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动物的防晒秘诀!

作者: 来源:wbtt 2019-06-26 18:54:51

​​撰文:Lynne·Lee 动物的防晒秘诀 对于包括人类在内的许多动物来说,懒洋洋地躺在阳光下可能是生活中最美好的时光之一。但不幸...

​​撰文:Lynne·Lee


动物的防晒秘诀


  对于包括人类在内的许多动物来说,懒洋洋地躺在阳光下可能是生活中最美好的时光之一。但不幸的是,这样的消遣是有代价的;如果你在海滩旅行中忘记涂防晒霜,可能就会造成晒伤。晒伤是由于过度暴露在紫外线(通常为日光)下而导致的射线烧伤。虽然最容易受到紫外线伤害的是我们当中肤色较浅的人群,但动物也同样有被晒伤的风险。如果这种情况是可能存在的,很多野生动物,从鱼类到河马,既不需要购买防晒产品,也不必记得涂防晒霜以保护自己的皮肤,那么为什么我们却极少见到动物被晒伤呢?

  墨西哥克雷塔罗自治大学的分子流行病学家卡琳娜•阿塞维多•怀特豪斯(Karina Acevedo-Whitehouse)称,“如果以这种方式来思考:就我们的星球而言,太阳永远存在在那里,所有的生物个体都曾接触过它。”所以,这是太阳对动物施加的一种选择压力,引发了许多自我防护的方法。


  其中一些方法是非常显而易见的:例如许多动物的毛发、羽毛及鳞片在阳光和皮肤之间形成了一道屏障。这些适应性非常有效地抵抗了紫外线,以至于只有在人类干预时,才会使其效果受到影响。例如家猪,它们的毛发比较少,相对其野生近亲更容易受到紫外线的伤害。而无毛、无鳞的动物必须依靠其他方式来自我保护。大象和犀牛不仅有相对更厚的皮肤;此外它们还会在身体上裹上泥浆,以制造出一种最基本的防晒霜。其中大象的皮肤虽然很坚硬,但却很敏感。如果没有定期通过泥浆浴来保护其皮肤避免因紫外线、蚊虫叮咬及水分流失所带来的伤害,大象的皮肤就会受到严重的损害。沐浴后,大象通常会用鼻子将尘土喷到身上,然后使其干燥,形成一层保护壳。大象很难通过皮肤释放热量,因为它们的皮肤表面积与自身体积比很低,比人类小很多倍。当条件极端时,大多数动物会撤退到树荫处或躲避在洞穴中。Acevedo-Whitehouse在接受采访时表示:“所有这一切都在帮助动物应对晒伤,所以我们在这些物种身上看不到太多晒伤的状况。”


斑马鱼斑马鱼


“防晒基因”


  发表在科学期刊《eLife》中的一项研究发现,一些鱼类、鸟类、两栖动物和爬行动物具有生成Gadusol的基因,Gadusol是一种可以起到防晒作用的化合物。“Gadusol能够吸收紫外线辐射,特别是UVB(紫外线B),并将其作为热量消散,”该研究负责人、俄勒冈州立大学药物化学教授Taifo Mahmud表示。现在科学家们正在研究人类如何利用这种特性来保护我们的皮肤。除哺乳动物以外的大多数脊椎动物都具有用来生成Gadusol的基因,但为什么人类和其他哺乳动物不能生成Gadusol?“有人提出,早期哺乳动物大多是夜行动物。“但这是导致它们失去这种因的原因吗?我们并不知道,”Mahmud表示。


  2014年发表在科学期刊《当代生物学》上的一项研究报告称,虾蛄(Stomatopoda)的眼睛含有一种被称为MAAs的色素,被称为“大自然的防晒霜”。然而,虾蛄所拥有的色素还有另一个作用:它们作为强大的过滤器,帮助甲壳类动物拥有难以置信的敏锐视觉。虾蛄具有已知动物中最复杂的视觉系统,它们的眼睛几乎能够完美地支持从近紫外到红外之间的整个可见光光谱。


