Каждый из нас с раннего детства знает, что от долгого пребывания в воде кожа на пальцах начинает морщиться. Родители даже разрешали раньше купаться в ванной до тех пор, пока пальчики не покроются морщинками. Они говорили, что раз пальцы уже набухли от воды, пора вылезать. Но так ли это на самом деле?
Сначала ученые действительно объясняли это явление именно так. По их мнению, из-за впитывания влаги площадь верхнего слоя кожи увеличивалась, а нижние слои оставались прежних размеров. И якобы из-за этого наша кожа шла волнами.
Но у этой версии было несколько изъянов. Ведь если бы наша кожа действительно впитывала влагу, то морщинами покрывалось бы всё тело, а не только пальцы. Кроме того, еще в 1935 году несколько врачей заметили, что у пациентов с поврежденной нервной системой кожа от воды не морщилась. Следовательно, объяснение этому феномену нужно искать в области неврологии.
Врачи пришли к выводу, что сморщивание кожи на пальцах рук и ног — это непроизвольная реакция организма на долгое пребывание в воде. Но чем именно этот рефлекс вызван?
Ученые-биологи считают, что эта реакция организма выработалась в процессе эволюции. Таким образом природа позаботилась, чтобы человек имел лучшее сцепление с различными мокрыми поверхностями.
Сморщенная кожа играет роль своеобразного протектора на шинах. Благодаря морщинкам увеличивается плотность сцепления с поверхностью. Так человеку намного проще поймать рыбу в воде или передвигаться по мокрой траве.
И хотя мы давно уже не ходим босиком, а мокрые предметы (например, во время мытья посуды) берем резиновыми перчатками, этот рефлекс всё еще полезен. В следующий раз, когда будешь принимать душ или ванну, обрати внимание на то, что кусок мокрого мыла гораздо проще удерживать тогда, когда пальцы покрываются морщинками.
Вот так матушка-природа позаботилась о том, чтобы человек как можно лучше мог приспособиться к различным условиям. Если эти сведения стали для тебя неожиданностью, то обязательно поделись ими со своими друзьями.
Некоторые части человеческой кожи, на которых не растут волосы, обладают уникальной реакцией на контакт с водой. В отличие от остального тела, кожа на пальцах рук и ног, ладонях и ступнях сморщивается после намокания. Обычно для этого бывает достаточно пяти минут.
Но почему эти участки кожи морщатся? Некоторые считают, что это биохимическая реакция, осмотический процесс, в котором вода вытягивает химические вещества из кожи, и в результате кожа высыхает.
Но уже сотню лет назад учёные знали, что эта реакция не объясняется простым рефлексом или результатом осмоса.
Хирурги обнаружили, что если перерезать определённые нервы в пальцах, эффект сморщенной кожи исчезает. Следовательно, этот эффект связан с работающей нервной системой. В результате этот эффект даже предлагали использовать как тест на работоспособность симпатической нервной системы в пациентах, не реагирующих на другие воздействия.
Так что по этому вопросу научное сообщество достигло консенсуса. Но причина, по которой в ходе эволюции возник эффект сморщивания кожи при намокании, и связан ли он с каким-либо механизмом адаптации, остаётся предметом дискуссий.
Нейробиолог Марк Чангизи [Mark Changizi ] из 2AI Labs уверен, что этот эффект - адаптация. Вспомним про рисунок на поверхности шин. В сухую погоду гладкие шины лучше сцепляются с асфальтом, поэтому у гоночных автомобилей шины гладкие, без рисунка. Но при езде в дождь шины с рисунком становятся безопаснее.
В 2011 году Чангизи с коллегами обнаружили доказательства того, что сморщенные пальцы действительно работают схожим с шинами образом, уводя воду от пальцев рук и ног в мокрых условиях, и позволяя приматам - конкретно, людям и макакам - сохранять надёжную хватку.
Иначе говоря, морщинки, появляющиеся от воздействия воды, можно считать крохотными системами для отвода жидкости. Река состоит из вливающихся в неё ручейков, а участки земли между ручьями не связаны друг с другом.
