不運にも山火事の煙を吸い込んでしまったら、焦げた植物、有毒ガス、そして（もし火災が人間の建造物を破壊した場合は）燃え尽きた合成物質を肺いっぱいに吸い込むことになります。全体的に見て、煙は有害物質であり、特に喘息などの呼吸器疾患を持つ人にとって深刻な健康被害をもたらすことが証明されています。さらに心配を募らせるつもりはありませんが、煙霧にはバクテリアや真菌などの微生物も豊富に含まれていることが分かっています。
問題は、科学者たちがこの煙をまき散らす微生物群の研究を始めたばかりだということです。そこで、2人の研究者が本日、サイエンス誌に新たな視点に基づく論文を発表しました。この論文では、これらの微生物の特性をより深く理解し、山火事の煙が人間の肺にどのような悪影響を及ぼしているのかを解明するための、学際的な取り組みが求められています。「煙は粒子状物質とガスだけでなく、重要な生物成分も含んでいます」と、論文の共著者であるアイダホ大学の火災科学者レダ・コブジアー氏は述べています。山火事の煙は実際には生態系にとって有益な生物を拡散させる可能性があるとコブジアー氏は付け加えますが、「空気感染することが分かっている病原体の拡散にはどのような影響があるのでしょうか？」とも述べています。
でも、ちょっと待ってください。微生物は炎で焼け死ぬべきではないでしょうか？それは微生物の責任ではありません。山火事は、地形を移動するにつれて、場所によって燃え方が異なります。「最小スケールでは、完全燃焼と不完全燃焼が同時に起こります」とコブジアー氏は言います。「1センチメートルでも、長時間にわたって非常に高い温度になることがあります。しかし、次のセンチメートルでは完全に無視され、全く熱が発生しないこともあります。つまり、この程度のばらつきによって、微生物が火災を生き延びるための隙間がたくさんあるのです。」
死滅する代わりに、山火事の熱で泥が空高く舞い上がる中、それらは焦げた炭素の破片や水蒸気に乗って移動する。もしそれらが小さな水滴の中に閉じ込められれば、風下へと運ばれる際に乾燥から守られる可能性がある。「塵の粒子に付着した微生物が大陸を越えて運ばれることは確かに知られています」とコブジアー氏は言う。「ですから、煙が移動する中で、同じことが起こらないと考える理由はありません。しかし、それらはどれくらい生き残るのか、そしてどの微生物が生き残るのか？これは未解決の問題であり、まさにこの論文が、そのような研究のきっかけとなることを期待しているのです。」
例えば、土壌に生息するコクシディオイデス属の菌類を考えてみましょう。火災が土地を襲うと、炎で土壌を焼き尽くす直接的な影響だけでなく、間接的な影響も受けます。上昇する高温の空気が地表近くに空洞を作り、それを埋めようと側面から多くの空気が流れ込みます。その結果、猛烈な風が地面を掻き乱し、菌類をエアロゾル化します。
消防士がこの腐敗した空気を吸い込むと、菌類はコクシジオイデス症（谷熱）と呼ばれる病気を引き起こす可能性があります。発熱や息切れなどの症状が現れます。この病気は進行すると肺炎や髄膜炎（脳と脊髄の周囲の組織の感染症）を引き起こす可能性があります。（山火事の煙に含まれるクリプトコッカス属という別の菌類による感染も同様の症状を引き起こします。）コクシジオイデス症は消防士の間で非常に多く見られ、米国疾病管理予防センター（CDC）は消防士がこの真菌感染症のリスクが高いと見なしています。
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気候変動の影響で山火事が大規模化・激化している中、研究者たちはアメリカ西部で真菌症（真菌によって引き起こされるあらゆる疾患）の症例が深刻な増加を見せていることを発見している。「真菌の胞子はアレルゲンとして作用し、アトピー性疾患の患者に喘息の発症を引き起こし、肺機能の低下、入院、死亡率の上昇と関連している」と、スタンフォード大学ショーン・N・パーカー・アレルギー研究センターの大気汚染・健康研究ディレクター、メアリー・プルニッキ氏は述べている。プルニッキ氏は今回の論文には関与していない。「全体として、多くの微生物が人間の健康にとって懸念材料となっている」。
