没有演化之光，生物学的一切问题都无法理解。
——费奥多西·杜卜詹斯基，1973
清晨，太阳初生。你从一条修理得很平整的小径上走过庭院，在路边草丛中忽然瞥见一个闪光的东西。循着亮光，拨开杂草，你找到了一块老式怀表。也许200年前它就在那里了，不过，有些细节似乎被忽略了。
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它的做工精巧，令人惊叹不已，密封的表壳严丝合缝，表盘上对称排列的水晶依然闪闪发光，表链的做工也很精致。终生制表公司的标记旁边刻有这只表的编号。当你为它的做工精致暗暗称奇的时候，阳光也照到了它的瑕疵。水晶的镶嵌略有偏斜，表链虽然很漂亮很柔软，却太细了一点，而且已经断了，解释了为何这只怀表会掉在这个地方。槽口和拇指的形状完全一致，但是略嫌大了一点，灰尘和水气容易跑进去。这些缺点真奇怪。打开表的背面，机械结构的精致再次令你赞叹：不生锈的黄铜齿轮，细如发丝的弹簧，悬挂在钻石底座上的平衡摆轮，设计是如此的精巧！但是给它对时间的时候，却发现旋钮太小了一点，很不容易抓住，而且拧了12圈才动了1小时，摇摇它，走了几秒钟又停了下来，因为发条上已经生了锈斑。这只表真奇怪，许多方面是如此的完美，其他方面又有不少毛病。这个制表匠为什么留下这么多明显的毛病呢？表壳的里面，有小字的铭文，在放大镜的帮助下你读到：
Model 3500001859。为精确记时而设计。除制造上的缺点、新的环境条件或者设计上的妥协外，它能自行修复大多数问题。在理想条件下使用，它的寿命是85年。仔细保护它，你将终生享用—终生制表公司（Lifetime Watch CO.）
疾病原因概览
现在，回到起点，我们来回答医学核心中似乎最不协调的问题人体结构固然十分精致，却也有许多明显的缺点。尽管有这样那样的防御机制，我们还是有不少脆弱之处。虽然有精巧的修复能力，我们的身体不可避免地逐渐变质衰退，最终死亡。在达尔文之前，医生为这些不协调感到不解，幻想着我们的身体是高深莫测的神的安排，或者疑心是宇宙的恶作剧。甚至在达尔文之后，这种不协调也常常被误认为是自然选择的弱点，难以捉摸。在现代演化理论的光芒下，这些不协调背后纷乱的思绪得以澄清。
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为什么我们的身体没能更可靠一些？为什么我们会有疾病？我们已经看到，理由其实并不多。第一，有些基因使我们容易患病；有些基因由于不断发生的突变而成为缺陷，但是多亏了自然选择，它们并不常见；还有一些基因没被自然选择清除，是因为它们的代价要到生命的晚期才表现出来。大多数有害的基因，被自然选择保留下来，是因为它们还有某些我们至今还没有理解的好处，而且这些好处超过我们所要付出的代价。其中有些表现出杂种优势，有些虽然对携带者不利，但它们非常善于复制自身，有些是脱轨基因，只有在新环境下才会产生不良作用。第二，我们之所以患病，是因为现代环境不是我们在演化过程所处的环境。只要有充分的时间，身体几乎可以适应所有的条件，但是，人类文明萌芽以来的一万年还不够长，所以我们在生病。传染性的病原体演化得更快，我们的防御总是落在后面。第三，设计上的妥协方案也会产生一些疾病，例如与直立体位相关的腰背痛。第四，我们不是自然选择保存下来的唯一物种。我们想要消灭别的生物，正如病原体想要消灭我们。在生物界的冲突之中，正如同在竞技场上，没有常胜将军。第五，疾病可能源于不幸的历史遗留问题。如果生物体的设计可以重新开始，或者有可能进行重大的修改，我们是有可能找到防止疾病的办法的。然而，每一代人都只能领受父母所给的身体生活下去，无法重新设计。
