非洲大象如何破坏它的皮肤以冷却

一个错综复杂的小缝隙网络装饰着非洲丛林大象的皮肤表面。通过保留水和泥，这些微米宽的通道极大地帮助大象调节体温，保护皮肤免受寄生虫和强烈的太阳辐射。今天，日内瓦大学(UNIGE)，瑞士和瑞士生物信息学研究所(SIB)的研究人员在“ 自然通讯 ”杂志上报道，非洲象皮肤通道是脆性和脱屑缺乏的最外层皮肤层的真正骨折。科学家表明，大象角化过度的皮肤在毫米级的高度上生长，由于弯曲引起的局部机械应力导致骨折。

众所周知，非洲大象喜欢沐浴，喷洒和泥泞。这些行为不只是为了好玩。事实上，非洲大象缺乏汗液和皮脂腺，使许多其他哺乳动物能够保持皮肤湿润而有弹性。此外，由于它们巨大的体型和温暖干燥的栖息地，非洲大象只能通过蒸发它们收集在皮肤上和皮肤上的水来避免过热。通过用泥土覆盖自己，非洲大象也可以避免无情寄生虫的袭击和皮肤过度暴露于太阳辐射。对非洲大象皮肤进行非常仔细的检查表明，除了其特有的皱纹之外，外皮还被一个相互连接的微小裂缝的错综复杂的网络所深深地雕刻。这种数百万个通道的精细图案可以防止涂抹泥浆脱落，并且可以比平坦表面扩散和保留5到10倍的水。

感谢瑞士，法国和南非的科学家和博物馆提供的皮肤样本，由UNIGE科学学院遗传学和进化系教授Michel Milinkovitch领导的多学科团队，SIB瑞士生物信息学研究所的组长，今天显示非洲象皮肤通道是由局部弯曲应力引起的真正裂缝，因为表皮过度角化，脱落缺乏，并且在皮肤毫米高度的晶格上生长。使用自定义计算机模型，Antonio Martins，Ph.D。Milinkovitch实验室的学生表明，这三个参数的组合足以导致机械弯曲应力在皮肤逐渐变厚期间积聚在皮肤高度之间，直到形成裂缝。

弯曲而不是拉伸开裂

非洲象皮肤上的裂缝图案的视觉方面与干燥泥浆，受损沥青，地球和火星的极地景观以及壮观的地质构造中的拉伸应力引起的裂缝具有惊人的相似性。北爱尔兰巨人堤道的玄武岩柱和加利福尼亚东部的魔鬼驿站。因此很有可能假设非洲象的皮肤裂缝是由皮肤收缩产生的。然而，瑞士团队进行的计算机模拟表明，收缩会产生不均匀的裂缝分布，这些裂缝会在乳突上传播，而真皮上的裂缝几乎完全沿着波谷出现，拒绝了“收缩开裂”的假设。另一方面，

发育生物学的一个重点是描述异质组织分化和生长如何通过全身的差异基因表达控制形式和形状。然而，复杂的形态也可能出现由粘附组织层之间的不匹配生长引起的机械不稳定性(褶皱，皱纹)。着名的例子是肠道的循环和大脑皮层的折叠。虽然裂缝是另一种类型的机械不稳定性，但在非生物材料中是常见的，它在生物系统中普遍存在。几年前，Milinkovitch的实验室展示了鳄鱼头鳞片通过皮肤折叠形成的模式，它们的传播动力和多边形图案形成类似于干燥泥浆中的裂缝。这里，

大象帮助理解人类病理学

非洲象角质化表皮的增厚是由于其基部形成与其在皮肤表面脱落之间的不平衡。引人注目的是，瑞士团队表现出非洲大象的正常皮肤形态与受寻常鱼鳞病影响的人类之间的强烈相似性，这是一种常见的遗传疾病(影响约250人中的1人)，已知会影响脱屑(脱落皮肤)和导致干燥，鳞状皮肤。如果通过详细的分子和细胞生物学比较验证，这种等效性将在人类病理状况和标志性的厚皮动物物种的皮肤之间形成显着的联系。“

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