Чтобы проверить, похожа ли сморщенная кожа на пальцах на ветвящуюся речную систему, Чангизи с командой изучили 28 фотографий человеческих пальцев. Они обнаружили, что рисунок сморщенных пальцев является инвертированной копией речных систем - в нём поднятые участки связаны между собой, а между ними расположены не связанные канальцы.
При этом подъёмы расположены не абы как; их рисунок вполне осмыслен. Реки накапливают воду, а канальцы на пальцах должны её отводить. «Нажатие кончиком пальца на мокрую поверхность отводит жидкость из-под него через канальцы, и после этого весь палец получает контакт с поверхностью»,- описали эффект исследователи.
Кроме того, морщинки не появляются в течение первых пяти минут после намокания, поэтому случайный контакт с водой проходит бесследно. Такая реакция возникает лишь под дождём или во время росы. Кроме того, от пресной воды морщинки появляются быстрее, чем от морской - возможно, это отголоски тех условий, в которых такой механизм впервые возник у приматов.
Даже если этот механизм возник и не напрямую для усиления хватки, он может сохраняться именно по этой причине. Исследование от 2013 года , проведённое британскими неврологами, обнаружило доказательства, что сморщенные пальцы помогают людям работать с мокрыми объектами.
В эксперименте 20 человек должны были переместить 45 объектов разного размера - камешки и грузила - из одного контейнера в другой. В некоторых случаях они были сухими, при этом кожа у разных испытуемых была как гладкой, так и сморщенной. В других случаях объекты были мокрыми. Было обнаружено, что сморщенными пальцами переносить мокрые объекты проще, а для сухих объектов не было никакой разницы.
Однако похожее исследование, проведённое в 2014 году немецкими исследователями, обнаружило обратный эффект. 40 людей переносило 52 шарика и кубика различных размеров и весов между контейнерами. Учёные не обнаружили разницы в способности управляться с этими объектами вне зависимости от того, были ли пальцы испытуемых сморщены или нет, а объекты - сухими или мокрыми.
Точно так же группа тайваньских исследователей провела эксперименты при помощи добровольца. Они измеряли трение между гладкой поверхностью и его гладкими или сморщенными пальцами. Также они проверяли возможность испытуемого свести концы пружины вместе. Они обнаружили, что в каждом из тестов результаты были хуже при работе сморщенными пальцами.
Конечно, если эффект сморщивания появился в результате адаптации, он испытывался в более естественных условиях, чем лабораторные.
Чангини считает, что этот эффект полезен для поддержания веса всего тела, а не для манипуляций с мелкими предметами. «Если уж и проводить тесты там, где эффект имеет значение, то для этого нужно хвататься за деревья или тяжёлые предметы, а не за шарики,- говорит он. - [При переносе шариков между контейнерами] гидропланирование вам не грозит». Нужно ассоциировать этот эффект с передвижением, а не с ловкостью.
Получается, что идеальный эксперимент, с его слов - это нанять любителей паркура , показывающих свои трюки как с гладкой, так и со сморщенной кожей, поочерёдно в сухих и влажных условиях. «Только как-то нужно обеспечить их безопасность»,- добавляет он.
Задумывались когда-нибудь, почему ваша кожа начинает морщиниться, если долго находится в воде? Ответ кроется в процессе эволюции, но его не так просто найти.
Около века назад хирурги выяснили, что если определенные нервы пальцев вырезать, реакция сморщивания исчезнет. Таким образом, то, что наши пальцы морщинятся, является признаком неповрежденной нервной системы. Пугаться надо, если этого не происходит, значит, что-то не так. По тому, морщится ли кожа от воды, врачи стали определять, насколько хорошо у пациентов функционирует симпатическая нервная система. В этом научное сообщество достигло консенсуса. Но то, как именно развилась такая реакция и адаптацию к чему она представляет, остается спорным вопросом.
Нейробиолог Марк Чангизи из 2AI Labs считает, что эта реакция является своеобразной адаптацией для улучшения движения. Чтобы доказать свою точку зрения, он приводит пример протекторов. В сухих условиях гладкие шины могут иметь наилучшее сцепление с асфальтом, и это объясняет, почему гоночные автомобили, как правило, имеют гладкие шины. Но вот при движении в дождь протекторы намного безопаснее.
