泡水后手指为什么会变皱纹?

洗澡的时候,游泳的时候,洗衣服的时候,泡水后手指会发皱纹,为什么呢?人有很多奇怪的行为是不受主观意志控制的,哆嗦就是其中之一。几乎所有的成年人在突然遇冷的情况下都会不由自主地打哆嗦,想停都停不下来。科学家解释说,哆嗦的本质就是肌肉收缩,通常情况下肌肉收缩是为了做功,产生的热量是副产品,但在哆嗦的时候,肌肉收缩本身是没有任何用处的,其目的就是产生热量,帮助身体保暖。这就是为什么几乎所有恒温动物都会打哆嗦,而没有一种变温动物具备这一功能的原因。

如今科学家们已经找到了控制哆嗦的神经中枢,它位于下丘脑后方,接近第三脑室的地方。这个地方负责接收来自身体各处的温度信号,正常情况下处于被抑制的状态,一旦接收到低于正常体温的信号,它便发出指令,让肌肉开始哆嗦。婴幼儿大脑的这部分神经中枢尚未发育完成,他们是不会哆嗦的,代替这一功能的是棕色脂肪,这种脂肪能够燃烧自己,从而产生热量,只不过棕色脂肪产生热量的效率比肌肉低,再加上婴儿体积小,表面积和体积之比比成年人大,散热比成年人快,所以做父母的一定要注意婴幼儿的保暖。

另一种很常见的自主行为是打喷嚏。如果鼻腔里进了异物,人是很难控制自己不打喷嚏的,这里面的道理很好懂。但是有一种情况比较特殊,有大约30%的人在突然遇到强光刺激时会不自觉地打喷嚏,这是怎么回事呢?

曾经有一种说法认为,我们人类的祖先原本是住在山洞里的,洞内空气污浊,所以一旦走出山洞就要打喷嚏,把呼吸系统里的秽物清除出去。但是这个说法实在是太勉强了,支持者不多。

于是又有人提出了一个新解释,认为这种被称为“光喷嚏反射”的现象是人体生理结构上的一个小毛病导致的,纯属意外事件。这个理论认为,视觉神经和嗅觉神经距离太近了,偶尔会发生“环路交叉”,也就是当眼睛受到强光刺激时大脑得到错误信息,以为受刺激的是鼻子。

问题是,进化为什么会允许这样的错误发生呢?答案也很简单:因为这种错误不会给人类的生存带来任何影响。当然这里指的是古人类,现代人在某些情况下还是要注意的,比如做眼部手术时,以及开车从隧道里走出来的时候都应该 事先防范。

最后再来说说手指上的皱纹。大家肯定都有经验,手和脚在水里泡得时间长了都会起皱纹,很多人误以为这是水把手指表面的皮肤“泡开”了造成的。其实这是一个错觉,手上的皮肤不是干海带,不会因为接触水而增大,否则的话,人身体其他部位就都要起皱纹了。

事实上,科学家们早在上世纪30年代就知道这个解释是有问题的,因为手指神经出毛病的人是不会泡出皱纹来的,这就说明皱纹的出现是受神经控制的一种生理现象。具体说,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,当皮肤在水里泡了一段时间后,自主神经系统便会发出指令,让手指尖和脚趾尖的皮下组织血管收缩,减少体积,而皮肤的表面积是不变的,于是皱纹就出现了。

既然人类进化出一套如此精密的机制造出皱纹,那么,皱纹的出现就应该给人类带来某种进化优势才对,但是皱纹能有什么好处呢?科学家们百思不得其解。2011年,美国爱达荷州的一名进化神经生物学家马克•昌吉兹(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),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汤姆•斯穆尔德斯(Tom Smulders)教授及其同事们做了一个试 验,并将结果发表在今年1月9日出版的 《生物学通讯》(Biology Letters)杂志上。科学家们让志愿者把手放在水里泡了半小时,泡出皱纹,然后对比他们从水中抓取鹅卵石的速度,证明确实比未出皱纹时更快。

值得一提的是,上述三个案例都是由自主神经系统控制的,呼吸、心跳和出汗等等重要生理功能也都是如此。这套神经系统自成一体,不需要自主意志的参与,人类之所以进化出这套系统,是因为有些生理功能有百利而无一害,所以干脆将其进化成缺省设置。

起皱的手脚,让你在水中站得更稳抓得更牢

当我们在浴缸里泡澡的时候,手指和脚趾上的皮肤为什么会起皱呢?科学家们早就提出了一种假说,认为起皱后的手指就像是汽车轮胎的胎面,能增强我们在潮湿或水下环境中对物体的抓握能力,而最近的实验研究终于发现了支持该假说的证据。

人们常常以为手指起皱是由于皮肤受到浸泡后的膨胀,但自20世纪30年代以来研究人员就知道这并不是真正的原因,因为受到神经损伤的手指在浸泡后不会出现起皱的现象。所以,手指起皱应该是一种由人体自主神经系统控制的无意识反应,自主神经系统还能够控制人体的呼吸、心率和出汗等。事实上,手指起皱是由皮下血管收缩而引起的。【手指起皱的直接原因是什么?去 果壳问答 参与 讨论】

2011年,位于爱达荷州博伊西市的2AI实验室的演化神经生物学家马克·钱吉齐(Mark Changizi)及其同事们认为,手指遇水起皱的现象必然有其演化机制。该研究团队还发现,手指起皱之后皱纹的模式非常有利于排水,这种排水网络可以增大抓握东西时的摩擦力。不过研究者一直没有证据能够支持这一假说。之前也曾关注过这个有趣的假说: 手指浸水为什么会起皱】

而在最新的研究中,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。这项研究的成果已经在《生物学通讯》(Biology Letters)上发表。

“我们已经证明在潮湿的环境下,起皱手指的抓握力会更大一些,这就类似于汽车轮胎的胎面,在增大了与地面的接触面积之后,其抓地能力自然会随之提高,”上述研究的联合作者、英国纽卡斯尔大学的演化生物学家汤姆·斯马尔德斯(Tom Smulders)说道。

斯马尔德斯补充说,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。

钱吉齐介绍说,他们的研究结果为“起皱手指具备更强的摩擦力”提供了实实在在的证据,而这也与团队的形态学研究结果是一致的,现在他们要做的事情是弄清在其他动物身上是否也有同样的现象,“目前除了人类和猕猴,我们还不清楚有哪些动物的皮肤有类似的功能。”

此外斯马尔德斯还补充说,科学家还没有弄清楚为何人类的手指没有保持永久起皱的状态,不过他对此也有自己的看法:“我们认为皮肤在起皱之后,其灵敏度会有所降低,这就会增加手指在抓握物体时受伤的概率。”

这个故事告诉我们,进化才是终极真理,生物进化以一种神秘的方式控制着我们的身体。

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