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空气污染有多恐怖?早在远古时期,人类DNA就已经为此变异

本文摘要:澳大利亚的山火烧了三个多月还没扑灭,印度新德里的有毒烟雾让政府接连发出最高级此外“红色预警”,这个冬天,南北半球都在抗击空气污染带来的康健威胁。事实上,全球92%人口的居住地都达不到世界卫生组织的空气质量尺度(PM2.5年平均值≤10μg/m³、PM10年平均值≤20μg/m³)。2019年12月,澳大利亚的山火仍在伸张汽车和燃料发生的废气、室内供热和煤炭做饭的烟雾、烟草雾化后的毒素……污浊的空气危害着数十亿人,每年可导致2000万人过早死亡。

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澳大利亚的山火烧了三个多月还没扑灭,印度新德里的有毒烟雾让政府接连发出最高级此外“红色预警”,这个冬天,南北半球都在抗击空气污染带来的康健威胁。事实上,全球92%人口的居住地都达不到世界卫生组织的空气质量尺度(PM2.5年平均值≤10μg/m³、PM10年平均值≤20μg/m³)。2019年12月,澳大利亚的山火仍在伸张汽车和燃料发生的废气、室内供热和煤炭做饭的烟雾、烟草雾化后的毒素……污浊的空气危害着数十亿人,每年可导致2000万人过早死亡。医学研究发现,空气中的毒素不仅会导致肺癌和心脏病,还可能与糖尿病和阿尔茨海默症有联系。

但有些人在空气污染方面,却展现出了惊人的反抗力。最新的研究效果认为,谜底藏在人类漫长的进化史里,比第一只香烟点燃、第一辆汽车上路还要早上数百万年。亚利桑那州立大学(Arizona State University)的生物学家本杰明·特鲁伯(Benjamin Trumble)和南加州大学(University of Southern California)的迦勒·芬奇(Caleb Finch)在2019年12月的《生物学季刊》(Quarterly Review of Biology)上指出:当两足猿行走在非洲大草原时,就已经被空气中的毒素困扰了。两位科学家认为,我们的祖先进化出了针对这些污染物的防御措施。

如今,这些措施在人们面临烟雾的时候,仍然可以提供有限的掩护。但这是把双刃剑,基因在进化的同时,可能也削弱了我们应对其他疾病的能力。

远古时期的故事故事发生在距今约七百万年前。其时的非洲正逐渐变得越发干旱。非洲北部是撒哈拉沙漠,而东部和南部则是一片宽阔的草原。

黑猩猩和大猩猩的祖先生活在森林里,热带森林为它们提供了生存空间。而人类的远古亲戚适应了新情况,开始在草原上游荡。

它们进化出又高又细的框架,很是适合长距离行走和跑步。肯尼亚国家公园的沙尘暴空气是这阶段人类祖先面临的一大挑战。

稀树草原会定期遭受来自撒哈拉沙漠的强烈沙尘暴,吸入富含二氧化硅的沙尘会导致肺损伤。时至今日,希腊的研究人员还在陈诉,当撒哈拉沙漠的风吹来,大量患者因呼吸道不适而涌入医院。

除了沙尘之外,早期人类的肺部也可能被草原上大批放牧动物发生的高浓度花粉和粪便颗粒所刺激。特鲁伯和芬奇认为,科学家们应该思量,这些新挑战是否通过自然选择改变了我们的生物遗传。

例如,对香烟烟雾有反抗力的人,是不是遗传了那些掩护他们远祖免受山火伤害的基因变体?两位科学家分析了MARCO基因,它为生产供肺部免疫细胞使用的分子钩提供了蓝图。细胞使用这个钩子清除细菌和颗粒,包罗二氧化硅灰尘。研究发现,MARCO基因的人类版本与其他猿类存在显着差异,这种转变至少发生在100万年前。灰尘飞扬促使我们的祖先完成了MARCO基因的进化。

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厥后,人类祖先开始定居并制作呵护所。他们学会了生火做饭、取温暖驱赶昆虫,烟雾对他们肺部侵袭得越来越厉害,也发生了新的进化压力。人类开始进化出强大的肝脏酶,以剖析从肺部进入血液的毒素。针对这一论点,宾夕法尼亚州立大学(Penn State University)的分子毒理学家加里·珀德(Gary Perdew)和他的同事提供了新的佐证,他们发现了烟雾驱动另一种基因AHR进化的证据。

AHR可以在肠、肺和皮肤的细胞中发生一种卵白质,这种卵白质对木烟中的某些化合物有抑制作用,当毒素被卵白质缠住时,细胞会释放出剖析毒物的酶。在学会用火之前,人类的祖先本不需要经常使用AHR。

理论上,他们的身体可以蒙受卵白质造成的有限损害。可是,当人类开始定期呼吸烟雾并不停需要AHR卵白时,这种基因就可能对我们的康健组成威胁。珀德认为,人类进化出较弱的AHR反映是一种折中方案,既可以最大水平地降低空气污染所带来的伤害,又不至于引起太多的副作用。这种调整不见得完美,事实证明,今天仍有数百万人死于室内空气污染。

工业文明的到来两个世纪前,人类开始进入工业文明。清洁的水、改良后的药物和其他创新让感染病不再肆虐,人类平均寿命猛增,但空气变得更脏了——汽车无处不在,发电厂和炼油厂纷纷拔地而起,烟草公司每年能卖出6.5万亿支香烟。2019年11月,游客们戴着口罩在泰姬陵前合影“如果把已往的500万年压缩成一年,那么直到12月31日晚上11点40分,工业革命才开始。”特鲁伯说。

“我们生活在人类历史上最崭新也最短暂的阶段,但我们的身体认为周遭一切都和已往一样。”我们的身体用几十万年来磨炼的本能反映抵御着,最有效的就是炎症。

可是,人们开始不停地发炎,逐渐拖成了慢性炎症。许多研究已经证明,由空气毒素导致的慢性炎症与疾病之间存在密切联系。在大脑中,慢性炎症可能损害我们清除缺陷卵白质的能力,而随着这些卵白质的积累,可能导致暮年痴呆。

一些病原体也搭上了污染颗粒物的便车,它们从鼻子进入,直接触达神经末梢,从而引发更多的炎症。20世纪40年月,伦敦的发电站烟雾弥漫人类在烟熏历史中发生的一些基因变异可能起到了点作用。但研究人员发现了另一个基因ApoE4,证明在空气污染日益严重的当下,曾经有用的变异也正变得有害。

ApoE4首次面世,是因为它大大增加了患暮年痴呆症的风险。最近,研究人员又发现,在工业化国家中,ApoE4增加了袒露于空气污染导致痴呆的风险。而当研究人员将眼光投向农业社会,好比加纳贫困乡村的农民或玻利维亚的土著森林住民时,ApoE4却发生了很是差别的良好效果——感染病是这些地方的主要死因,而ApoE4增加了人们活到成年并繁衍子女的几率。数十万年前,自然选择可能就偏爱ApoE4,因为它能提高生存和生育的几率。

可是,这种基因和其他基因所发生的有害副作用,一直到工业文明下烟雾缭绕的现代,才逐渐被人类探明。原文和图片泉源:New York Times原文标题:Why Is Air Pollution So Harmful? DNA May Hold the Answer。


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