Почему в воде морщатся пальцы: реакция организма на влагу. Почему кожа морщится от воды - разрушение мифов

• Внешние ссылки откроются в отдельном окне О том, как поделиться Закрыть окно

Правообладатель иллюстрации Getty Images

Вы когда-нибудь задумывались о том, почему в воде наша кожа морщится только на пальцах? Обозреватель исследует возможные ответы на этот вопрос.

Участки кожи, лишенные волос, по-особому реагируют на воду. В отличие от других частей тела, кожа на пальцах рук и ног, ладонях и ступнях после пребывания в воде становится сморщенной. Как правило, для этого хватает пяти минут.

Но почему этот феномен затрагивает только указанные участки кожи?

Бытует мнение, что это результат биохимической реакции, осмотического процесса, при котором из кожи "вымываются" определенные вещества, и она деформируется.

Однако уже сто лет назад ученые знали, что эта любопытная реакция не является простым рефлексом или результатом осмоса .

Хирурги заметили, что если в пальцах повреждены определенные нервы, то кожа на них не морщится.

Таким образом, бугорки на пальцах - это признак того, что нервная система не повреждена.

Ученые даже предложили использовать эту реакцию для проверки того, насколько хорошо функционирует симпатическая нервная система пациентов, если на иные воздействия они не реагируют.

Правообладатель иллюстрации Getty Images Image caption Обычно кожа начинает морщиться примерно через пять минут пребывания в воде

По всем этим вопросам научное сообщество уже достигло консенсуса. Тем не менее споры о происхождении этой реакции и о том, является ли она результатом приспособления, все еще продолжаются.

Нейробиолог Марк Чангизи из исследовательской лаборатории 2AI Labs уверен в том, что это результат адаптации. В качестве примера можно рассмотреть протектор шины.

На сухой дороге лучшее сцепление обеспечивают гладкие шины. Именно поэтому в гоночных автомобилях, как правило, используют шины без канавок. Однако во время дождя шины с протектором незаменимы.

Таким образом, пальцы с морщинками и бугорками лучше всего удерживают и сухие, и мокрые предметы.

В 2011 году Чангизи и его коллеги нашли доказательство того, что сморщенные пальцы играют роль своеобразного протектора

Тем не менее очень сложно доказать, что та или иная биологическая особенность является результатом приспособления, а определить причины ее возникновения может быть еще труднее. Ученым остается только искать подсказки и строить предположения о том, что является результатом адаптации, а что нет.

В 2011 году Чангизи и его коллеги нашли доказательство того, что морщинки на пальцах играют роль своеобразного протектора.

Другими словами, эти морщинки, возникающие в результате воздействия воды, можно сравнить с бассейном реки, где множество мелких потоков объединяются в более крупные каналы, впадающие в речное русло, или с деревом, где мелкие веточки растут на крупных ветвях, которые, в свою очередь, берут свое начало в стволе.

При этом участки суши между каналами и ручьями не соединены между собой.

Чтобы проверить, обладают ли сморщенные пальцы приматов строением, схожим с речным бассейном, Чангизи и его коллеги проанализировали фото 28 пальцев, принадлежавших разным людям.

Они действительно обнаружили сходство этих расходящихся в разные стороны и не пересекающихся канавок с речной сетью.

Ученые также пришли к выводу, что расположение складок подчиняется определенной логике. Река собирает воду, в то время как канавки на сморщенном пальце призваны отводить ее.

"При нажатии подушечкой пальца на мокрую поверхность вода стекает по каналам, обеспечивая оптимальный контакт пальца с поверхностью", - пишут ученые.

Следует учесть еще один факт: морщинки появляются только по истечении пяти минут непрерывного соприкосновения с водой.

Правообладатель иллюстрации Thinkstock Image caption Зачем же нам эти бугорки и морщинки?

Это означает, что для начала этого процесса случайного контакта с водой недостаточно, и эта особенность организма становится полезной только в дождливую или влажную погоду.

