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        非洲大象如何破壞它的皮膚以冷卻
        
			
        
				2019-03-18 11:02:12
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        一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的小縫隙網(wǎng)絡(luò)裝飾著非洲叢林大象的皮膚表面。通過(guò)保留水和泥，這些微米寬的通道極大地幫助大象調(diào)節(jié)體溫，保護(hù)皮膚免受寄生蟲(chóng)和強(qiáng)烈的太陽(yáng)輻射。今天，日內(nèi)瓦大學(xué)(UNIGE)，瑞士和瑞士生物信息學(xué)研究所(SIB)的研究人員在“ 自然通訊 ”雜志上報(bào)道，非洲象皮膚通道是脆性和脫屑缺乏的最外層皮膚層的真正骨折?？茖W(xué)家表明，大象角化過(guò)度的皮膚在毫米級(jí)的高度上生長(zhǎng)，由于彎曲引起的局部機(jī)械應(yīng)力導(dǎo)致骨折。
        

        非洲大象如何破壞它的皮膚以冷卻
        

        眾所周知，非洲大象喜歡沐浴，噴灑和泥濘。這些行為不只是為了好玩。事實(shí)上，非洲大象缺乏汗液和皮脂腺，使許多其他哺乳動(dòng)物能夠保持皮膚濕潤(rùn)而有彈性。此外，由于它們巨大的體型和溫暖干燥的棲息地，非洲大象只能通過(guò)蒸發(fā)它們收集在皮膚上和皮膚上的水來(lái)避免過(guò)熱。通過(guò)用泥土覆蓋自己，非洲大象也可以避免無(wú)情寄生蟲(chóng)的襲擊和皮膚過(guò)度暴露于太陽(yáng)輻射。對(duì)非洲大象皮膚進(jìn)行非常仔細(xì)的檢查表明，除了其特有的皺紋之外，外皮還被一個(gè)相互連接的微小裂縫的錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)所深深地雕刻。這種數(shù)百萬(wàn)個(gè)通道的精細(xì)圖案可以防止涂抹泥漿脫落，并且可以比平坦??表面擴(kuò)散和保留5到10倍的水。
        

        感謝瑞士，法國(guó)和南非的科學(xué)家和博物館提供的皮膚樣本，由UNIGE科學(xué)學(xué)院遺傳學(xué)和進(jìn)化系教授Michel Milinkovitch領(lǐng)導(dǎo)的多學(xué)科團(tuán)隊(duì)，SIB瑞士生物信息學(xué)研究所的組長(zhǎng)，今天顯示非洲象皮膚通道是由局部彎曲應(yīng)力引起的真正裂縫，因?yàn)楸砥み^(guò)度角化，脫落缺乏，并且在皮膚毫米高度的晶格上生長(zhǎng)。使用自定義計(jì)算機(jī)模型，Antonio Martins，Ph.D。Milinkovitch實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生表明，這三個(gè)參數(shù)的組合足以導(dǎo)致機(jī)械彎曲應(yīng)力在皮膚逐漸變厚期間積聚在皮膚高度之間，直到形成裂縫。
        

        彎曲而不是拉伸開(kāi)裂
        

        非洲象皮膚上的裂縫圖案的視覺(jué)方面與干燥泥漿，受損瀝青，地球和火星的極地景觀以及壯觀的地質(zhì)構(gòu)造中的拉伸應(yīng)力引起的裂縫具有驚人的相似性。北愛(ài)爾蘭巨人堤道的玄武巖柱和加利福尼亞?wèn)|部的魔鬼驛站。因此很有可能假設(shè)非洲象的皮膚裂縫是由皮膚收縮產(chǎn)生的。然而，瑞士團(tuán)隊(duì)進(jìn)行的計(jì)算機(jī)模擬表明，收縮會(huì)產(chǎn)生不均勻的裂縫分布，這些裂縫會(huì)在乳突上傳播，而真皮上的裂縫幾乎完全沿著波谷出現(xiàn)，拒絕了“收縮開(kāi)裂”的假設(shè)。另一方面，
        

        發(fā)育生物學(xué)的一個(gè)重點(diǎn)是描述異質(zhì)組織分化和生長(zhǎng)如何通過(guò)全身的差異基因表達(dá)控制形式和形狀。然而，復(fù)雜的形態(tài)也可能出現(xiàn)由粘附組織層之間的不匹配生長(zhǎng)引起的機(jī)械不穩(wěn)定性(褶皺，皺紋)。著名的例子是腸道的循環(huán)和大腦皮層的折疊。雖然裂縫是另一種類型的機(jī)械不穩(wěn)定性，但在非生物材料中是常見(jiàn)的，它在生物系統(tǒng)中普遍存在。幾年前，Milinkovitch的實(shí)驗(yàn)室展示了鱷魚頭鱗片通過(guò)皮膚折疊形成的模式，它們的傳播動(dòng)力和多邊形圖案形成類似于干燥泥漿中的裂縫。這里，
        

        大象幫助理解人類病理學(xué)
        

        非洲象角質(zhì)化表皮的增厚是由于其基部形成與其在皮膚表面脫落之間的不平衡。引人注目的是，瑞士團(tuán)隊(duì)表現(xiàn)出非洲大象的正常皮膚形態(tài)與受尋常魚鱗病影響的人類之間的強(qiáng)烈相似性，這是一種常見(jiàn)的遺傳疾病(影響約250人中的1人)，已知會(huì)影響脫屑(脫落皮膚)和導(dǎo)致干燥，鱗狀皮膚。如果通過(guò)詳細(xì)的分子和細(xì)胞生物學(xué)比較驗(yàn)證，這種等效性將在人類病理狀況和標(biāo)志性的厚皮動(dòng)物物種的皮膚之間形成顯著的聯(lián)系。“
        
			

			
          
        
			
        
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