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想要做这套全面检查，只要再等几年就可以了（本书著于1994年，当时的许多设想在今天已经实现了——校者注）。我们现在已经知道了许多基因的染色体位置以及密码序列。人类基因组计划的目的是查明全部密码，测出那十万个基因的ACGT的顺序。一旦我们掌握了整套密码，我们就可以将任何一个人的遗传密码与这些标准密码比较，发现不正常的基因。
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但是，问题来了：什么是所谓的“标准密码”呢？难道存在“正常”的人类基因组吗？当然，我们每一个人的基因都不完全一致，约有7%的基因是因人而异的；大多数蛋白质的变异率比较低，大约只有2%；对某些酶类和血液中的蛋白而言，28%的基因有许多不同的版本。往往，这些不同版本的基因功能是相同的。不过有另外一些情况，只有一个版本（等位基因，allele）是正常的，另一个等位基因是有缺陷的。在大多数情况下，这种有缺陷的等位基因是“隐性”的，就是说，它与另一个正常的等位基因配对时缺陷不会显示出来。可是，如果这种缺陷基因是“显性”的，那么，只要有一个缺陷的版本就能引起疾病。
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演化学家要回答的是“为什么”有遗传病这个问题。那位讲近视的教授说得对吗？我们的身体有可能有引起疾病的“大量遗传缺陷”，而自然选择未能清除它们吗？不完全如此。的确有一些非常罕见的遗传缺陷是因为自然选择还没有来得及清除它们，但是它们的比例要小得多。不同的是，即使它们引起疾病，自然选择还是把它留下了。我们马上就会探讨为什么引起疾病的基因会被留下来。现在，首先要考虑基因的正常活动如何，以及为何会出现罕见的基因异常。
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只要一个精子或卵细胞中的DNA出现了一个错误，比如一个C代替了一个T，或者一个T丢失了，这就可能引起遗传病。这类错误可能源于复制过程中出错、电离辐射或者化学损伤。真正令人惊奇的是这种错误并不多见。据估测，每一代中基因被改变的概率大约是百万分之一。这意味着，平均而言，约5%的人在生命之初就带有一个双亲没有的基因。在大多数情况下，这种突变并没有什么可以察觉的后果，只在极少数人身上是致命的。
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在个体从一个单细胞发育成成人的十万亿个细胞的过程中，更多的错误将悄然发生。在体内大多数细胞里，这些错误多半只是很小的问题。许多突变基因编码的蛋白质同样可以工作，或者这个突变基因根本不在这类细胞中表达。即使突变对这个细胞是致命的，也可能没有个体层次的后果，因为通常还有许多别的细胞可以承担这一任务。然而，如果某个突变涉及调节细胞生长和分裂机制的关键环节，就可能会引起重大问题。只要有一个细胞的增殖失去控制，就能产生肿瘤，进而危害整体。我们将在第12章中讨论对付这种危险的多种机制。
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除了偶然的突变可能引起的麻烦，更大更根本的问题是，这个由四个碱基组成的长长的链条是怎样编码了整个人体结构的呢？现在，我们对DNA怎样复制自己，怎样产生RNA，RNA又怎样产生蛋白分子，这些蛋白分子又怎样结合起来组成了各种微观结构有了一点了解。然而，在零星的知识岛屿周围，还是茫茫无际的未知海域。例如，我们知道激素对组织生长发育调节的某些因果关联及机制细节。不过，这类零星的发现只意味着我们才刚刚开始了解动物和植物的发育。
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虽然到目前发育遗传学还有许多谜团，遗传传递的模式却已经得到阐明。当受精时，我们的每一条染色体上的每一个基因都分别从父亲和母亲那里各取得一份拷贝。一套完整的互补的基因，组合起来就是基因组。在每一个细胞内，所有的基因都一定有两份拷贝，各自组成一个完整的基因组，于是我们就有两套基因组，它们构成了我们的基因型。在有机体的发育过程中，我们所观察到的现象称为表现型。基因型在个体发育过程中的表达受到许多因素的影响。在有性生殖过程中，双亲的基因型随机混合，组成了每个子代独特的基因型。从每一个基因的角度来看，这种随机混合可能有两种结果：如果它从两个亲本得到的是同一基因的两个完全一致的拷贝，子代在这个位点上就是纯合子；如果两个拷贝不一样，便是杂合子。
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一个基因的功能如何？就持续多代的整体而言，我们会有一定的了解，但是它对具体个体的作用却难以预料。基因与基因之间，基因与环境之间的作用都会影响表型。因此，有性生殖所产生的个体，在许多方面都是独特的，可能与双亲有很大的差别。
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我们为什么会生病 罕见的基因引起疾病
