簡單來說,泡水後手指面板會發皺的現象,是由於在手指等部位,面板的角質層細胞吸水膨脹導致的。
為什麼角質層細胞會吸水?
我們的面板分為三層,表皮、真皮和皮下組織。表皮層的細胞一直在生長、更新,最終死亡,成為表面的角質細胞。一般認為面板吸水發皺主要發生在這一層。
面板的結構
關於角質層細胞吸水的原理,目前主要有兩種解釋。
“半透膜”理論:細胞膜具有半透膜的特性,可以使水份從低濃度的一方流向高濃度。角質細胞雖然是“死細胞”,但不影響膜的半透性。細胞內的液體相對於外部的水來說,屬於濃度較高的一方,因此就會從外部向內吸水。
“毛細作用”理論:角質細胞記憶體在大量蛋白,這些蛋白對水產生了毛細作用,將外部的水吸入細胞內。這與紙巾、海綿吸水的原理是一樣的。
為什麼吸水後的面板會發皺?
角質層的內部結構,可以很形象描繪為“護城牆”——角化細胞是牆上的“磚頭”,脂質是砌牆的“泥”。脂質的作用不僅是把細胞連線起來,更是阻擋水分透過的良好屏障。這種情況下,水分只能一層一層的逐漸往裡突破。
角化細胞和脂質
因此,泡水的面板並非內外整體一起膨脹,而是外層細胞膨脹較大,內層細胞膨脹較小,呈扇形模式。這就導致最外層面板表面積增大。這一層面板在擠壓之下,發生了起皺現象。
為什麼這種現象發生在手指?
發皺的現象常常在手腳指的表面出現,可能的原因包括:
這些部位面板的角質層較厚,膨脹效果明顯。當然,太厚太硬的部位也很難起皺,例如手掌根部等。
這些部位面板是沒有皮脂腺的。皮脂腺分泌皮脂,這是一種油脂,覆蓋在面板表面,對水份有阻隔作用。皮脂少的部位,水分更容易進入角質層。
這些部位的皮下脂肪不多。脂肪有良好的彈性,皮下脂肪多的部位比較不容易發皺。
至於起皺的理由,科學家的解釋多種多樣。其中一種假說是,這樣的手腳有助於我們抓的更穩:
當我們在浴缸裡泡澡的時候,手指和腳趾上的面板為什麼會起皺呢?科學家們早就提出了一種假說,認為起皺後的手指就像是汽車輪胎的胎面,能增強我們在潮溼或水下環境中對物體的抓握能力,而最近的實驗研究終於發現了支援該假說的證據。
人們常常以為手指起皺是由於面板受到浸泡後的膨脹,但自20世紀30年代以來研究人員就知道這並不是真正的原因,因為受到神經損傷的手指在浸泡後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。
2011年,位於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,手指起皺之後皺紋的模式非常有利於排水,這種排水網路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援這一假說。
而在最新的研究中,參與者分別用乾燥的手指和在溫水中浸泡30分鐘後的手指對不同大小的大理石塊進行抓握試驗,這些石塊也是有的乾燥、有的潮溼。結果顯示,浸泡過的手指抓起潮溼大理石塊的速度要更快,但是對於乾燥的大理石塊來說,兩者並沒有明顯的區別。這項研究的成果已經在《生物學通訊》(Biology
Letters)上發表。
“我們已經證明在潮溼的環境下,起皺手指的抓握力會更大一些,這就類似於汽車輪胎的胎面,在增大了與地面的接觸面積之後,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溼的植被或河流中採集食物,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面板有類似的功能。”
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:“我們認為面板在起皺之後,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機率。”
簡單來說,泡水後手指面板會發皺的現象,是由於在手指等部位,面板的角質層細胞吸水膨脹導致的。
為什麼角質層細胞會吸水?
我們的面板分為三層,表皮、真皮和皮下組織。表皮層的細胞一直在生長、更新,最終死亡,成為表面的角質細胞。一般認為面板吸水發皺主要發生在這一層。
面板的結構
關於角質層細胞吸水的原理,目前主要有兩種解釋。
“半透膜”理論:細胞膜具有半透膜的特性,可以使水份從低濃度的一方流向高濃度。角質細胞雖然是“死細胞”,但不影響膜的半透性。細胞內的液體相對於外部的水來說,屬於濃度較高的一方,因此就會從外部向內吸水。
“毛細作用”理論:角質細胞記憶體在大量蛋白,這些蛋白對水產生了毛細作用,將外部的水吸入細胞內。這與紙巾、海綿吸水的原理是一樣的。
為什麼吸水後的面板會發皺?
角質層的內部結構,可以很形象描繪為“護城牆”——角化細胞是牆上的“磚頭”,脂質是砌牆的“泥”。脂質的作用不僅是把細胞連線起來,更是阻擋水分透過的良好屏障。這種情況下,水分只能一層一層的逐漸往裡突破。
角化細胞和脂質
因此,泡水的面板並非內外整體一起膨脹,而是外層細胞膨脹較大,內層細胞膨脹較小,呈扇形模式。這就導致最外層面板表面積增大。這一層面板在擠壓之下,發生了起皺現象。
為什麼這種現象發生在手指?
發皺的現象常常在手腳指的表面出現,可能的原因包括:
這些部位面板的角質層較厚,膨脹效果明顯。當然,太厚太硬的部位也很難起皺,例如手掌根部等。
這些部位面板是沒有皮脂腺的。皮脂腺分泌皮脂,這是一種油脂,覆蓋在面板表面,對水份有阻隔作用。皮脂少的部位,水分更容易進入角質層。
這些部位的皮下脂肪不多。脂肪有良好的彈性,皮下脂肪多的部位比較不容易發皺。
至於起皺的理由,科學家的解釋多種多樣。其中一種假說是,這樣的手腳有助於我們抓的更穩:
當我們在浴缸裡泡澡的時候,手指和腳趾上的面板為什麼會起皺呢?科學家們早就提出了一種假說,認為起皺後的手指就像是汽車輪胎的胎面,能增強我們在潮溼或水下環境中對物體的抓握能力,而最近的實驗研究終於發現了支援該假說的證據。
人們常常以為手指起皺是由於面板受到浸泡後的膨脹,但自20世紀30年代以來研究人員就知道這並不是真正的原因,因為受到神經損傷的手指在浸泡後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。
2011年,位於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,手指起皺之後皺紋的模式非常有利於排水,這種排水網路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援這一假說。
而在最新的研究中,參與者分別用乾燥的手指和在溫水中浸泡30分鐘後的手指對不同大小的大理石塊進行抓握試驗,這些石塊也是有的乾燥、有的潮溼。結果顯示,浸泡過的手指抓起潮溼大理石塊的速度要更快,但是對於乾燥的大理石塊來說,兩者並沒有明顯的區別。這項研究的成果已經在《生物學通訊》(Biology
Letters)上發表。
“我們已經證明在潮溼的環境下,起皺手指的抓握力會更大一些,這就類似於汽車輪胎的胎面,在增大了與地面的接觸面積之後,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溼的植被或河流中採集食物,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面板有類似的功能。”
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:“我們認為面板在起皺之後,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機率。”