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人类的「超强」进化

2023-04-26新闻

你知道最早的生命是什么时候起源的吗?

科学家在海底热泉附近发现了可能来自42.9移年前的古老微生物化石。我们知道地球的年龄在46亿年前左右,可以说,生命的历史几乎与地球的历史环环相扣,共同推演。

而在这样的演进之中,地球的环境变化繁多,同时也多彩多样——山川河流,沙漠深海,火山冰川……这各种各样环境也引导了各种各样生物的演化,不同生物通过演化出超凡且精巧的适应能力,即使在极端恶劣的环境下也能自由生活。

地球复杂的极端环境,而这些地方基本都有生物生存 | 图源:Merino N, et al. 2019.

即便如此,生活在深海黑暗的角落里的巨口鱼,抵抗着压力和寒冷;栖息在炽热沙漠中的沙漠甲虫,顶着炎炎烈日,忍受着干燥;穿梭在火山口湖中的硫酸盐还原菌,勇敢面对高温、高压与酸性环境;在南极极地严寒中翩翩起舞的帝企鹅,顶风冒雪,坚韧不拔……

再厉害的生物,却只能适应单一的极端环境,而人类,我们依托的不是大自然进化的能力,而是属于人类自己的「二次进化」——科学技术的快速发展。

近十万年前,我们的祖先开始利用火焰和工具走出非洲,并将足迹遍布地球上的大部分地区——在寒冷的西伯利亚用毛皮和火焰取暖,利用武器对抗凶猛野兽,使用各种材料建造庇护所……

短短十万年,人类是如何「征服」地球的 | 图源:Wikipedia

而如今,人类仍然在拓宽着自己生存的边界:

比如利用深海探测器和潜水服,我们可以抵抗万米深海中的极寒和高压,深入到海洋的最深处,并且还能获得我们在水中得不到的氧气;

各种越探越深的深海探测器 | 图源网络

随着人类的脚步迈向太空,太空中辐射、真空、失重的严峻环境也没有难倒人类。可以隔绝辐射的宇航服,更完善的身体监测设备,为我们现阶段的太空探索保驾护航,也让未来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飞行员防护阻燃面料 | 图源:WESTEX

人类正在不断利用技术进步使自己「二次进化」,探索发现着世界上各个不为人知的角落,而这些地方对于人类往往就是艰苦的极端环境。

不过也正如前文所述,深海、太空,这些环境极端微生物、水熊虫也能抵抗,那人类还在什么地方突破着生物的极限呢?

结合我们前面描述的,高压、高盐、浓酸、浓碱,各种生物都能很好地在其中适应。但是,几乎全部生物都无法面对熊熊燃烧的大火——身为碳基生物的我们,由碳氢氧组成的结构注定很容易被高温大火吞噬。

目前研究中我们知道的生物能生存的最极端的环境,可以看到,温度的适应范围其实是最窄的,绝大部分生物都难以在超高温大火中幸存 | 图源:Merino N, et al. 2019.

即使是已经能熟练用火的人类也不例外:我们每天开车会点火启动;用到的电力也大多是基于火力发电;做饭取暖也离不开火……

但是相应的,经常用火的我们也总被火所困扰:频繁发生的火灾和火灾带来的灾难,每年都带来惊人的人员伤亡和经济损失。而这些火灾的隐患,就隐藏在各行各业和我们生活的点点细节中——极可能是在频繁用火的工厂,也可能只是在你不经意间给电动车充电的瞬间。

2008-2017年发生的重大火灾产生的原因 | 图源:新华社

除了日常生活中应该注意安全用火外,人类的「二次进化」可能帮我们抵挡火灾吗?其实类似的技术除了应用在消防人员身上,已经开始普及到日常生活中了。

为什么大部分生物都无法抵挡火焰?主要原因就在于我们富含碳氧氢的有机物结构本身就是极佳的火源——一旦起火,我们本身就很容易「引火上身」。

而我们常穿的各种衣物纺织材料本身也是火源之一,所以有报道发现,很多重度烧伤的患者烧伤最严重的位置,往往是衣物覆盖的区域——多个火源的配合,只会让火焰燃烧得更加迅猛。

所以除了消防人员穿着的专业防护服之外,轻便的,方便不同工作人员日常穿着的阻燃服也就逐渐发展起来:通过特殊材料阻断火焰的燃烧,或者隔绝氧气中止火焰在衣服上燃烧,进而有效保护人体受到火焰的侵蚀。

在这一点上,有着80年行业历史的美利肯公司就很有发言权。

不同的阻燃材料,适用于不同的工作环境 | 图源:WESTEX

他们早在1941年就开始研发阻燃材料,从普通行业的防火,到用于航天领域的特殊防护服,不同的阻燃材料也让不同环境下的人们免受火灾的威胁——只要离开了火源,火焰就会立刻熄灭,不会在衣服上继续燃烧。

同时,他们针对普通人群的阻燃服,除了可以避免火焰燃烧外,还能有效避免由于工厂内常见的电弧、爆燃引发的烧伤风险。

实验验证,在轰燃情况下,有阻燃服保护的区域几乎不受火焰侵蚀 | 图源:WESTEX

而且为了便于大部分行业人员使用,美丽肯公司设计的阻燃服还会兼顾便携轻便的功能,其合理的舒适性能确保绝大部分工作人员正常的生活、工作。

而这也只是人类「二次进化」的一个案例。火灾、深海、缺氧、失重……我们面对的极端环境越来越多,也越来越复杂。

也许,正是因为极限生物的顽强生命力,激发了人类勇往直前,不断拓宽自己生存边界的决心。在地球这个瑰丽星球上,我们人类将继续探索未知,挑战极限,不断地扩大我们的生存领域。但是挑战越大,创新也会随之产生,随着未来材料、机械技术的不断发展,人类的「二次进化」可能会(甚至已经)成为一场超越生物进化的爆发,带给我们越来越多的惊喜与希望。

参考文献:

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