Далее ученый предположил, что способность нашей кожи морщиниться в определенных условиях дает нам возможность одинаково хорошо передвигаться в разную погоду. Гладкие пальцы - для сухой поверхности, морщинистые - для влажной. Как только тело понимает, что оно находится в воде относительно длительное время - около пяти минут, «шины» меняются. Чрезвычайно трудно доказать, что любая биологическая функция является адаптацией, не говоря уже о том, как и почему она развились. Исследователи в этой области зачастую могут только искать подобные подсказки и аналогии и строить предположения.
В 2011 году Чангизи и его коллеги обнаружили доказательства того, что морщинистые пальцы действительно действуют как протекторы в дождь, отводя воду подальше от пальцев рук и ног во влажных условиях, позволяя приматам — людей и макакам, если точнее — осуществлять более жесткий захват. Можно сказать, что появляющиеся морщинки работают как дренажная система, в которой несколько мелких потоков объединяются в более крупные каналы и, в конечном итоге, сливают воду в центральную реку. Только здесь происходит обратный процесс.
Для того, чтобы увидеть, имеют ли пальцы такой же рисунок, как дренажные системы рек, Чангизи и его команда проанализировали фотографии 28 пальцев рук человека. Они обнаружили, что морщинистые пальцы имели рисунок в виде системы каналов. Но если в реках эти каналы существуют, чтоб объединять воду, то рисунки на пальцах устроены таким образом, чтобы воду от поверхности пальцев, стоп и ладоней отгонять. Если сморщенным пальцем, вытащенным из воды, нажать на твердую поверхность, вода из этих каналов выйдет под силой давления.
Не менее важно, что морщины не появляются до тех пор, пока кожа не пробудет в воде около пяти минут, то есть случайного контакта с водой не достаточно, чтобы привести к образованию складок, этот механизм может сработать только при длительном соприкосновении с водой. Кроме того, реакция появляется гораздо быстрее в пресной воде, чем в морской.
Исследование, проведенное в 2013 году британскими нейрофизиологами, показало , что морщинистые пальцы людей помогают лучше манипулировать влажными предметами. В ходе эксперимента 20 человек должны были переместить 45 объектов различных размеров из одного контейнера в другой. В одном случае объекты были сухими, в то время как пальцы участников были гладкими или сморщенными после пребывания в воде. В других случаях объекты были погружены в воду. Оказалось, что морщинистые пальцы позволили участникам более быстро перемещать влажные объекты, а вот в случае с сухими предметами никакой разницы замечено не было.
Гипотеза выглядит красиво, но аналогичное исследование , проведенное немецкими учеными в 2014 году обнаружило обратное. В этом эксперименте волонтерами были 40 человека, которые переносили 52 стеклянных шарика и кубика различных размеров и веса из одного контейнера в другой. Ученые не обнаружили никаких существенных различий в способности участников управляться с объектами, независимо от того, были ли гладкими или морщинистыми их пальцы, а предметы - сухими или мокрыми.
Группа тайваньских исследователей провела свой эксперимент , участниками которого стали мужчины в возрасте 24 лет. Ученые оценивали трение кожи, соприкасавшейся с гладкой поверхностью - сколько нужно приложить силы, чтобы кожа (сморщенная или гладкая) скользила по бруску. Также исследователи оценивали способность сжимать пружину при разном состоянии кожи. Они обнаружили, что когда кожа была намоченная и сморщенная, результаты были хуже.
Конечно, если способность кожи морщиниться - это разновидность адаптации, то этот механизм развился не для каких-то лабораторных условий, в которых проводятся эксперименты. Марк Чангизи считает, что этот механизм помогает человеку поддерживать свой собственный вес во влажной среде, а не служит для перемещения мелких предметов. Он полагает, что чтобы найти ответ на вопрос, почему кожа морщинится в воде, нужно изменить сами эксперименты, участники должны держать стволы деревьев или еще более тяжелые и крупные вещи, а не перетаскивать маленькие предметы из одного контейнера в другой. По мнению Чингизи, ключ к отгадке заключается в том, чтобы оценить влияние морщинистой кожи на движение, а не на ловкость. Идеальный эксперимент, по мнению, Чангизи, может быть поставлен с участием паркурщиков - городских акробатов, которые будут демонстрировать свои трюки с разным состоянием кожи и в разных погодных условиях.
