泡水后手指為什么會變皺紋?

洗澡的時候,游泳的時候,洗衣服的時候,泡水后手指會發皺紋,為什么呢?人有很多奇怪的行為是不受主觀意志控制的,哆嗦就是其中之一。幾乎所有的成年人在突然遇冷的情況下都會不由自主地打哆嗦,想停都停不下來。科學家解釋說,哆嗦的本質就是肌肉收縮,通常情況下肌肉收縮是為了做功,產生的熱量是副產品,但在哆嗦的時候,肌肉收縮本身是沒有任何用處的,其目的就是產生熱量,幫助身體保暖。這就是為什么幾乎所有恒溫動物都會打哆嗦,而沒有一種變溫動物具備這一功能的原因。

如今科學家們已經找到了控制哆嗦的神經中樞,它位于下丘腦后方,接近第三腦室的地方。這個地方負責接收來自身體各處的溫度信號,正常情況下處于被抑制的狀態,一旦接收到低于正常體溫的信號,它便發出指令,讓肌肉開始哆嗦。嬰幼兒大腦的這部分神經中樞尚未發育完成,他們是不會哆嗦的,代替這一功能的是棕色脂肪,這種脂肪能夠燃燒自己,從而產生熱量,只不過棕色脂肪產生熱量的效率比肌肉低,再加上嬰兒體積小,表面積和體積之比比成年人大,散熱比成年人快,所以做父母的一定要注意嬰幼兒的保暖。

另一種很常見的自主行為是打噴嚏。如果鼻腔里進了異物,人是很難控制自己不打噴嚏的,這里面的道理很好懂。但是有一種情況比較特殊,有大約30%的人在突然遇到強光刺激時會不自覺地打噴嚏,這是怎么回事呢?

曾經有一種說法認為,我們人類的祖先原本是住在山洞里的,洞內空氣污濁,所以一旦走出山洞就要打噴嚏,把呼吸系統里的穢物清除出去。但是這個說法實在是太勉強了,支持者不多。

于是又有人提出了一個新解釋,認為這種被稱為“光噴嚏反射”的現象是人體生理結構上的一個小毛病導致的,純屬意外事件。這個理論認為,視覺神經和嗅覺神經距離太近了,偶爾會發生“環路交叉”,也就是當眼睛受到強光刺激時大腦得到錯誤信息,以為受刺激的是鼻子。

問題是,進化為什么會允許這樣的錯誤發生呢?答案也很簡單:因為這種錯誤不會給人類的生存帶來任何影響。當然這里指的是古人類,現代人在某些情況下還是要注意的,比如做眼部手術時,以及開車從隧道里走出來的時候都應該 事先防范。

最后再來說說手指上的皺紋。大家肯定都有經驗,手和腳在水里泡得時間長了都會起皺紋,很多人誤以為這是水把手指表面的皮膚“泡開”了造成的。其實這是一個錯覺,手上的皮膚不是干海帶,不會因為接觸水而增大,否則的話,人身體其他部位就都要起皺紋了。

事實上,科學家們早在上世紀30年代就知道這個解釋是有問題的,因為手指神經出毛病的人是不會泡出皺紋來的,這就說明皺紋的出現是受神經控制的一種生理現象。具體說,手指和腳趾均受到自主神經系統(又叫植物性神經系統)的控制,當皮膚在水里泡了一段時間后,自主神經系統便會發出指令,讓手指尖和腳趾尖的皮下組織血管收縮,減少體積,而皮膚的表面積是不變的,于是皺紋就出現了。

既然人類進化出一套如此精密的機制造出皺紋,那么,皺紋的出現就應該給人類帶來某種進化優勢才對,但是皺紋能有什么好處呢?科學家們百思不得其解。2011年,美國愛達荷州的一名進化神經生物學家馬克?昌吉茲(Mark Changizi)提出了一個假說,認為手指上的皺紋能夠幫助人類更好地抓住水中的物體(比如魚),而腳趾上的皺紋可以幫助人類更好地在水中行走,因為皺紋相當于輪胎的紋線,可以讓水更容易順著溝壑流走,這樣就形成了一個負壓帶,增加了附著力。