  斑马鱼(Danio rerio)是一种研究程度较高的实验室物种,Taifo Mahmud和他的同事们之前分析了鱼类的基因组,发现了与制造这些化合物有关的基因。随后他们对斑马鱼的胚胎进行了研究,发现其提取物也含有防晒成分Gadusol。斑马鱼所生成的Gadusol甚至可以帮助科学家为人类制造更好的防晒霜。同样,在斑马鱼中,Gadusol可能扮演着多种角色,其中包括“完成胚胎发育所需的一些功能,”研究合作者、俄勒冈州立大学分子毒理学教授Robert Tanguay说。该团队还在继续调查其他可能的作用。海洋上层以及驻礁的海洋生物常常受到强烈且持续的阳光照射,Gadusol及其相关化合物还具有保护DNA免受紫外线伤害的功能,因此具有重要的科学价值。


  非洲肺鱼(Protopterus annectens)自体不能生成防晒霜,但它们知道如何保持凉爽:当旱季来临时,它们会把自己束在茧中。在炎热的季节,一些鱼类会进入一段夏眠期,在此期间这些鱼类的生命活动会处于极度降低的状态。

  不甘示弱的哺乳动物也发展出了复杂的保护机制,它们可以生成自己的SPF(日光保护系数)防晒。据2004年发表在《自然》杂志上的一项研究表明,河马(Hippopotamus amphibius)的皮肤汗腺能够分泌一种天然的红色防晒物质。这种分泌物有时被称为“血汗”,但它既不是血也不是汗。这种分泌物最初是无色的,几分钟内就会变为橘红色,最终呈现棕褐色。我们在这种分泌物中发现了两种不同的色素,一种是红色的河马汗酸,它含有抗生素,可作为抗菌剂。另一种是橙色的去甲河马汗酸,能够吸收紫外线。这两种色素都是强酸性化合物,两者共同作用,能够保护非洲哺乳动物免受细菌感染,并且在紫外线波长范围内达到光吸收的峰值,从而达到防晒的效果。所有的河马,即便是那些饮食结构不同的河马,都会分泌这种色素,所以食物可能并不是该色素的主要来源。但是如果河马的皮肤长时间不接触水,它们的皮肤仍会开裂,因为这种天然的“防晒霜”并不能防止皮肤干裂。其他哺乳动物则把防晒的重点放在身体最脆弱的部位。例如,长颈鹿的舌头呈紫黑色,因其产生了更多具有保护作用的黑色素,使大部分时间都暴露在阳光下的舌头受到一定的保护。


摄影:Leighton Lum,你来掌镜YOURSHOT摄影:Leighton Lum,你来掌镜YOURSHOT

那么,动物会被晒伤吗?


  当然会。Acevedo-Whitehouse称,“海洋哺乳动物,特别是鲸豚类动物(鲸、海豚及鼠海豚)就是例外,因为它们既没有毛发;也没有鳞片。”2013年发表在科学期刊《科学报告》上的一项研究表明,Acevedo-Whitehouse和她的同事们从蓝鲸(Balaenoptera musculus)、抹香鲸(Physeter macrocephalus)和长须鲸(Balaenoptera physalus)在跨洋迁徙时的背部皮肤样本中,发现了它们在水面呼吸和社交时有被晒伤的迹象。但重要的是他们发现鲸鱼有专门的机制来帮助它们抵抗晒伤。她说:“鲸豚类动物的适应能力普遍表现在它们似乎非常善于修复损伤。”


  一些鲸鱼产生的色素使其皮肤变黑,它们就以此来保护皮肤;还有一些基因会引发皮肤的保护性应激反应。甚至有些鲸鱼已经形成了一层坚硬的角质化皮肤来保护下方脆弱的皮肤。Acevedo-Whitehouse说:“我们很高兴地看到,并没有在鲸鱼身上发现皮肤癌的证据。”现在,他们正试图准确地理解这些修复机制的运作原理。


  从自身保护层,到自制的防晒霜,再到快速愈合,这些动物有一天也许会为我们提供拯救自身皮肤所需的灵感与线索。​​​​

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