しかし、風下に住む人々はどうなるのでしょうか？西海岸の山火事は激しさを増し、その猛烈な熱によって煙が大気圏上空まで舞い上がり、風がその煙を巻き上げて東海岸まで運んでしまうほどです。では、ニューヨークの人々はカリフォルニアの山火事の煙に含まれる真菌による感染のリスクにさらされているのでしょうか？火災現場からわずか50マイル（約80キロ）、いや100マイル（約160キロ）離れた場所に住む人々はどうでしょうか？
これらはすべて、まだ十分に解明されていない。研究者たちはドローンで煙を採取し、微生物群集の特性を明らかにすることはできるが、煙の柱が火災からどんどん遠ざかるにつれて、この群集がどのように変化するのかはまだ分からない。「山火事は通常、強風と強い鉛直輸送を伴い、生物起源の粒子が舞い上がることが知られています」と、ワシントン大学の大気科学者ブレット・パーム氏は述べている。パーム氏は今回の論文には関わっていない。「これらのバイオエアロゾルの生存能力を研究し、煙の中でどれくらい遠くまで運ばれて堆積したり、生存不能になったりするのかを理解することは興味深いでしょう。」
しかし、注目すべきは、計器を満載した飛行機を煙の柱の中を飛行させることで、パーム氏のような科学者たちが、煙が大気中で古くなるにつれて化学的に何が起こっているのか、新しい化合物がどのように生成され、古い化合物がどのように消散するのかについて、すでにより明確な理解を得ていることです。同様の変化が煙の微生物群集にも起こっている可能性があり、一部の種は生き残り、他の種は死滅するでしょう。
山火事の煙を構成する微生物以外にも、煙の組成が変化する性質や、それが健康に及ぼす影響の程度については、依然として未解明な点が多い。「山火事や計画的な火災の煙が個体群に及ぼす影響の全体像は、心血管疾患患者への影響といった比較的明らかな影響でさえ、十分に定量化されておらず、研究も行き届いていません」と、ミシガン工科大学研究所の上級科学者で山火事を研究しているナンシー・フレンチ氏は述べている。フレンチ氏は今回の研究には関与していないが、「煙のあらゆる成分が健康に及ぼす影響について研究する必要があり、微生物もその一つです」。
研究者たちは、煙の個々の成分（ガス、微生物、粒子状物質）に関する研究をさらに深める必要があるだけでなく、それらの成分がどのように相互作用して人体の健康に影響を与えるのかを解明する必要もあります。例えば、粒子状物質2.5（PM 2.5）として知られる煙に含まれる炭化した植物が肺の奥深くまで入り込み、深刻な問題を引き起こす可能性があることは周知の事実です。煙は、肺から有害な微生物を除去する肺マクロファージと呼ばれる細胞の抗菌活性を低下させます。
では、煙に含まれるPM2.5と微生物は共謀し、煙が微生物の侵入経路を空け、体に害を及ぼす可能性はあるのだろうか？「もう一つ言及すべき重要な点は、山火事の煙によって運ばれる潜在的な感染症と、煙を構成するPM2.5による健康への影響（肺の免疫力低下（例えばマクロファージの活動低下など）など）との相互作用の可能性だ」と、カリフォルニア大学サンディエゴ校スクリプス海洋研究所・医学部の気候変動疫学者、タリック・ベンマルニア氏はWIREDへのメールで述べている。（彼はこの新しい研究には関与していない。）
これらの未解決の疑問こそが、コブジアー氏と共著者たちが展望記事を発表した理由です。「これらの未知の問題に取り組むには、火災生態学、環境微生物学、疫学、公衆衛生と感染症、そして大気科学の専門知識を結集した学際的なアプローチが必要となるだろう」と彼らは述べています。科学者が煙媒介微生物のどれが人間の健康に影響を与える可能性があるかをより正確に把握できれば、特にアメリカ西部の住民を守ることに貢献できるでしょう。例えば、研究者たちは、特に有害な真菌や細菌の存在を公衆衛生当局に警告するための大気質監視装置を開発できるかもしれません。
おそらく、この新しい論文は火災科学の分野に火をつけることになるだろう。
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