免疫行为
不言自明,抵抗疾病的最好方法就是不生病。避免感染是如此明显的事情,以至于连那些没有大脑的生物都会表现出回避感染的行为。可以说,这也是另外一种免疫能力,近年来的研究称之为行为免疫系统。不难理解这为何不是一种“真正”的免疫系统,因为它没有涉及我们谈论过的淋巴细胞、Toll样受体或者其他任何免疫分子。不过,行为策略的确可以对抗感染,有益生物体的健康,而且它们可以部分地传给后代,因此我们可以谈论它们的演化。[20]
行为的某些特征当然是受基因的影响,对此我们比较确定。但是一旦开始考虑人类行为的哪些部分由基因决定,哪些不是,情况就马上变得复杂起来。无数的人把他们的职业生涯都用来回答这个问题。人类的行为不易理解,我们不妨暂时把这个难题放一放,先来看看那些较简单的生物所表现出的行为模式。[21]
许多生物本能地知道如何识别并回避受感染的食物,我们会这样,昆虫也会这样。大多数昆虫,如果有选择,会偏爱那些没有被病毒侵染的叶子(即使这是它们第一次见到这种类型的病原体),更大的动物(包括人类)都会避免吃腐烂的肉或水果。
有些昆虫还会吃药:受到感染的时候,它们会吃下一些没有营养价值但会帮助抵御感染的东西。另外一些昆虫即使在健康的时候也会这么做,就像是一种预防措施。帝王蝴蝶会在有毒植物的叶子上产卵,从而避免寄生虫感染。上文提到过,有些生物会不辞辛苦地在它们的卵上敷上一层益生菌,以达到同样的效果。
另一些时候,昆虫会做出相反的调整:在生病的时候,它们会有意少吃东西。研究人员不是很确定为什么会出现这种情况,他们猜测,这样昆虫能把更多能量用于对抗疾病而不是消化食物,有点像是我们在感冒的时候就不大想吃饭。
有些冷血动物会视情况来升高或降低自身的体温,从而达到抑制乃至消灭病原体的目的。
群居昆虫,顾名思义,就是那些相对于独居昆虫更喜欢以部落方式生活的昆虫。这些部落里的成员经常为了部落的更大的(遗传)利益而牺牲自己的利益(往往是自己的生命)。这使得一些研究人员把整个部落称为“超级生物体”(Super-organism):其中的每一只昆虫都不再是一个个体,而是系统里的一个组成部分。群居昆虫(比如蜜蜂)会从蜂巢中移出死去的幼虫,就好像人类不会把尸体放在屋里,也像免疫细胞从人体的循环系统中清除死去的或危险的细胞。
一个有趣的现象是,群居昆虫用于“调控”免疫功能的基因似乎比独居昆虫的更少。例如,比起蝇类和蚊子,蜜蜂似乎缺失了许多与免疫相关的基因。这可能意味着,在演化的过程中,蜜蜂发现它们不再需要昂贵的免疫功能,因为它们养成了良好的卫生习惯。这些多余的免疫基因于是在自然选择的过程中被清除掉了。[22]
然而这并不意味着行为免疫没有代价,或者成本更低。控制本能行为的基因和通路也有其代价。目前的研究尚未发现行为免疫比常规免疫在整体上有更明显的优势。说到底,它们可能也并不是完全割裂的系统:更像是先天免疫和适应性免疫那样彼此对话、相互调节,行为免疫可能也是生物体整体免疫系统的一部分。
回头再说人类:我们有多种方式避免生病,避免把疾病传给他人;我们吃饭之前会洗手,我们会刷牙,如此等等。许多行为都是我们长大的过程中学到的—没有哪个婴儿生来就会洗手—但是另外一些行为却是我们一生下来就会的。
不瞒你说,我对所谓的演化心理学这个研究领域始终半信半疑,它的研究目的是寻找人类心理和行为的遗传特征。这在原则上没有问题,但是我对其他那些更多依靠推测而来的结论却不是很接受。话说回来,我们判断出他人生病并做出反应的能力的确是演化出来的。举例来说,一项研究发现,即使是看到病人的照片,都会使我们的免疫系统变得更为活跃。另外一项研究试图阐明我们的厌恶反应,这使得我们避开那些看起来可能有传染性病原体或者类似危险的东西。[23]“恶心效应”其实根深蒂固。比如,脓就是一个很好的例子,什么东西越是像脓(它是传染性疾病的产物,而且里面满是病菌),人们就越不愿意靠近它。
另外一些更富争议的研究暗示—我要提醒一句这是一个推测性的想法—也许我们的某些文化态度也受到了行为免疫应答的影响。在地铁上,如果遇到一位看起来脏兮兮的、身上有味道的陌生人,而且还不停地咳嗽(这可能是我,来打个招呼呗:嗨!),你会对这个人退避三舍,这是本能吗?还是说,在人类历史上,我们的行为免疫应答使得我们对那些似乎是远道而来的陌生人保持距离,因为他们可能携带着某些我们不熟悉的,或者更危险的病原体?
