关于在进化中,为什么会出现癌症,有一个返祖模型,是由天体物理学家 Paul Davies提出的,试图解释癌症起源和演化模型。
生命起源于大约40亿年前的地球,单细胞生物分裂不受抑制,几乎可以无限增殖。生命在数十亿年的时间尺度上宏观进化,多细胞生命形式开始产生,随着细胞分化的进化,产生了多细胞生物体的不同器官。而癌症是一种多细胞生物的遗传疾病,主要是一种老年疾病,肿瘤细胞会在无规则的情况下进行分化和增殖。
返祖模型认为:癌症是遗传基因和生理激活现象,涉及到细胞分化的逆转过程,依赖于对进化过程中导致细胞分化的基因被抑制。最近进化的功能被关闭,高度分化的不同器官细胞类型中数十亿年前的远古基因的重新激活。因此,癌症是一种遗传和生理的返祖现象。癌症是细胞像计算机操作系统在面对外部威胁时运行的安全模式。
关于进化中肿瘤与器官的联系,有多种假说所有的器官都是为一个生物个体整体服务的,但是不同器官对生存和繁殖的贡献不均,因此,受到进化压力选择的强度不同。例如,人类的健康状况与心脏和大脑息息相关,相反,胆囊和肝脏没心脏大脑重要,成对的器官(如肺或肾脏)即使其中一个受到肿瘤影响功能受损或减弱,也能维持生存,生殖器官是对生存本身来说不是必需的。
进化并不是优化所有器官以使健康最大化,寿命最长。而是当面对生存和寿命的代价时,选择繁殖成功率最大化,强调生存和繁殖的权衡和约束。其结果是,在不改变生育概率的情况下,那些可以承受重大功能损失的器官,更容易受到癌症的影响。
上图为不同器官的癌症发生概率,A为生存所需器官;B为外部因素对癌症发生有重大影响的器官;C为其他器官;D为生殖器官。