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大多数遗传病都很罕见，人群中的比例不到万分之一。而且，这些遗传病大多又是隐性的。也就是说，除非两个相同的隐性基因拷贝碰到一起，否则不会造成任何麻烦。这种风险在近亲通婚时概率显著增加，因为亲属比非亲属更有可能携带同样的基因，所以近亲婚姻生出患有隐性遗传病的婴儿的可能性较大。
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自然选择很难清除有害的隐性基因。自然选择甚至不能进一步降低它在人群中的频率。如果有害的隐性基因在人群中的频率是千分之一，人们又不与近亲通婚，那么纯合子的概率只有千分之一的平方，即百万分之一。即使这些不幸的个体统统夭折，自然选择的影响也是非常小的。在这种条件下，新的突变会源源不断地产生，速度达到自然选择淘汰的限度。为什么会这样？因为当基因出现的频率下降时，纯合子个体的出现率下降得更快（纯合子的频率=单个基因频率的平方——校者注）。假设某个基因突变使新生儿致命的概率是百万分之一，那么，该突变基因在人群中的比例将是千分之一。这便是自然选择所能达到的极限。
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显性基因的情形与此不同。只要有一个拷贝的显性致病基因，携带者就会得病，一半子女也会得病。最为人们熟知的是引起亨廷顿病（Huntington’s disease）的基因。大多数病人在40岁以前没有症状，40岁以后记忆衰退，肌肉抽搐，某些神经细胞逐渐退化，直到不能走路，不能自理生活，甚至不记得自己的名字。这种病是一个特别的例子，因为它的病理特征、临床表现非常明确；已知的病例也都能追溯到17世纪的若干欧洲家族。其中一位男子移居到加拿大的新斯科舍省，这个基因和疾病也就传给他的几百名后裔，包括著名的民间歌手伍迪·噶思里（Woody Gathrie）。在18世纪60年代，有一个来自德国的西班牙水手安东尼奥·贾斯托·多里亚（Antonio Justo Doria），在委内瑞拉的马拉开波湖（Maracaibo）的西岸住下来，他的后代是现在最集中患此病的一群人。遗传学家经过不懈的努力，最终发现亨延顿病基因位于第四号染色体的短臂上。
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这就把我们带回到原先的疑问：为什么这个破坏性的基因没有被剔除掉？答案是：因为它在40岁以前的危害很小，而40岁之后才患病的病人生的子女一般不会比正常人少。事实上，有些研究提示，女性病人的子女甚至比平均数要高，男性的生育率似乎要低一点。总之，在现代社会中，自然选择对这个基因的清除影响很小。据估算，美国人群中亨廷顿基因的频率大约是两万分之一。
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亨廷顿病又一次说明了本书第2章中强调的原理：自然选择不选择健康，只选择成功的生殖。只要一个基因不减少存活后代的数量，即使它有破坏性也仍然会保留下来。还有一些致病基因甚至有可能增加生殖的成功率，至少在现代社会是如此，其中一个例子是引起狂躁抑郁症的基因群。狂躁使有些病人性冲动增强，好勇斗狠；而另一些人则才华出众，立下功绩，极富吸引力。如果一个基因能增加生殖的成功率，那么即使它有害处，也将扩散开来。
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表7—1提供了一个基于疾病基因“收益”（beneficiary）的分类法。虽然许多疾病是由突变或者自然选择的限制引起的，这些病在疾病中所占的份额相对很小。在大多数病例中，其过程要更加复杂、更加有趣。
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表7—1 致病基因的益处
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我们为什么会生病 常见的基因引起疾病
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引起疾病的基因可能同时有一定的益处，镰刀型贫血症就是一个经典例子。引起镰状细胞贫血的基因大都来自非洲，那里疟疾流行。在携带这个基因的杂合子里，这个基因改变了血红蛋白的结构，加快了清除血液中受疟原虫感染的细胞，因而在一定程度上对疟疾有限制作用。携带两份该基因的纯合子则患有镰刀型贫血症，他们的红细胞扭曲成新月形或镰刀形，以致不能正常循环，所以引起出血、气短、骨痛、肌痛、腹痛等症状。患病儿童的病情十分可怕，一般无法活到生育年龄。有正常等位基因的纯合子个体的红细胞虽然完全正常，但他们缺乏对疟疾的抵抗作用。镰状型细胞基因体现了杂合子优势（heterozygote advantage）。因为杂合子对疟疾的抵抗性比两种纯合子都要好些：有镰状细胞基因的纯合子因镰刀型贫血症而不能生存，没有生育机会；有正常等位基因的纯合子又因为易感疟疾而不适应生存。这两种选择力的相对强度决定了这个位点的基因频率。因此，引起致命疾病的基因和使人易感疟疾的基因可以同时在人群中维持很高的频率。
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