Кроме того, реакция намного быстрее протекает в пресной, а не в соленой воде. Это может указывать на условия, в которых мы эволюционировали в приматов.

Возможно, неровности на пальцах и не имеют прямого отношения к эволюционным процессам, связанным с улучшением захвата, однако пальцы с морщинками с этой задачей все же справляются лучше.

Так, исследование, проведенное британскими нейробиологами в 2013 году, показало, что бугорки на подушечках пальцев помогают крепче удерживать мокрые предметы.

В ходе эксперимента 20 человек перемещали 45 предметов различных размеров - стеклянные шарики и рыболовные грузила - из одного контейнера в другой.

Чангизи считает, что бугорки на коже полезны для поддержания тела в равновесии

В некоторых случаях предметы были сухими, а пальцы участников - гладкими или сморщенными. В других - предметы были погружены в воду.

Ученые обнаружили, что участники со сморщенными пальцами быстрее перемещают предметы под водой, а сухие предметы - с такой же скоростью, как и остальные.

Тем не менее схожее исследование немецких ученых в 2014 году показало обратное.

Исследователи попросили 40 человек переместить 52 стеклянных шарика и игральных кубика различных размеров и массы из одного контейнера в другой.

Все участники - и с гладкими, и со сморщенными пальцами - перемещали сухие и мокрые предметы и показали примерно одинаковые результаты.

Группа тайваньских исследователей провела серию собственных экспериментов с участием мужчины 24 лет.

Они измерили трение кожи его пальцев, соприкасавшейся с ровной поверхностью в гладком и сморщенном состоянии, а также силу его рук при скольжении по бруску. Они также оценили способность испытуемого сжимать пружину.

Как ни странно, они обнаружили, что все упражнения были выполнены хуже, когда кожа на пальцах была сморщенной.

Правообладатель иллюстрации Getty Images Image caption Появление бугорков на коже под воздействием воды - естественный процесс

Что же из этого следует? Независимо от того, является ли неровная кожа рук продуктом эволюции или нет, вряд ли лабораторные условия подходят для подобных испытаний.

Чангизи считает, что бугорки на коже нужны для поддержания тела в равновесии, а не для манипуляций с мелкими предметами.

"Чтобы провести действительно показательный эксперимент, нужно попросить участников хвататься за деревья или более тяжелые предметы, а не за маленькие шарики", - говорит он.

Эксперт отмечает, что при перемещении шариков между контейнерами отсутствует риск скольжения по воде.

В то же время важно оценить влияние неровностей на коже на двигательную активность человека, а не на ловкость его рук.

Какой же эксперимент он считает идеальным? Например, можно привлечь к исследованию паркурщиков - городских акробатов, которые смогли бы показать свои трюки с разным состоянием кожи и в разных погодных условиях.

"Разумеется, следует позаботиться об их безопасности", - добавляет он.

Когда мы купаемся в ванной, принимаем душ, освежаемся в речке, озере или море, мы замечаем, что наши пальцы становятся сморщенными. Многих людей пугает этот факт, однако ничего страшного в нем нет. Существует несколько гипотез, которые объясняют, почему в воде морщатся пальцы.

Первая гипотеза

Долгое время ученые думали, что на пальцах образуются складки только из-за того, что кожа контактирует с влагой. Ответом на вопрос о том, почему в воде морщатся пальцы, была версия о том, что кожные покровы способны впитывать жидкость. Эта особенность обусловлена тем, что кровеносные сосуды сужаются под горячей водой.

Гипотеза потерпела поражение, поскольку она не объясняет того, почему наши пальцы сморщиваются от воды, если она прохладная или холодная. Также было установлено, что если нервы перерезаны, то кожа также остается гладкой. Из-за этого открытия гипотезу признали ложной.

