和后天的选择都 会使这种作用荡然无存。我们的基因是周围各种生物进化的产物， 源自父母，但可一直追溯到物种起源。我们的遗传密码中蕴涵着波 澜起伏的故事，每一场瘟疫，每一个掠夺者，每一种寄生虫，每一 次星球剧变，都书写着祖先奋力抗争的传奇。无论是突变，还是改 变，都是为了我们更好地适应环境。

著名的爱尔兰诗人谢默斯•希尼有一首诗专门描述了生命的希 望和进程，其中进化是永恒的主题：

山顧的烈火，

闪电和暴雨，

上帝的声音从天而降。

生灵侧耳倾听，

于是生死轮回，

生命不息。