两个多世纪以来，进化论的反对者一直在寻找自然复杂性的例子，这些例子只能是设计出来的。威廉·佩利牧师喜欢用眼睛为例，它的晶状体、视网膜和其他组件都经过精妙的调整，能够协同工作。如今，智慧设计论的支持者试图用类似的方式来论证凝血级联反应或细菌用来移动的鞭毛。（关于这些论点的部分反驳，请参见此处。）讽刺的是，自然界中最成功、最复杂的复杂性例子之一是创造论者从未提及的东西：肿瘤。癌细胞以惊人的速度生长，无视了本应让细胞服从身体需求的诸多安全措施。为了如此快速地生长，它们需要大量的燃料，它们通过将血管引向自己，并从旧血管中培育新血管的萌发来实现这一点。它们通过各种伪装和操纵来对抗敌对的免疫系统，而且许多癌细胞都有阻止有毒化疗药物的策略。当肿瘤成熟时，它们可以派出“殖民者”侵入新组织。这些先锋可以释放酶来溶解阻碍它们前进的胶原蛋白；当它们到达新器官时，它们可以分泌其他蛋白质，使它们能够附着在邻近细胞上。尽管肿瘤学家距离完全理解癌细胞如何做到这一切还有很长的路要走，但现在已经很清楚，答案可以在它们的基因中找到。它们的基因在许多方面与正常细胞不同，它们共同作用，产生一个精妙地适应肿瘤成功的独特蛋白质网络。总而言之，这听起来像是一个设计产生的复杂性的绝佳例子。随机的自然过程改变了使一个细胞转变为癌细胞所需的所有基因的可能性一定非常微小——一些人可能会争辩说，小到难以置信。当然，细胞自然变成癌细胞的唯一方法是所有基因同时改变。毕竟，一个细胞能够增加流向自身的血液，但却无法快速生长，有什么用呢？让如此多的基因同时改变，使不可能变得荒谬。通过这种推理，你就会得出结论，癌症是一位超自然设计者的杰作。然而，尽管有如此多的吸引力，创造论者却不喜欢提起癌症。也许是因为他们宁愿使用自然界中温暖而令人愉悦的复杂性例子，而不是那些导致痛苦、结束生命的例子。我不是神学家，所以我会把这一切的宗教含义留给别人。但作为一个科学作家，我确实想谈谈这对科学本身的创世论和进化生物学意味着什么。创世论者声称他们希望被认真地当作科学家对待。但重要的科学思想的一个标志是它产生的重要新科学研究。癌症就是一个很好的例子。任何形式的创世论从未提出过关于癌症的重要假说。另一方面，进化生物学正在产生大量关于抵抗癌症潜在方法的新想法。哈佛大学的 Martin Nowak 和他的合著者在本月的《Nature Reviews Cancer》杂志上发表的一篇论文中，对这些想法进行了很好的总结。（Nowak 在他的出版物页面上在此发布了这篇关于癌症论文的 pdf 文件。他的其他论文也值得一看。他在从艾滋病毒到人类语言的各种进化方面都做出了杰出的工作。）Nowak 和他的合著者认为，如果你不将癌症视为一个进化过程，你就无法理解癌症。随着细胞分裂，它们偶尔会发生突变（大约每 100 亿次细胞分裂中发生一次）。大多数突变会杀死细胞，所以你身体里大多数新细胞的基因组与旧细胞是相同的。但少数突变可以使细胞比邻近细胞分裂得更快。它们开始在资源上与普通细胞竞争，变得更加普遍。这些癌细胞继续突变，因此在生长中的肿瘤中有大量的遗传变异。在少数情况下，这些突变会使细胞更好地适应癌变状态，这些细胞的后代开始主导肿瘤。随着肿瘤的成熟，可能更倾向于新的突变——例如，那些使其能够转移或抵抗化疗药物滥用的突变。进化通过自然选择的相同基本动力学，可以改变一个物种，同样也作用于肿瘤细胞。显然，这两种进化情况并不相同。改变一个物种的突变是代代相传的精子和卵子中的突变；身体其他部分（体细胞）的细胞突变则无关紧要。而癌症则完全是体细胞进化。普通进化可以持续数十亿年，而每一次体细胞进化的结局都是其中发生的身体的死亡。即便如此，Nowak 和他的同事们也展示了进化动力学可以告诉我们很多关于癌症如何开始和传播的信息。关于癌症的一个关键事实是，它开始的进化舞台是一个微观的舞台。我们的器官通常由数百万个小隔间组成，每个隔间包含几千个细胞。例如，结肠癌开始于内壁的所谓“隐窝”。正常情况下，隐窝处于一种微妙的平衡状态。隐窝底部的一个干细胞每天分裂一次，产生一个新的结肠细胞。老细胞向上移动到肠道表面，为新的细胞腾出空间，它们自己也会分裂。隐窝顶部最老的细胞会以复杂的生化自毁序列死亡。癌细胞的进化轨迹取决于其隔间的大小。在一个有大量混合细胞的大隔间里，自然选择会青睐癌变突变体，它们会迅速扩散——并可能扩散到邻近的隔间。在一个小的隔间里，比如结肠里的隐窝，由几个干细胞供应，癌症的生长可能会更慢，因为在它们造成太大麻烦之前，细胞更有可能自毁。（事实上，我们组织整体的结构可能就是为了以这种方式控制癌症。）癌症传播的另一个因素是基因本身。例如，癌细胞中常见的一种突变类型会导致细胞在修复 DNA 方面做得不好。起初，这对癌细胞来说似乎是一个非常危险的突变，因为它意味着细胞面临着许多维持生命所需的基因发生突变的风险。然而，Nowak 和他的同事们发现，糟糕的修复有一个好处，使其值得付出代价。为了理解原因，请记住，我们每个细胞都有两套基因，一套来自母亲，一套来自父亲。为了使癌症进展，细胞中某些基因的两套副本都必须被破坏。这对大多数细胞来说是一种很小的可能性，但根据 Nowak 的计算，对于那些基因不稳定的细胞来说，则不然。（Nowak 的研究还表明，基因不稳定性是癌症产生抵抗药物的非凡能力的根源。）Nowak 的研究优雅而迷人，但正如他承认的那样，这仅仅是对癌症如何进化的理解的开端。（他不是唯一追求这一领域的人——The Scientist 杂志 3 月 15 日的这篇报道描述了其他科学家如何进行类似的研究。）这值得进一步研究，因为它可能使我们能够精确预测癌症的具体进展情况，并有助于揭示哪种攻击方式最有效。看到某些州教育委员会的成员如何应对这种医学将是很有趣的。他们会等到找到他们的创世论朋友们对癌症有什么见解后，才开始化疗吗？如果他们这样做，他们将等待很长一段时间。更新 3/24/04：欢迎来自Phenomena News 的读者。PN 的编辑问道：“血管分流？他怎么知道这不是身体试图对抗肿瘤的方式？”肿瘤学家实际上有很多证据表明，是肿瘤而不是健康的细胞向血管发出信号，刺激生长。癌细胞需要额外的血液才能快速生长。而一些最有希望的癌症治疗研究涉及阻止肿瘤周围血管的生长。扼杀血液供应，就扼杀了肿瘤。
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