Биологические причины сморщивания пальцев

Существует и биологическое объяснение того, почему в воде морщатся пальцы. Дело в том, что при контакте с водой смываются масла, которые призваны защищать дерму от механических повреждений. Вследствие этого верхний слой эпителия деформируется, и образуются глубокие морщины.

Нижний слой кожных покровов не впитывает влагу, поэтому он не разбухает и не меняет свою структуру.

Почему пальцы не разбухают

А вот почему в воде быстро морщатся пальцы, а не разбухают, ведь это было бы логичнее? Дело в том, что наш организм на 70 % состоит из воды. Защитные масла, которые присутствуют на коже, обеспечивают сохранность этой жидкости. Без них тело потеряло бы влагу, а при погружении в воду обезвоживание происходило бы гораздо быстрее.

Когда мы купаемся, масла смываются. Вода начинает просачиваться наружу. Мембраны становятся пустыми, поэтому они сворачиваются и... образуют морщины.

Мы замечаем, что пальцы при погружении в воду становятся похожими на сухофрукты, однако другие части тела остаются в обычном состоянии. Это связано с тем, что на последних присутствуют дополнительные сальные железы. Они вырабатывают защитное масло практически с такой же скоростью, как вода смывает его. Поэтому жидкость просто не успевает покинуть организм, мембраны остаются полными, следовательно, кожа не сморщивается.

Биологическая особенность человеческого организма должна подкрепляться научным объяснением. Недавняя теория, объясняющая, почему в воде морщатся пальцы, связана с эволюцией.

Эволюционная теория образования морщин на пальцах

Английские ученые исследовали данное явление очень долго. В итоге, перебрав всевозможные гипотезы, они пришли к выводу, что пальцы при контакте с водой морщатся вследствие эволюции.

Изучив фото сморщенных пальцев многих людей, ученые обнаружили, что рисунки на них идентичные, а расположение складок всегда одинаково. Позже экспериментальным путем было выявлено, что такое строение помогает гораздо эффективнее удерживать мокрые предметы. То есть при погружении в воду наш организм подстраивается под эту среду обитания.

Проанализировав исторический аспект, ученые решили, что первобытным людям морщинистые пальцы были просто необходимы для выживания. Древний человек постоянно контактировал с водой. Он ловил рыбу, был вынужден охотиться в дождливую погоду и плавать, чтобы укрыться от хищников. Если бы пальцы оставались гладкими, это усложняло бы процесс охоты и рыбалки, поскольку орудия постоянно выпадали бы из рук.

Такой ответ на вопрос о том, почему после воды морщатся пальцы, сейчас является самым распространенным.

Также покрываются морщинами при контакте с влагой. Объяснение этому явлению аналогично предыдущему. Чтобы лучше понять механизм такого явления, ученые рекомендуют нам вспомнить... автомобильные шины. Когда идет дождь, земля становится мокрой. Протектор обеспечивает хорошее сцепление с дорогой. Так и в природе. Если бы подошва ног была совершенно гладкой, то первобытный человек постоянно бы поскальзывался и падал, что само по себе обрекает его на смерть во время побега от врага.

Неразрешенные задачи

Ученые все еще озадачены вопросом о том, почему морщины на пальцах, которые так необходимы для выживания, не остались навсегда, вне зависимости от влияния воды, ведь это было бы логично. Исследования, которые касаются этого явления, все еще продолжаются. Но ученые уже выдвинули одну гипотезу. Они считают, что морщины на пальцах притупляют чувствительность. Определение свойств предметов на ощупь стало бы проблематичным действием. Такая теория действительно правдоподобна, но чтобы ее доказать, ученые проводят дополнительные исследования и ставят эксперименты.

Таким образом, в том, что при контакте с водой сморщиваются пальцы, нет ничего страшного и удивительного. Это естественная реакция организма на влагу, поэтому не стоит бояться такого явления.

Как ни забавно это звучит, но сморщиванием пальцев и разгадкой того, что кроется за этой особенностью, занимается серьезная наука.