我们看到的人体既强壮又脆弱。生物演化的产物都是一堆妥协的方案，尺有所长，寸有所短。无论经过多长的时间，自然选择都无法彻底清除这些可能性，因为它们正是自然选择所创造出来的。
研究纲领
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演化医学这一新生领域面临着一系列等待解决的问题。它的长远目标是什么？我们应当怎样从演化史的观点出发去分析各种疾病？应当怎样提出假说，又怎样去验证？谁来负担研究费用？哪个学术部门或者研究机构中的人来做这些研究工作？为什么这项事业经过这么长的时间才开始启动？
我们先从长远目标说起。在确立了疾病的演化史之后，医学教科书会是怎样一种面貌？现在的教科书论述某种疾病时如同“八股文”：体征和症状、实验室所见、鉴别诊断、并发症、流行病学、病因学、病理生理学、治疗和结果。不过，这份清单里唯独遗漏了一个范畴：演化解释。虽然某些教科书里有一两句话提到镰刀型细胞贫血病，或者咳嗽、发热的益处，却没有系统地阐述演化的力量对致病基因的作用、新环境条件的致病作用或者宿主与寄生虫之间的“军备竞赛”。我们认为，每本教科书描写一种疾病时都应当有一段文字来描述它的演化史，这段文字应当回答下列问题：
①哪些体征是疾病的直接表现，哪些是防御反应？
②如果病因有遗传因素参与，这种基因为什么能保留下来？
③新的环境因素是否促进了疾病发生？
④如果是与感染有关的疾病，哪些方面有利于宿主，哪些方面有利于病原体，哪些方面有利于双方？病原体对我们的防御有些什么对策，我们又有什么特异的防御机制对付这些对策？
⑤这种疾病的易感性与哪些历史遗留问题或者设计妥协方案有关？
这些问题明确指出了许多疾病研究中很重要但是被忽视了的问题。即使是感冒也有许多新问题要研究。吃不吃阿司匹林分别会有什么后果？用喷鼻药或血管收缩药起什么作用？参照第3章的分类，流鼻涕是排除病原的防御机制，还是病毒用来播散的手段，抑或兼有两方面的作用？其中大部分问题，虽然概念上简单，对我们也有实际的意义，但是现在还没有开始研究。
再看更加慢性、更加复杂的跖筋膜炎。这种病有时被称作足跟骨刺，引起脚后跟内侧剧烈的疼痛，尤其是早晨刚刚起床的时候。其近因是腱膜发炎。腱膜是联结脚底的坚韧的组织，好像一条弓弦，支持着足弓。每天我们走路的时候，它都被拉伸，上千次地承受身体的全部重量。这个腱膜为什么经常出问题？最容易想到的一个回答是，自然选择没能塑造足够坚强的组织来执行这个任务——但是，现在看来，这个解释是有问题的。更有可能的解释是，我们双脚走路的历史还太短，自然选择还没有足够的时间来充分地加强这条筋膜。这种解释的问题是跖筋膜炎非常多见又产生跛行。同近视一样，它在自然环境下会严重地降低生存能力，很快会被淘汰掉。有些专家说跖筋膜炎多发生在用“外八字”走路的人，这种形态增加了跖筋膜所承受的应力。但是，为什么有人用这种方式走路？是现代穿鞋的习惯使然吗？但是许多从不穿鞋的人也用“外八字”方式走路。
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有两条线索提示，跖筋膜炎可能是新环境引起的。首先，许多锻炼可以拉伸跖筋膜，使它更长、更有弹性，这对缓解病情是有效的。其次，我们现在做了古代狩猎采集部落的人不做的事情：我们整天坐在椅子上。大多数狩猎采集部落的人每天要步行好几小时，而不是只做短时间的有氧运动。他们不走路的时候也不坐在椅子上，而是蹲下来，这种姿势一直拉伸着跖筋膜。他们没有跖筋膜炎这种毛病，也不需要运动治疗，只是每天走几小时的路，偶尔蹲下来休息。按照这种假说，坐的时间太长和筋膜收缩导致了跖筋膜炎，因而要用深蹲和拉伸筋膜的方法预防和治疗——这是很容易用流行病学资料和直接的治疗加以验证的。