我简直可以看到新闻标题了:“科学告诉我们,排外主义就在我们的基因里!”不,不,我并不是真的这么认为,也没人会这么认为。不过,这体现了我们的免疫系统影响之深。此外,如果有一些过时的本能在影响我的心智,我想我还是希望知道它是怎么回事。
人类的另外一种行为却对整个物种的免疫有深远的影响:有一些人类在学习和研究免疫学。不得不承认,这是一种相当罕见的行为,而且显然不是演化心理学寻找的内在特征,但是,我将把接下来的一章献给这个主题。
【注释】
[1]相信你知道是什么滋味。
[2]当《孢子》刚出来的时候,我有一种很奇怪的感情,就像你看到别人跟你有同样的主意—而且别人彻底把它做成了。这种感情不是妒忌(除非你也在为你的主意而努力工作,而我显然没有);它是一种确认感—嘿,这的确是一个好主意呢!好棒!—但也有一点点失望,因为真正的产品并没有完全达到你的想象。我的大脑有一部分很烦人,因为它坚持认为《孢子》不如我们的版本那么好,虽然实际上我们的版本根本不存在。哎,都怪大脑。
[3]这种思路还有一个更宽泛的版本,叫作强人类原则(the Strong Anthropic Principle),它的要义是:宇宙之所以是这个样子,是为了产生人类;证据就是,你我出现了,不是吗?当然,这很荒唐;真相是,宇宙的存在是为了你,没错,你的出现。你其实一直都在暗暗这么猜想,对不对?
[4]游戏开发人员花了相当大的功夫设计“物理引擎”软件,确保符合物理原理,却很少有人在乎生物学原理—这大概反映了我们这个物种的某些特点。(https://www.daowen.com)
[5]鲨鱼的免疫系统有一个惊人特点值得一提:正如我们见过的许多免疫系统,它也会对抗体基因进行重排,不过,鲨鱼似乎找到了一种更便捷、更有效的方法,降低了随机性。它们的重组仅局限于部分基因,而其他部分则是固定的代际传播。事实上,这就相当于鲨鱼的抗原受体已经部分预先成形了,使得它们的免疫应答效率更高,出错也更少。
[6]毕竟,有颌有牙才好猎杀其他动物。
[7]也许在某些方面比我们的还要优越:因为它们的抗体可以识别并结合一些普通抗体不会识别的分子。现在,有人计划要把这种新型抗体分子用于临床治疗。
[8]没错,基因有时的确会迁移。研究人员已经在无脊椎动物中发现了RAG1和RAG2,但没人知道它们到底是怎么出现在那里的。
[9]通常认为,哺乳动物的自然杀伤细胞属于先天免疫系统,但是它跟适应性免疫细胞有共同的来源,而且会表现出特异性和免疫记忆力—这都是适应性反应的特征。它往往在感染之后的几天内出现—虽然不像大多数先天免疫成分出现得那么迅速,但依然比适应性免疫应答更早。自然杀伤细胞可以抗病毒、抗细菌,也可以攻击肿瘤细胞。总而言之,我们对它了解得越多,就发现它的特征越模糊。更加模糊的一个例子是,还有天然杀伤T细胞,它介于自然杀伤细胞和常规T细胞之间。
[10]规律成簇的间隔短回文重复(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats,CRISPR)。命名这个的人肯定很欢乐。
[11]在过去几年,CRISPR系统日新月异,已经成为基因编辑的极为有用的工具。作为前沿生物技术,CRISPR可谓实验室必备工具之一,已经在上千份研究中以令人眼花缭乱的方式展示了它的威力,也引起了一系列的争议与讨论,这需要另一本书来谈。仅举一例你就知道它有多火爆了:在2018年的大片《狂暴巨兽》里,CRISPR就作为明星技术出场,用来“解释”巨兽的诞生。乖乖,跟巨石强森搭档,水平可见一斑。
[12]2018年,来自魏茨曼研究所(Weizmann Institute)的研究人员在细菌里发现了另外10种可能的防御机制。限制性修饰酶和CRISPR可能只是细菌多种防御机制中的两种。
[13]我们这些多细胞生物有许多基因可以选择,有许多方式对它们重排,尝试新的组合。有性繁殖就是一种不错的方式。无性的细菌往往没有这种选择,所以为了在不断变化的环境中修饰基因组,它们需要尝试摄入外源DNA。这是一个有风险的游戏,但是如果不这样,它们就会停滞不前。
[14]类似抗体的基因家族,也被称为“免疫球蛋白超家族”,在自然界中广泛分布,很可能在演化早期就出现了,它们的功能往往跟免疫无关。
[15]在医学史上,不乏这样的例子。如果我们追根溯源,一切感染性疾病都是如此,最近的一个例子是:胃溃疡一度被认为由饮食不良和压力过大引起,但是最近我们才知道,这是由幽门螺旋杆菌引起的。
[16]在科学探索中,“真理”这个概念会引发许多意外的难题;谨慎务实的科学家往往回避讨论它。
[17]有些体型较大的蠕虫甚至有几米长,简直可怕。
[18]在还是学生的时候,我学到了关于Th1和Th2的知识,但是现在我们知道,还有几种新的辅助性T细胞,比如Th17和Tfh,这都是近几年才发现的。这让我觉得自己是个老古董了。Th17细胞帮助吞噬细胞杀死真菌和某些细菌,而Tfh细胞则会帮助B细胞产生抗体,来消除细胞外的细菌和病毒。随着研究的深入,这些细胞类型可能还会进一步细分,我们对细胞激活的条件、对象和时机的了解会越发细致。
[19]在人类发现抗生素之前,治疗梅毒的一个办法就是让患者再感染上疟疾。疟疾引起的高烧会杀死梅毒螺旋体,之后再用奎宁来治疗疟疾。
[20]我们应当小心,避免作出“所有的行为都有益处”这样的假定。不过,很少有严肃的演化生物学家认为我们的行为—或者任何特征—仅仅通过对我们的益处就可以得到解释。演化当然不是一个没有错误的机制。
[21]接下来的几个例子都引自同一篇论文(详见拓展阅读)。
[22]另一种可能的解释是,它们使用的另外一种免疫基因和免疫功能,只不过我们目前尚未发现罢了。
[23]我曾参与过一个这样的实验,是一份在线调查问卷,直到最后我才知道它的目的。