Если Вы хоть раз проводили много времени в бассейне, в море или, в расслабляющей горячей ванне, Вы, наверняка, знакомы с феноменом сморщенных пальцев. Хотите - верьте, хотите - нет, но ученые бьются над разгадкой этого феномена уже десятилетия, пытаясь выяснить, почему же, пальцы на руках, а иногда и на ногах сморщиваются после долгого пребывания в воде.

Кожа пропитывается водой?

Одна из самых распространенных теорий состоит в том, что кожа сильно пропитывается водой. Согласно данным Библиотеки Конгресса (национальной библиотеки США ), эпидермис или внешний слой кожи, состоит из мертвых клеток кератина, которые впитывают влагу, при погружении в воду на длительное время. Впитывание влаги приводит к тому, что клетки набухают и внешний слой кожи расширяется, но поскольку они соединены с нижними слоями кожной ткани, не обладающей способностью расширяться, внешний слой кожи сморщивается, компенсируя этим свою увеличившуюся площадь поверхности. Происходит что-то вроде того, когда Вы пытаетесь надеть огромную простыню на двуспальный матрас – лишний материал за неимением места, неравномерно сбивается в кучи на поверхности.

Однако этот феномен затрагивает только пальцы рук и ног - почему же все Ваше тело не сморщивается?
Ученые говорят, это потому, что наши руки и стопы обладают самым толстым эпидермисом на теле и, соответственно, в них больше клеток кератина, впитывающих воду. Кстати, Ваши ногти также содержат кератин, именно поэтому после ванны, или после того как Вы помоете посуду они становятся мягче обычного.

Для чего нужно сморщивание?

Проблема вышеупомянутой гипотезы в том, что она не учитывает тот факт, что пальцы рук и ног не сморщиваются, если их нервные окончания были повреждены, в результате травмы , или, например, в результате осложнений при сахарном диабете . Это может объясняться другой теорией, которая предполагает, что сморщивающийся эффект - это не результат насыщения кожи водой, а скорее, это реакция центральной нервной системы – «классическая механическая проблема », как назвал ее в одном из своих интервью инженер биомеханик Колумбийского Университета, доктор философии Кси Чен .

Теория механики основывается на концепции вазоконстрикции - сужении кровеносных сосудов. В сущности, когда пальцы погружены в горячую или холодную воду, нервные окончания подают сигналы, которые заставляют кровеносные сосуды сжиматься и ткань под кожей стягиваться. Это, в свою очередь, заставляет внешний слой кожи собираться в складки, в результате чего кожа морщится.

Однако недавно проведенные исследования предлагают, что существует еще одна версия сморщивания пальцев. Нейробиолог Марк Чангизи и его команда из 2AI Labs , города Бойсе, Айдахо работают над тем, чтобы доказать свою теорию. Согласно их теории, сморщивание пальцев не является результатом дерматологических причуд, скорее, это генетический эквивалент дождевых протекторов – функциональных канавок на автомобильных шинах и на обуви, способствующих лучшей силе сцепления в мокрую погоду. Чангизи верит, что эти, так называемые «протекторы» на руках и ногах были вложены в ДНК на протяжении веков для улучшения способности сцепления конечностей с различными поверхностями у наших предков.

«Наши морщащиеся пальцы - это важнейшая особенность, которая досталась нам в наследство от наших предков приматов », - написал Чангизи в своей статье. «В тот момент, когда у наших предков приматов на пальцах появились ногти вместо когтей, «протекторы» стали их необходимой заменой ».

В поддержку этой теории, Чангизи и его команда проанализировали 28 фотографий с образцами сморщенных пальцев. На всех 28-ми образцах морщинки формировали вертикальные каналы, служащие для отвода воды с кончиков пальцев.