演化医学对于另外一个有争议的论题也提出了挑战——即，把维生素C、维生素E和胡萝卜素等抗氧化剂用作保健药品是否明智。传统观点认为，这些药物可以减少心脏病、癌症的发病率，甚至推迟衰老过程；严格的对照研究也得出了越来越多的证据支持这些说法，尤其是发现它们可以预防动脉粥样硬化。1994年，一项重要的研究报告发现，胡萝卜素似乎会增加某些人患癌症的风险。现在对这个问题仍然有不同的看法，有些医生建议在大规模的研究得出结论之前不要轻率地推测它。我们同意这种比较保守的看法，但也希望能从演化史的观点加快解答的过程。本书之前提到，自然选择似乎已经使我们的身体有了较高水平的抗氧化剂，尽管这些抗氧化剂也可以引起疾病。尿酸水平在寿命较长的物种中是比较高的，在人类中也较高，所以我们容易患痛风。自然选择似乎使人类的尿酸、过氧化物歧化酶、胆红素等物质的水平都比较高，因为这些抗氧化剂可以延缓年龄增大带来的一些不良作用。
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为什么体内的抗氧化剂还没有达到最佳水平呢？有可能是我们的抗衰老机制还没有追赶上寿命延长的步伐，或者，维持高水平抗氧化剂付出的代价（比如，降低了我们对感染或毒素的抵抗力）把它们限制在了最适合石器时代寿命的水平，即三四十岁。这些可能性提示我们，在食物中补充额外的抗氧化剂可能利大于弊。一般来说，演化视角都是反对过分人为干预的；这个例子恰恰相反，它支持积极地追求可以预防的方案。这类研究中的一个重要部分，应当是研究体内别的抗氧化剂，并评估它们的代价与益处。值得研究的课题包括，高尿酸水平的人除痛风之外是否还付出了其他代价，他们是否确实比别人衰老得更缓慢。同样重要的是，观察灵长类动物中类似的代价与收益。有了这些知识，我们将会更好地判断哪些人能因使用抗氧化剂而受益，以及可能有哪些副作用。
本书提出了几十个研究的课题，其中有些适于博士学位的论文课题，有些则需要科学家付出毕生的精力。但是，目前的困难在于没有哪个政府机构支持这类课题的研究。现有的机构不愿提供支持，因为他们的任务是支持针对近因机制和疾病治疗方案的研究。此外，这些委员会中很少有人懂得如何提出或检验演化医学的假说，另一部分人则由于从根本上误解了演化理论的科学现状而有所疑虑。在这个基金分配系统里，只要有少数人存疑，申请人就无法得到支持。
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要求生物化学家或者流行病学家来评判演化假说，就好比要求无机化学家评判大陆漂移。演化医学需要有自己的赞助机构，而且需要由懂得演化生物学概念和方法的基金委员会参与评判。老实说，由大型政府机构提供基金资助的希望渺茫。这个领域要想快速增长，希望还是寄托在那些有远见的私人基金会或者慈善机构，由它们建立机构来支持演化医学的发展。只要有中等程度的支持便有可能迅速改变医学的面貌，如同过去对生物化学和遗传学的支持正在改变我们的生活一样。1965年雷诺·度波斯（Rene Dubos）指出：
当前的生命科学，尤其是环境医学的境遇很像1900年前后的物理化学。彼时，在美国研究物理化学生物学（physicochemical biology）是没有地位的。热衷于这方面的科学家在医学界被当作二等公民。所幸，有少数慈善家理解这种困境，他们捐助资金建立了一些新的研究机构改变了这种状况。洛克菲勒研究所可能是最典型的例子，它积极有效地为医学提供了基础的物理化学知识……生命科学，尤其是环境医学，是今天的新大陆，人们对它的理解程度甚至比50年前的物理化学生物学还要差些。除非有系统的努力，给予该领域应有的学术地位，提供必要的设施去研究它，否则它仍将停滞不前。
为什么姗姗来迟？
