微量元素中的“生命”興替史

付冰冰

微量元素是生物維持生命和生產必不可少的營養素之一，它們直接或間接地參與機體幾乎所有生理和生化過程，與動物生長和健康密切相關。微量元素缺乏或過量都會導致動物生物化學的、結構的和功能性的病理學變化。

當今社會對微量元素的認識，無論是從生物種類上、微量元素形式上，還是微量元素供給量以及比例上都有巨大的變革和突破，它對生命尤其是動物的生長、繁殖、免疫、抗病等都會產生較大的影響。

有益的微量元素：

促進生物個體健康的“黑騎士”

動物對微量元素利用的高低取決于其吸收狀況，而微量元素的形式是影響其吸收和利用的主要因素之一。

為此西南大學動物科技學院的研究者們設計了一個實驗，用于研究不同來源微量元素對魚類生長、代謝和非特異性免疫力的影響。

實驗團隊經過研究得出，氨基酸微量元素可以改善魚類的生長性能，提高非特異性免疫力，且其作用效果優于無機微量元素，在生產實踐中值得推廣。

動物學家已經認識到無機鹽形式的微量元素存在著難吸收、生物利用率低、生化功能差和對環境污染大的缺點。

與此同時，他們發現氨基酸微量元素具有結構穩定、分子量低、易吸收、生物學效價高等特點之后，對于微量元素相關的研究成果就可以廣泛地應用到畜禽飼料工業中，通過調配魚類飼料中的微量元素的形式及劑量，可以有效提高魚類的成活率，進而提升水產飼養的經濟回報率。

基于科學技術的發展，傳統的稻田淡水養魚模式一步步從田間地頭擴展，逐步發展到近海大陸架漁業，從前“靠天”，如今“靠科技”，科技讓人們有效認識自然的同時，人們也發現了與自然共生、和諧相處的新模式。

有害的微量元素：

生命個體健康的潛在殺手

曾經鼎盛一時的羅馬帝國很快衰落，歷史學家給出了種種解釋，可能是多種原因作用的結果，但考古學家發現了一個更直接的和看得見的證據，那就是鉛污染和鉛中毒。

鉛是一種價格低廉的金屬，資源分布廣泛，冶煉技術也不難，是人類最早利用的金屬之一，且在各個早期文明古國或地區都曾被冶煉和廣泛使用。

據史料記載，古羅馬人喜歡用不易生銹的鉛制作各種器皿和飲水的鉛管，婦女擦臉的粉也都是鉛制品。貴族和帝王甚至將鉛加在常吃的葡萄醬中，以除酸味并染色。

嚴重的鉛中毒不僅損壞人的健康，使人體能下降，而且破壞人的神經中樞，使大腦皮質興奮和抑制功能發生紊亂。但受自然科學發展的限制，當時的古人并未意識到這一點。

為了研究使用各種含鉛青銅器（如烹飪器、食器、酒器、水器等）煮、盛、儲食物、酒水等，是否會導致食物鉛污染？商周時期上層階級長期食用這些被鉛污染的食物、酒水是否會導致鉛中毒？骨鉛含量（指生活性鉛接觸）與墓主人生前社會地位是否有關聯性？國際頂級考古科學期刊《Journal of Archaeological Science》記錄了這樣一個實驗，實驗數據來自中國科學技術大學科技史教授秦潁與他的團隊。

課題組按照傳統范鑄工藝，根據不同鉛含量配比制作了含鉛的青銅碗，用這種青銅碗做了一系列溶鉛實驗，用原子吸收分光光度計和原子熒光光度計對實驗樣品進行了鉛含量測試。

實驗結果表明使用含鉛青銅器煮、盛或加工食物、飲品會導致食物的鉛污染，尤其是烹制酸性食物、溫酒等造成的鉛污染最嚴重。

比如，用含鉛2%的青銅容器室溫下盛米酒24小時，米酒中的鉛含量就可以達到28 mg·L-1，超出發酵酒國家標準的50多倍；如果再加熱溫酒一刻鐘，可超出衛生標準的100多倍。