«Для того чтобы рукой ухватиться за влажную поверхность без опасности аквапланирования, необходим способ эффективного удаления воды между кожей и поверхностью, за которую пытаешься уцепиться », - объяснил он. «Как известно, лучший способ для быстрого перемещения воды, это каналы ».

Необходимо провести больше исследований, чтобы доказать гипотезу Чангизи , но он уже работает над следующими изучениями. В списке следующих задач - проверить достоверность того, что сморщивание способствует лучшему сцеплению, а также проверить, если у млекопитающих во влажном климате, более вероятно сморщивание пальцев, чем у млекопитающих в сухих местообитаниях.

Если теория подтвердится, то мы можем использовать свойство сморщенных пальцев для улучшения существующих технологий изготовления протекторов для автомобильных шин и обуви.

«Это далеко не досадное недоразумение природы », - написал Марк Чангизи , «сморщивание пальцев - это еще одно завещание совершенства биологии ».

Всем известно, что после принятия ванны кончики пальцев морщатся. Почему?

Кратким ответом может служить следующий: этот вид морщин возникает из-за деформации верхнего слоя кожи и исчезновения защищающих ее естественных масел. По словам доктора Марианны О"Донохью, профессора дерматологии Чикагского университета Раш, когда мы погружаемся в ванну, "верхний слой кожи впитывает много воды. Нижний слой не способен увеличиваться, поэтому верхний вынужден сморщиваться, образуя складки. К счастью, этот эффект обратим".

Но вы можете задать и другой вопрос: почему мы морщимся, как старый высохший плод, а не разбухаем, как губка? Дело в том, что без масла, защищающего нашу кожу, ладони рук и ступни ног обезвоживались бы, погружаясь в воду, а не наоборот. Происходит это так.

Примерно 75% нашего тела составляет вода. Этот процент варьируется в зависимости от количества жира, который содержится в тканях организма. Обезвоживание происходит, когда защитные масла смываются с поверхности кожи. Вода начинает просачиваться из клеток наружу. Эти клетки обладают полупроницаемыми мембранами, а это значит, что они легко отдают воду, но не способны так же легко ее впитывать. Если кожа теряет масло, после 15 минут пребывания в воде клеточные мембраны открываются наружу, вода покидает клетки и образуются морщины.

Кончики пальцев и ладони морщатся быстрее, чем тыльная сторона рук, поскольку в ней находятся дополнительные сальные железы. Эти железы постоянно пополняют запасы защитного масла, делая это почти с той же скоростью, с которой его смывает вода7.

Нас с детства интересовало, почему кожа морщится от воды. Временами нам нравилось после ванны рассматривать свои пальцы. Родители отвечали просто - пальцы впитали воду, вот и стали такими. И мы им верили. Но оказывается, что не все так однозначно. Ведь почему-то не сморщиваются другие части кожи? Было бы логично, что и они должны впитывать воду. Но этого не происходит. В данной статье мы постараемся разобраться в причинах такого поведения нашей кожи.

Итак, каковы причины данных изменений в наших пальцах после длительного нахождения в воде? Причиной всему является эволюция. Оказывается, что данное приспособление оказалось очень полезно древнему человеку. В некоторых случаях только оно позволяло ему выжить или хотя бы просто несколько улучшить качество жизни.

Данную теорию предложил Том Смалдерс. Это человек, занимающийся эволюционной биологией. Так что данная тема ему не чужда. Он говорит, что никакого впитывания воды кожей не происходит. Вернее, оно бывает. Но причиной сморщенных пальцев является не это. Просто когда мы долго держим пальцы во влажной среде, сосуды на их концах сужаются. Это и приводит такому эффекту.

Как это помогало выжить?

Роль этой особенности оказалась неоценимой. Человеку в древности приходилось очень много иметь дела с мокрыми предметами. И благодаря такой сморщенной коже можно обеспечить более мощный хват. Например, человек поймал рыбу. Она очень скользкая. Но благодаря такой адаптации ее можно держать в руке. Вообще оно помогает в многих случаях:

• Когда приходится рыться в мокрой траве. Там можно найти немало вкусных плодов или, например, срывать съедобные грибы.
• Охота. Когда человек охотится, ему нужно держать орудие. И данное приспособление помогает во время дождя сделать удачный бросок. И попасть в добычу удается значительно легче.