為了證明這個假說,英國紐卡斯爾大學進化生物學家湯姆?斯穆爾德斯(Tom Smulders)教授及其同事們做了一個試 驗,并將結果發表在今年1月9日出版的 《生物學通訊》(Biology Letters)雜志上。科學家們讓志愿者把手放在水里泡了半小時,泡出皺紋,然后對比他們從水中抓取鵝卵石的速度,證明確實比未出皺紋時更快。

值得一提的是,上述三個案例都是由自主神經系統控制的,呼吸、心跳和出汗等等重要生理功能也都是如此。這套神經系統自成一體,不需要自主意志的參與,人類之所以進化出這套系統,是因為有些生理功能有百利而無一害,所以干脆將其進化成缺省設置。

起皺的手腳,讓你在水中站得更穩抓得更牢

當我們在浴缸里泡澡的時候,手指和腳趾上的皮膚為什么會起皺呢?科學家們早就提出了一種假說,認為起皺后的手指就像是汽車輪胎的胎面,能增強我們在潮濕或水下環境中對物體的抓握能力,而最近的實驗研究終于發現了支持該假說的證據。

人們常常以為手指起皺是由于皮膚受到浸泡后的膨脹,但自20世紀30年代以來研究人員就知道這并不是真正的原因,因為受到神經損傷的手指在浸泡后不會出現起皺的現象。所以,手指起皺應該是一種由人體自主神經系統控制的無意識反應,自主神經系統還能夠控制人體的呼吸、心率和出汗等。事實上,手指起皺是由皮下血管收縮而引起的。【手指起皺的直接原因是什么?去 果殼問答 參與 討論】

2011年,位于愛達荷州博伊西市的2AI實驗室的演化神經生物學家馬克·錢吉齊(Mark Changizi)及其同事們認為,手指遇水起皺的現象必然有其演化機制。該研究團隊還發現,手指起皺之后皺紋的模式非常有利于排水,這種排水網絡可以增大抓握東西時的摩擦力。不過研究者一直沒有證據能夠支持這一假說。之前也曾關注過這個有趣的假說: 手指浸水為什么會起皺】

而在最新的研究中,參與者分別用干燥的手指和在溫水中浸泡30分鐘后的手指對不同大小的大理石塊進行抓握試驗,這些石塊也是有的干燥、有的潮濕。結果顯示,浸泡過的手指抓起潮濕大理石塊的速度要更快,但是對于干燥的大理石塊來說,兩者并沒有明顯的區別。這項研究的成果已經在《生物學通訊》(Biology Letters)上發表。

“我們已經證明在潮濕的環境下,起皺手指的抓握力會更大一些,這就類似于汽車輪胎的胎面,在增大了與地面的接觸面積之后,其抓地能力自然會隨之提高,”上述研究的聯合作者、英國紐卡斯爾大學的演化生物學家湯姆·斯馬爾德斯(Tom Smulders)說道。

斯馬爾德斯補充說,起皺的手指能夠幫助我們的祖先在潮濕的植被或河流中采集食物,而起皺的腳趾則能幫助他們在雨中站得更加穩當。

錢吉齊介紹說,他們的研究結果為“起皺手指具備更強的摩擦力”提供了實實在在的證據,而這也與團隊的形態學研究結果是一致的,現在他們要做的事情是弄清在其他動物身上是否也有同樣的現象,“目前除了人類和獼猴,我們還不清楚有哪些動物的皮膚有類似的功能。”

此外斯馬爾德斯還補充說,科學家還沒有弄清楚為何人類的手指沒有保持永久起皺的狀態,不過他對此也有自己的看法:“我們認為皮膚在起皺之后,其靈敏度會有所降低,這就會增加手指在抓握物體時受傷的概率。”

這個故事告訴我們,進化才是終極真理,生物進化以一種神秘的方式控制著我們的身體。

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