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人類的「超強」前進演化

2023-04-26新聞

你知道最早的生命是什麽時候起源的嗎?

科學家在海底熱泉附近發現了可能來自42.9移年前的古老微生物化石。我們知道地球的年齡在46億年前左右,可以說,生命的歷史幾乎與地球的歷史環環相扣,共同推演。

而在這樣的演進之中,地球的環境變化繁多,同時也多彩多樣——山川河流,沙漠深海,火山冰川……這各種各樣環境也引導了各種各樣生物的演化,不同生物透過演化出超凡且精巧的適應能力,即使在極端惡劣的環境下也能自由生活。

地球復雜的極端環境,而這些地方基本都有生物生存 | 圖源:Merino N, et al. 2019.

即便如此,生活在深海黑暗的角落裏的巨口魚,抵抗著壓力和寒冷;棲息在熾熱沙漠中的沙漠甲蟲,頂著炎炎烈日,忍受著幹燥;穿梭在火山口湖中的硫酸鹽還原菌,勇敢面對高溫、高壓與酸性環境;在南極極地嚴寒中翩翩起舞的帝企鵝,頂風冒雪,堅韌不拔……

再厲害的生物,卻只能適應單一的極端環境,而人類,我們依托的不是大自然前進演化的能力,而是屬於人類自己的「二次前進演化」——科學技術的快速發展。

近十萬年前,我們的祖先開始利用火焰和工具走出非洲,並將足跡遍布地球上的大部份地區——在寒冷的西伯利亞用毛皮和火焰取暖,利用武器對抗兇猛野獸,使用各種材料建造庇護所……

短短十萬年,人類是如何「征服」地球的 | 圖源:Wikipedia

而如今,人類仍然在拓寬著自己生存的邊界:

比如利用深海探測器和潛水服,我們可以抵抗萬米深海中的極寒和高壓,深入到海洋的最深處,並且還能獲得我們在水中得不到的氧氣;

各種越探越深的深海探測器 | 圖源網絡

隨著人類的腳步邁向太空,太空中輻射、真空、失重的嚴峻環境也沒有難倒人類。可以隔絕輻射的宇航服,更完善的身體監測器材,為我們現階段的太空探索保駕護航,也讓未來的太空旅行和太空移民提供了可能。

1997年,由美利肯公司制造的太空飛行員防護阻燃面料 | 圖源:WESTEX

人類正在不斷利用技術進步使自己「二次前進演化」,探索發現著世界上各個不為人知的角落,而這些地方對於人類往往就是艱苦的極端環境。

不過也正如前文所述,深海、太空,這些環境極端微生物、水熊蟲也能抵抗,那人類還在什麽地方突破著生物的極限呢?

結合我們前面描述的,高壓、高鹽、濃酸、濃堿,各種生物都能很好地在其中適應。但是,幾乎全部生物都無法面對熊熊燃燒的大火——身為碳基生物的我們,由碳氫氧組成的結構註定很容易被高溫大火吞噬。

目前研究中我們知道的生物能生存的最極端的環境,可以看到,溫度的適應範圍其實是最窄的,絕大部份生物都難以在超高溫大火中幸存 | 圖源:Merino N, et al. 2019.

即使是已經能熟練用火的人類也不例外:我們每天開車會點火啟動;用到的電力也大多是基於火力發電;做飯取暖也離不開火……

但是相應的,經常用火的我們也總被火所困擾:頻繁發生的火災和火災帶來的災難,每年都帶來驚人的人員傷亡和經濟損失。而這些火災的隱患,就隱藏在各行各業和我們生活的點點細節中——極可能是在頻繁用火的工廠,也可能只是在你不經意間給電動車充電的瞬間。

2008-2017年發生的重大火災產生的原因 | 圖源:新華社

除了日常生活中應該註意安全用火外,人類的「二次前進演化」可能幫我們抵擋火災嗎?其實類似的技術除了套用在消防人員身上,已經開始普及到日常生活中了。

為什麽大部份生物都無法抵擋火焰?主要原因就在於我們富含碳氧氫的有機物結構本身就是極佳的火源——一旦起火,我們本身就很容易「引火上身」。

而我們常穿的各種衣物紡織材料本身也是火源之一,所以有報道發現,很多重度燒傷的患者燒傷最嚴重的位置,往往是衣物覆蓋的區域——多個火源的配合,只會讓火焰燃燒得更加迅猛。

所以除了消防人員穿著的專業防護服之外,輕便的,方便不同工作人員日常穿著的阻燃服也就逐漸發展起來:透過特殊材料阻斷火焰的燃燒,或者隔絕氧氣中止火焰在衣服上燃燒,進而有效保護人體受到火焰的侵蝕。

在這一點上,有著80年行業歷史的美利肯公司就很有發言權。

不同的阻燃材料,適用於不同的工作環境 | 圖源:WESTEX

他們早在1941年就開始研發阻燃材料,從普通行業的防火,到用於航天領域的特殊防護服,不同的阻燃材料也讓不同環境下的人們免受火災的威脅——只要離開了火源,火焰就會立刻熄滅,不會在衣服上繼續燃燒。

同時,他們針對普通人群的阻燃服,除了可以避免火焰燃燒外,還能有效避免由於工廠內常見的電弧、爆燃引發的燒傷風險。

實驗驗證,在轟燃情況下,有阻燃服保護的區域幾乎不受火焰侵蝕 | 圖源:WESTEX

而且為了便於大部份行業人員使用,美麗肯公司設計的阻燃服還會兼顧便攜輕便的功能,其合理的舒適效能確保絕大部份工作人員正常的生活、工作。

而這也只是人類「二次前進演化」的一個案例。火災、深海、缺氧、失重……我們面對的極端環境越來越多,也越來越復雜。

也許,正是因為極限生物的頑強生命力,激發了人類勇往直前,不斷拓寬自己生存邊界的決心。在地球這個瑰麗星球上,我們人類將繼續探索未知,挑戰極限,不斷地擴大我們的生存領域。但是挑戰越大,創新也會隨之產生,隨著未來材料、機械技術的不斷發展,人類的「二次前進演化」可能會(甚至已經)成為一場超越生物前進演化的爆發,帶給我們越來越多的驚喜與希望。

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