Вы моете посуду, купаете собаку, долго принимаете ванну. Потом вынимаете руки из воды и о ужас! - видите довольно жалкое зрелище - свои сморщенные пальцы. Сморщенные до неузнаваемости, с высокими буграми и глубокими впадинами. И ощущение в пальцах тоже какое-то необычное.
Представьте себе: вы расслабились, принимая горячую ванну, а полчаса спустя вдруг обнаружили, что ваша кожа с ног до головы собралась в складочки. Сморщенное лицо, которому на вид дашь около 250 лет, словно из какого-то научно-фантастического романа... Кожа на руках и ногах стянулась, образовав холмы и впадины, а живот стал похож на живот броненосца...
Если бы такая реакция была у всей кожи, немногие люди отважились бы поплавать летом в речке или море, чтобы лежать потом на солнце, утопая в складках собственной кожи.
К счастью, у нас сморщивается только кожи пальцев рук и ног. Все это обусловлено ее реакцией на влагу.
Внешний тонкий слой кожи, который вы видите и который, является оболочкой нашего тела, называется эпидермисом . В эпидермисе находятся меланоциты , специальные клетки, которые придают нашей коже цвет.
Под эпидермисом расположен более толстый слой, Называемый дермисом . В дермисе находятся корни волос, именно тут потовые железы вырабатывают пот, кровеносные сосуды гонят кровь, а жировые клетки просто лежат, придавая коже мягкость и упругость. Эпидермис соединяется с дермисом, но между ними есть небольшой «зазор».
Под кожей находится скелет, а под скелетом - наши жизненно важные органы. Так что у организма есть несколько слоев защиты от внешнего мира. Жировые отложения и кожа сохраняют тепло внутри тела, летом наша кожа помогает нам не перегреться благодаря потоотделению. Кроме того, наша кожа является барьером на пути всего, с чем мы вступаем в контакт.
Но кожа не водонепроницаема, она насыщается водой, впитывает влагу из воздуха, а когда мы погружаем свое тело в воду, она сразу же поглощает некоторое ее количество.
Сморщенные подушечки пальцев - плод такой любви кожи к воде. На руках и ногах слой кожи довольно толстый, поэтому она впитывает больше воды по сравнению с остальной кожей.
Окуните руки в воду - и белок эпидермиса постепенно впитает воды в 8-10 раз больше собственного веса.
Когда эпидермис набухает, он отстает от дермиса и собирается в морщины.
Однако ладони рук и подошвы ног остаются относительно гладкими. Почему? На ладонях и подошвах внешний слой кожи настолько плотно прилегает к внутреннему, что кожа просто не в состоянии так сильно сморщиться.
Вы сами можете это увидеть. Потяните правой рукой кожу на левом указательном пальце. Заметили, как легко она собирается в складку? А теперь попробуйте проделать то же самое с кожей ладони левой руки. Ну-ну, удачи вам!
Но даже после долгого пребывания в воде кожа очень быстро разглаживается, как только вы выходите из воды. Когда кожа контактирует с мыльной водой, смывается слой естественной смазки, покрывающей тело и удерживающей воду. Кожа, лишенная во время принятия ванны своего защитного слоя, внезапно подвергается воздействию воздуха. Избыток воды быстро испаряется, подобна тому, как испаряется вода с ваших волос, когда вы сушите их феном. Чем теплее и суше этот воздух, тем быстрее кожа высыхает, теряя свою морщинистость.
Часто бывает так, что кожа после ванны усыхает настолько, что может содержать даже меньше воды, чем до ванны. Для людей с нормальной кожей это не проблема. Но у людей с очень сухой кожей это может закончиться шелушением кожи. Если у вас слишком сухая кожа, то после ванны хорошо было бы нанести на нее увлажняющий лосьон - особенно на руки в холодную сухую погоду, иначе кожа на них может потрескаться.