问:在生活中我们有这样的经验:手或者脚上的皮肤是绷紧的,但是如果在水里泡得时间过久都会起皱。这是不是因为长时间被水浸泡以后,皮肤会“吸水”过多而被“泡发”了呢?又或者,这是不是手脚为了适应水环境的一种表现?
答:水里泡久了,手指或脚趾会皱起来,这种日常现象其实是个经历数个世纪的未解之谜。很多人误以为手脚在水里久泡会起皱是水把手指表面的皮肤“泡开”了。这是一个错觉,我们的皮肤不是干海带,不会因为泡水而变大,否则的话,人在游泳或者泡澡的时候,身体其他部位就都要起皱了。
不过,“皮肤受到浸泡后的膨胀”被误认为是手指久泡起皱的原因由来已久,直到20世纪30年代,科学家们开始怀疑这并不是真正的原因,因为他们发现了一个现象:受到神经损伤的手指在浸泡后不会起皱。
这就说明褶皱的出现是受神经控制的一种生理现象。科学家认为,手指和脚趾均受到自主神经系统(又叫植物性神经系统)的控制,当皮肤在水里浸泡一段时间后,自主神经系统便会发出指令,使手指尖和脚趾尖的皮下组织血管收缩,体积随之缩小,而皮肤的表面积不变,于是褶皱就出现了。
既然人类进化出一套如此精密的机制造出褶皱,那么,褶皱的出现就应该给人类带来某种进化优势才对,但是起皱能有什么好处呢?2011年,美国爱达荷州的一名进化神经生物学家Mark Changizi提出了一个假说,认为手指上的皱纹能够帮助人类更好地抓住水中的物体(比如鱼),因为起皱的手指实际上是为了排出水分,以增强手指的摩擦力;而脚趾上的皱纹可以帮助人类更好地在水中行走,因为皱纹相当于轮胎的纹线,可以让水更容易顺着沟壑流走,这样就形成了一个负压带,增加了附着力。
为了证明这个假说,英国纽卡斯尔大学进化生物学家Tom Smulders及其合作者做了一个试验,他们让参与者分别用干燥的手指和在温水中浸泡30分钟后的手指对不同大小的大理石块进行抓握试验,这些石块也是有的干燥、有的潮湿。结果显示,浸泡过的手指抓起潮湿大理石块的速度要更快,但是对于干燥的大理石块来说,两者并没有明显的区别。
这项研究结果为“起皱手指具备更强的摩擦力”提供了实实在在的证据。Smulders认为,起皱的手指能够帮助我们的祖先在潮湿的植被或河流中采集食物,而起皱的脚趾则能帮助他们在雨中站得更加稳当。
目前,除了人类和猕猴,人们还不清楚有哪些动物的皮肤有类似的功能。(赵鲁)
《中国科学报》 (2014-06-20 第15版 纵览)