红皇后比赛

就算是在遗传学实验室的核心地带，研究人员也有着悠久的历史，拒绝接受“突变是纯粹随机、没有意图（尽管选择并非随机）”的设想。定点突变的理论来来去去，虽然证据渺茫，但是许多享有很高声誉的科学家信奉它们。分子生物学家盖比·多弗（Gabby Dover）在《亲爱的达尔文先生》（Dear Mr Darwin）一书里，试图解释某种身体分173节的蜈蚣不是完全依靠自然选择出现的。他的论点基本上是这样的：较之腿的数目较少的蜈蚣，随机生成346条腿的蜈蚣不太可能生存下来，繁育下一代。他认为，蜈蚣如何变成了这么多节，还需要其他一些解释。他在“分子驱动”中找到了这样一种解释：在多弗的书里，这个设想仍然模糊得令人沮丧，但是带有强烈的自上而下的色彩。自多弗提出分子驱动这个概念以来，它跟其他许多定向突变的理论一样，已经渐渐湮灭，几乎没有留下什么痕迹。倒也难怪，如果突变都是定向的，那么就需要有人指引，我们就回到了老问题上：指引者是怎么形成的？是谁指引了指引者？洞悉未来，赋予一个基因规划合理突变的能力，这种知识是从哪里来的？

在医学界，对基因层面演变的理解，既是问题，也是解决方案。细菌对抗生素产生耐药性，以及化疗药物在肿瘤内部产生耐药性，都是纯粹的达尔文演变过程，即通过选择自然出现了生存机制。使用抗生素，就选择了细菌基因里的罕见突变，使之得以抵抗药物。抗生素耐药性的出现是一个渐进演变的过程，也只能通过渐进演变的过程予以对抗。期待有人发明出完美的抗生素，并找到不会引发耐药性的使用方法，这不是什么好事。不管我们喜不喜欢，这都是一场人与细菌之间的军备竞赛。红皇后那句口头禅（来自刘易斯·卡罗尔的《爱丽丝镜中奇遇记》）很适合放在此处：“你看好了，在这里，你要拼尽全力奔跑才能保持原位。如果你想到其他地方去，你必须至少再跑快一倍！”寻找新抗生素的任务，必须赶在前一种抗生素失效之前早早开始。

说到底，这就是免疫系统的运作方式。它不光能产生最佳的抗体，还实时地进行实验和演变。人类的世代时间很长，不能指望通过让易感人群的选择性死亡，迅速演变出对寄生虫的抵抗性。我们必须允许身体内在数天或数小时内发生演变，而这就是免疫系统想要实现的目的。它包含了一套系统，能重组不同形式的蛋白质以提升多样性，并且快速繁殖任何突然能发挥作用的抗体。此外，该基因组包括一套基因，名叫主要组织相容性复合体（MHC），它们的唯一目的似乎就是维持形式的庞大多样性。这240多种MHC基因的任务，就是向免疫系统提供来自入侵病原体的抗原，以便引发免疫反应。它们是迄今所知变数最大的基因，有一种（HLA-B）在人类种群中存在近1600个不同的版本。有证据表明，许多动物会寻找携带不同MHC基因（通过气味检测）的配偶，努力维持或者进一步提高该基因的变化性。

如果说，对抗微生物的战斗是一场永不结束的演变军备竞赛，对抗癌症的战斗也是一样。转为癌化，逐渐长成肿瘤，然后扩散到身体其他部分的细胞，必然是在这个过程中，通过遗传选择演变出来的。它必须获得鼓励自己生长、分裂的突变，获得无视停止生长或自杀指示的突变，获得让血管生长进肿瘤、为之提供养分的突变，获得推动细胞挣脱、迁移的突变。这些突变很少出现在第一个癌细胞里，但肿瘤通常能获得其余的突变，它大规模重新排列自己的基因组，进行规模庞大的尝试，无意识地用试错来寻找出路，获得所需的突变。

肿瘤“试图”成长，“试图”获得血液供应，“试图”传播散布。当然，实际上的解释还是自发自然：肿瘤中的许多细胞存在资源和空间上的竞争，获得了最有用突变的细胞最终会胜利。这跟生物种群里的演变非常类似。近来，癌细胞往往需要其他突变（即能智胜化疗或者放疗的细胞）才能茁壮成长。在身体某处，有一个癌细胞碰巧获得了能抗击药物的突变。癌变的其余部分死掉，而这个流氓细胞的后代却逐渐繁殖，使癌症复发。让人心碎的是，这种情况经常见于癌症治疗过程中：治疗最初取得成效，最终却还是失败了。这是一场演变军备竞赛。

我们对基因组学越是了解，它就越是证实了演变。