Вот такая польза. Так что это свойство помогает и нам сейчас. Пример очень простой. Когда мы в ванной, нам нужно взять мыло. Оно же скользкое. И шершавая кожа помогает решить данную проблему. Оно не выскальзывает из рук, и мы можем нормально помыться. Так что назвать данную особенность концов наших пальцев рудиментарной никак нельзя.

Почему пальцы не сморщены постоянно?

Почему кожа морщится от воды, а не находится в данном состоянии вечно? Эта адаптация крайне важна. Здесь мнения ученых расходятся. Но наиболее вероятным является только одно из них. Дело в том, что при сморщивании пальцев значительно хуже питаются нейроны, а рецепторы, находящиеся на концах, прячутся за складками кожи. Следовательно, существенно падает тактильная чувствительность, которая в норме помогает нам в огромном количестве жизненных ситуаций. Вот только некоторые из них:

• Ощущение температуры.
• Понимание текстуры объектов.
• Понимание их остроты.

Так что если данная адаптация была бы постоянной, а не только реализовывалась под действием воды, то слепые люди не могли бы, например, читать. Это только некоторые из сфер. Данная адаптация имеет исключительно положительный оттенок.

Полностью ли был данный вопрос исследован?

А пока мы ждем новых комментариев со стороны ученых. Но в ближайшее время они не последуют, так как есть вопросы более важные, чем почему кожа морщится от воды. Временами ученые совершают интересные открытия попутно. Цели не устанавливаются, но при этом мы узнаем что-то новое. Скорее всего, ответ на данный вопрос ученые также нашли случайно.

Так что еще есть куда стремиться. Важно понимать, что хоть сейчас в науке доминирует данное мнение, оно может измениться. Раньше же люди считали, что просто вода впитывалась пальцами.

Использование преимуществ, которые имеют сморщенные пальцы, в науке и производстве

Выявленная особенность уже помогла в науке и при производстве обычных вещей. Впрочем, вряд ли именно информация о том, почему руки от воды морщатся, подтолкнула к данным разработкам, но у них тот же принцип. Что лежит в основе отсутствия скольжения? Правильно, Она была открыта физиками очень давно. И ее применение найдено в огромном количестве производимых товаров:

• Шины. Их задачей как раз и является обеспечение плотного соприкосновения машины с мокрой поверхностью. Если посмотреть на их поверхность, то она очень напоминает сморщенность наших пальцев. Разве нет?
• Подошва обуви. Естественно, далеко не каждая обувь делается похожей на сморщенные от воды пальцы. Но если речь идет о зимнем варианте, то принцип тот же самый. Также это касается тапочек для бассейна. Там пол мокрый, поэтому нужно обеспечивать максимальное сцепление подошвы с его поверхностью. Поэтому морщится кожа на пальцах ног. Там задача также очень проста - не поскользнуться. Естественно, данная задача голыми ступнями выполняется не настолько хорошо. Но это уже что-то.

Мы разобрали самые простые примеры, которые лежат на поверхности при анализе принципа действия рассмотренного явления. На самом деле существует огромное количество других сфер его применения.

Выводы

Мы разобрались, почему морщится кожа рук и ног при контакте с водой. Оказывается, что миф, в который мы все верили, просто рассыпается при ближайшем рассмотрении. Но данная версия того, почему кожа морщится от воды, значительно более логична. Посмотрим, что скажут нам ученые. А пока давайте заниматься полезными вещами. Любопытство любопытством, но знать правду все же нужно. Иначе никогда не будет у вас абонемента в бассейн, и вы не испытаете данного эффекта на себе.