为什么用了一百多年的时间才把演化生物学的思想系统地应用到疾病研究上来？科学史学家早晚要关注这个问题，但是，从现在来看，可能有下述理由：提出疾病的演化史假说并不容易，验证起来困难重重，演化生物学最新取得了进展，某些医学领域比较特殊。
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长久以来，生物学家在试图勾画出生物特征的演化起源与功能，但是用了很长的时间才意识到，这项工作要比勾画出生物的构造和工作机制困难得多。哈佛大学的生物学家恩斯特·迈尔（Ernst Mayr）在《生物学思想的发展》（The Growth of Biological Thought）一书中追踪了两种生物学平行发展的轨迹。医学，虽然处于近因生物学的前沿，直到最近才开始关注演化方面的问题。毫无疑问，部分原因在于这两个领域的目标与关心的对象十分不同。从关心“这个人为什么会得这种病”，到思考“这个物种的哪些特征使得其中的成员更容易得这种病”，是一个巨大的转变。即使是现在，提出“为什么自然选择会塑造出疾病这种适应失调的现象出来”仍然显得有点古怪。此外，医学是一门实用行业，而演化解释对于预防和治疗疾病没有立竿见影的作用。我们希望本书可以说服人们，求索疾病的演化解释不仅是可能的，而且是必要的，因为它有重大的实际应用价值。
如果我们必须抱怨医学迟迟没有用上演化生物学的思想，似乎演化生物学家与医学同仁都有责任。演化生物学家用了很长的时间才把有关的思想阐述清楚，这一点颇为匪夷所思。19世纪中叶，达尔文、华莱士等一批人提出了强有力的洞察；20世纪初，遗传学发生了孟德尔革命；为什么一直等到1930年费歇尔的书出版，我们才清楚地解释了性别比例？为什么要等到20世纪50年代麦德瓦（Medawar）的工作之后我们才开始思考为什么会有衰老的问题？为什么要等到1964年哈密顿的书出版之后才明白亲属关系在演化中起作用？为什么一直要等到七八十年代我们才意识到寄生虫与宿主之间，植物与食草动物之间的演化相互影响？我们认为，这些问题与对演化论思想，尤其是对适应性和自然选择（许多生物学家也不例外）长期的抵触情绪有关。与此同时，我们认为，如果演化学家没有提出这些主张，我们不能责备医学研究者没有去利用它们。
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医学科学家也有可能不愿意去考虑功能假说，因为他们接受的是只相信实验方法的科学教育。他们中的大多数人，在很小的时候就被错误地告知“科学进步只能依靠实验”。但是，许多科学进步始于一种假说，许多假说的验证并不依靠实验方法。比如，地质学，虽然不能重演地球的历史，然而还是可以得出可靠的结论说明盆地和山脉是怎样形成的。同演化假说一样，地质学的假说是通过解释已经获得的证据，并预测新发现得到检验的。
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最后，医学同科学的其他分支一样，对那些错误的学说持有特别审慎的态度。医学经过许多年的奋斗才摆脱了“活力论”——即，生物体内充满了一种神秘的“生命力”——所以医学对于那些稍微类似于“活力论”的假说没有丝毫的容忍。类似的，目的论（teleology）作为一种幼稚且错误的思想一再复燃，医学也应当拒斥它。但是许多人从大学一年级的哲学课上学到的是，目的论的错误在于它依赖于目的或者目标去解释事物。这种告诫如果旨在说明“将来的情况不会影响到现在”，则是正确的；如果它也暗示了“现在为将来制订的计划不会影响当前的过程，因此，也不能影响未来的情形”，则是错误的。当前的计划可以是烘焙蛋糕的配方，也可以是鸟蛋的DNA里储存的信息。生物学中的功能性解释并不意味着将来会影响现在，而是说在一个很长的繁衍周期中会发生选择。