使用火是人类进化过程中的一大壮举,驱赶野兽、烤熟食物和烤制工具等人类生存必不可少的步骤都有赖于火焰的帮助。可是,在火焰燃烧的过程中,有一些“恶魔”却悄悄来到了人间。

  在人类烤火中生长出来的病魔

100多年前,肺结核还是一种绝症,初期患者就像一个“病美人”,疲乏、无力、消瘦、低烧,随着病情的加重,患者会一口口地咳血而死。直到20世纪20年代,肺结核疫苗——卡介苗的出现,才使得肺结核的致死率大幅下降。

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这样一种难缠的疾病来自何方呢?经过科学家们多年的追溯,发现它很可能是人类“培育”出来的,就诞生自人类燃起来的火堆中。结核分枝杆菌是肺结核的病原体,天然的分枝杆菌生存于土壤和水中,对人类和动物无害。但是,随着火种的出现,分枝杆菌逐渐进化,其中一支变成了专门感染人类,使人们罹患肺结核的“恶魔”,这是澳大利亚新南威尔士大学的生物学家们提出的一个有趣的猜想。

科学家们通过基因组测序发现,结核分枝杆菌数万年前就开始感染人类,科学家在9000年前的以色列人遗骸和2000年前的埃及木乃伊体内都发现了结核分枝杆菌感染的痕迹,但在更早前的其他古人类的体内却从未发现相似的病菌。而且,这个时间点与人类学会用火的时间也非常接近,这种巧合很是耐人寻味。

为什么结核分枝杆菌会因为人类使用火而进化呢?科学家们也猜测了原因。天然的分枝杆菌的感染率很低,它也不会入侵健康人群,直到火焰助攻后,它就异常凶猛起来。因为在烤火时,人们往往齐聚一堂,这无形中扩大了感染对象的数量,使细菌的传播机会大大增加。而且,古人类常常是在封闭的洞穴中生火,通风条件很差,燃烧还产生了一氧化碳、氮氧化物和可吸入颗粒物等污染物,就好比长期吸烟的人,烟雾对其肺部常年烟熏火燎的破坏,烤火产生的污染物进一步造成肺部对细菌的抵抗力下降。

细菌感染了人体后,在人群间通过飞沫进行传播,繁殖速度变快,同时变异的频率也增加了。为了更好地在人际间传播,分枝杆菌就变异成了传染力更强的结核分枝杆菌。科学家们模拟了一种古老分枝杆菌的进化过程,结果显示,分枝杆菌只需要两次突变就能获得中度传染力,但这些突变在正常条件下是很难发生的,而在加入了烟火导致肺部受损等因素后,分枝杆菌突变的几率就大大增加了。

现代流行病学证据也从侧面验证了这个想法,烟雾和受损肺部更受分枝杆菌的“青睐”:接触烟草烟雾会增加患结核病的风险。患有肺部疾病的患者,也更易遭受到某些分枝杆菌的感染,比如卡式分枝杆菌就被发现会感染患有严重肺病的人,造成类似于肺结核的症状。分枝杆菌数量多了,变异的概率更高了。

看来,火焰很可能“孕育”了结核杆菌。

森林大火释放“恶魔”

PM2.5(空气中直径小于等于2.5微米的颗粒物的含量)是环境质量的一项重要指标,指数越大空气质量越差,每次指数的轻微变化都牵动着我们的心。但在森林大火过后,别说2.5微米的颗粒,空气中的污染颗粒的直径甚至达到了10微米。除此之外,还有许多有毒的金属颗粒,比如铅、镉和锰,甚至放射性物质都随着火焰来到了人世间。

澳大利亚每年都会发生严重的森林火灾,这为研究火焰“恶魔”提供了合适的样本。澳大利亚麦格理大学的研究人员收集了1984年至2004年间四次森林大火后的空气样本,发现大火之后空气污染物确实明显增加了。

自从含铅汽油被证实对健康有害后,澳大利亚从1985年起开始逐步淘汰含铅汽油,2002年后已彻底不在车辆中使用了。禁用措施的效果很显著,空气质量报告显示,从1984年到2004年,悉尼空气中的铅含量急剧下降,最后只剩下微量岩石降解释放的铅元素。

但这种情况在森林大火后改变了。

2004年森林火灾后的两个月内,悉尼的空气中铅元素含量大增,而且经同位素检测发现,这些新增的铅元素均来自含铅汽油。这意味着,过去使用含铅汽油排放的尾气并未在空气中消失,而是被森林暂时储存了起来,但当森林在大火中燃烧殆尽后,有害的铅微粒又“重生”了。呼吸这些烟雾会严重危害健康,铅会破坏人体的神经系统、消化系统,引起头晕、失眠、腹泻等症状。铅对儿童的伤害更大,会影响其大脑发育,导致智力低下。

而除了铅外,研究人员发现,镉和锰等有毒金属微粒和其他细颗粒物的浓度都有所升高,严重威胁着人们的生命安全。在2019-2020年森林大火期间,火灾中释放的烟雾导致了400多人死亡。

火是人类的好朋友,但燃烧的过程中,火焰也给人类带来了意想不到的危害。