那么，經常食用這些受污染的食物是否必然導致不同程度的鉛中毒，接下來的工作就是尋找考古學證據。

秦潁教授告訴本刊記者，課題組對調查采樣的商周時期山西絳縣、安徽滁州市等地近年發掘的商周時期不同等級墓葬墓主、殉人、人牲等骨骼進行了系統采樣和骨鉛含量分析，結果表明墓主骨鉛含量與墓葬等級（反應生前的社會地位）呈正相關，如山西絳縣橫水墓地有5個殉人的M2158大墓，墓主顱骨鉛含量是同墓葬殉人顱骨平均鉛含量的近17倍；有4個殉人的M2036大墓，墓主指骨鉛含量是同墓葬殉人指骨平均鉛含量的7倍多；有2個殉人的M2144大墓，墓主脛骨鉛含量是同墓葬殉人脛骨平均鉛含量的10多倍。

鉛在體內會以不溶性磷酸鉛的形式聚集在骨骼中造成骨質疏松，商周貴族墓葬中墓主人的尸骨往往分解的很嚴重，而殉葬的人和牲畜反而保存的很好（殷商時，底層民眾更多用陶器，而不是青銅），或許也可以用貴族攝入過量的鉛來解釋。

這些高等級墓葬墓主骨鉛含量有的已和現在的鉛中毒患者的骨鉛含量相近。骨骼中微量元素鉛含量的檢測為我們揭示神秘而又充滿未解之謎的商周社會提供了一種科學而有效的手段。

重金屬鉛在體內大量的富集會嚴重地傷害人的神經系統，正是鉛中毒，使得殷商像羅馬帝國一樣，整個政權的高層變得傻乎乎，殷商后期一些貴族莫名其妙的荒誕行為，或許是重金屬鉛中毒的癥狀。

“你可以設想一下，鉛中毒使中國青銅時代上層階級的人數不斷減少，貴族子弟的身體素質越來越差，生下來或年幼便夭折，甚至不孕不育；統治者或早逝，或萎靡不振，或性情狂亂，行為失控。”秦潁補充道，然而由于時代局限，他們卻把因鉛中毒引起的一系列生理上和精神上的疾病歸咎于“殷降大虐”、“風水不好”等。

青銅是銅錫合金，但可能是出于鑄造工藝的原因，中國夏商周三代青銅器都含有一定量的鉛，且多數是含鉛量大于2%的鉛錫銅合金，高的可以達到百分之十幾。秦潁表示，正如溶鉛實驗的結果，用含鉛的青銅器儲、盛、溫酒都會導致嚴重的鉛污染。

趨利避害：

用自然科學照亮人類文明進程

鉛中毒不光對人類的身體產生很大危害，對哺乳類動物同樣具有殺傷力。武漢大學曾經做過一項關于鉛與小鼠的實驗，學校實驗動物中心工作人員為課題組提供24只健康雄性昆明小鼠 ，體重 15.1 ～ 18.7 g ，隨機分為1個對照組和3個實驗組，每組6只；分別自由飲用0，0.1 %，0.2 %，0.4 %醋酸鉛溶液。6周后處死小鼠，取生物材料進行試驗。

他們發現，如果用小鼠經自由飲水，分別給予0，0.1%，0.2%，0.4%醋酸鉛染毒6周之后，可導致小鼠肝細胞和骨髓細胞DNA損傷，體內抗氧化酶活性降低，并且這一損傷隨醋酸鉛劑量的增加體現越明顯。

人類對鉛和其化合物對人體組織有毒性的認識是近現代的事情。國內外對鉛毒作用的研究主要集中在中樞神經、外周神經、造血及腎臟方面。研究發現，鉛及其化合物可通過消化道、呼吸道和皮膚等途徑侵入人體，干擾血液的合成，損傷神經系統和腦組織。鉛中毒還會造成死胎、流產、不育、嬰兒畸形和嬰兒早死，使人口大減。

在中國國家博物館從事講解工作的袁碩看來，人類歷史中的文化行為，無論是王朝更迭還是藝術創作，無論是禮儀祭祀還是娛樂宴飲，都有其自然科學的底層邏輯，自然科學可以照亮多遠的未來，就可以照亮多遠的過去。

以銅為鑒，可以正衣冠。以古為鏡，可以知興替。自然科學的研究表明，正視自然給予人類文明進程的反饋，從中總結出顛破不破的自然規律，與自然和諧相處，在環境和經濟社會發展之間守住綠水青山，方得金山銀山，或許這正是可持續發展的終極要義。endprint