鸟的胚胎之所以在卵中发育出翼的雏形，因为早先缺少了它的祖先没有留下后代。出于同样的理由，成年的鸟生下蛋来，其中的胚胎发育出翼的雏形。从这个角度来看，翼的雏形是为将来的鸟准备的，但这是由它过去的历史造成的。根据一种性状的功能做出演化解释，并不意味着演化涉及任何有意识的、主动的计划，或者有目的的导向。医学对于类似目的论的假说抱有怀疑，担心开了历史倒车，这是有道理的；但是，这种顾虑也使它难以充分利用演化科学主流中的可靠成果。讽刺的是，由于担心避免倒退，医学反而落在了后面。
医学教育
医学教育也因避免重复过去的错误而处于困境。目前的窘境来源于过去已经解决的问题。20世纪初，卡耐基基金会向阿伯拉罕·弗莱克斯纳（Abraham Flexner）提供了一项旨在调研医学教育的研究资助。考察了全美的医学院之后，他总结批评了一种有害的学徒教育方式：医生，不论好坏，都能带助手；而助手总是零星地学到一些医学知识。医生的正规科学训练杂乱无章，甚至基本的解剖和生理学知识都不完备。弗莱克斯纳的报告在1910年发表，由此奠定了公认的医学教育新标准——医学院对未来的医生要进行基础科学教育。
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就此而言，现在的医学教育已经远远超过了弗莱克斯纳的希望。事实上，假如他看到现在医学院的课程表，不知会作何感想。现在的医学生不仅要学习基础科学知识，还要追踪各个学科专业的最新进展，陷入了信息的汪洋大海。每个医学院的课程会议上都会有一场关于学生时间及精力的争夺战。微生物学教师要更多的实验室时间，解剖学教师有同样的要求，病理学教师认为不可能在40小时里讲完所有的材料，药理学教师说至少要增加30%的课时才能把重要的新药讲完。流行病学教师、生物化学教师、生理学教师、精神病学和神经科学教师都要更多的时间，而学生还必须跟上遗传学的最新进展。他们还需要学习足够的统计学和科学方法学才能够阅读科研文献。在进病房之前，还得学会怎样同病人交谈，怎样进行体格检查，怎样写病历，怎样抽血，怎样做培养，怎样做腰椎穿刺，怎样做涂片，怎样测量眼压，怎样检查尿和血，等等。需要了解的知识、需要学习的技能铺天盖地，这一切都要塞进医学院前两年的课程中去。
学这么多可能吗？不可能。为什么会提出这种不切实际的目标？部分原因是教师们天真地希望医学生什么都懂，另外一部分原因是没人对此负责。委员会排课表的时候，每一个基础学科都在争取更多的课时，唯一的解决办法就是增加总课时。每周30节以上的课已经是家常便饭。下课之后，学生还要回去阅读教科书和笔记。
你也许认为学生的抗议应该能带来一些变革，但是，这几十年来学生礼貌地提出的意见并没有改变这种状况。最后带来改变的是技术的进步，这个技术是复印机。学生自己不再到课堂去，而是雇人在课堂上做笔记，然后每人收到一份复印的拷贝。留在家里读笔记，不必在各个教室奔忙。这是新的生存策略。当一个200人的课堂里只有20个学生来上课时，教授们勃然大怒，然后教学改革开始了。在医学院院长的主持下，人们开始了新的尝试：精减一批教材，砍掉一些课时，改进教学方法。这个改革如果成功，将是一个了不起的成就。
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上述这些努力甚至可能会给演化医学留出空间，唯一的问题是没有演化医学系提出课程设置，也很少有教师懂得并愿意开这门课。要实现这些目标，需要医学院院长们的重视，也需要有时间来安排演化课程，专门讲授演化论的基本知识及其在医学中的应用。这不仅会使学生从另一个角度去认识疾病，而且为医学教材中无数专断的论述提供了解释框架。演化医学可以收拾医学教育的旧山河，实现知识上的连贯。