三伏天防晒福利!这种凝胶可抵御强紫外线,竟是从鱼身上提取!

出品:科普中国

制作:涂防晒霜的鱼

监制:中国科学院计算机网络信息中心

炎热的夏日,呼吸的空气都是炙热的,灼烈的阳光除了会让你流汗之外,还会让你皮肤变黑,甚至晒伤。这时候你会想,我要是其他动物就好了,不用涂防晒霜,也不用打遮阳伞。然而,实际情况恐怕和你想象的不太一样。

晒伤其实就是光毒性反应,在灼热阳光照射下,尤其是波长为290~320 nm 的紫外线,如果没有保护,大部分动物都会出现皮肤的灼伤,具体表现为红斑、灼热、瘙痒、疼痛,甚至出现水疱。

在阳光下晒了几个小时后,被晒伤了(图源: Wikipedia)

也就是说,晒伤这件事,人和动物之间并没有区别,只要机体细胞受到紫外线的照射,就有可能会造成机体细胞内氧自由基增加,皮肤就会出现损伤。

但为什么我们没有经常看到被晒伤的动物呢?这与动物进化机制和自我保护有关。

因为人类经过数万年的时间,由于不再需要和危机重重的大自然正面对抗,体表原来长而厚的毛发逐渐变成了短小的汗毛,虽然这个进化利大于弊,但也将人类的细皮嫩肉暴露了出来。而对于其他动物来说,它们并没有防晒霜,也没有遮阳伞,更没有空调房,所以它们要面对烈日的压力更大,也进化出更多抵抗晒伤的机制。

其中的一些机制是显而易见的:比如前文提到的长长的毛发,此外鸟类还有轻盈的羽毛,爬行类动物则有结实的鳞片,这些都形成了阳光和皮肤之间的屏障。

然而,只有当人类对动物的进化进行干预时,也就是驯化,才会削弱这种适应能力。例如,经过人类驯化的猪,有更少的毛发,但同时,和那些没有经过驯化的野猪相比,也更容易晒伤。同理,刚刚被剃毛的羊羔也容易被晒伤。

(图源:pixabay)

那么,天生没有毛发和鳞片的动物是怎么保护自己的呢?

以大象和犀牛为例,它们不仅天生皮厚肉糙,还会在泥地里打滚,或者在身体上覆盖尘土,这就相当于一层"防晒霜"。

正在往身上覆盖防晒霜的"大象" (图源:livekindly)

另外,在阳光非常强烈时,许多动物会躲到阴凉地或者洞穴之中。正因为动物有这些自我保护措施,所以我们平时并不会经常看到被晒伤的动物。

既然动物这么注意保护自己,它们肯定不会被晒伤了吧?

答案当然是否定的。哪怕是身居水下的动物,其实也会被晒伤。海洋哺乳动物,尤其是鲸目类动物(鲸鱼、海豚和鼠海豚)最为严重,因为它们既没有皮毛,也没有鳞片。

三条被晒伤的海豚 (图片来源:WDC/CHARLIE PHILLIPS)

根据一项2013年发表在《科学报告》杂志的研究,科学家通过对海洋中的蓝鲸、抹香鲸和长须鲸背部皮肤采样,结果显示当鲸鱼在海面上呼吸和群体交互时,它们的皮肤就会被晒伤,严重的甚至出现溃烂、起泡。

被晒伤的鲸鱼(图源:WDC/CHARLIE PHILLIPS)

晒伤的海豚(图源:UNIVERSITY OF ABERDEEN)

不过,最近研究人员发现,鲸鱼拥有一种特殊机制,能够抵消这种皮肤灼伤。有些鲸鱼会产生色素,使它们的皮肤变成灰暗色;还有一些鲸鱼的基因能够引发皮肤的保护性应激反应;甚至有一些鲸鱼已经形成坚硬的角质层,可以保护它们最脆弱的皮肤区域。其他鲸目类动物也拥有共同适应性,它们在修复损伤方面也非常有效。

(图源:UNIVERSITY OF ABERDEEN)

刚刚讲了水生哺乳动物鲸鱼,其实普通鱼类也会被晒伤。不过一般情况下,由于水并不是澄澈透明的,在一定深度下紫外线的强度会弱很多。所以一般不会晒伤。

背部被晒伤的鱼(图源:quora)

有时候水产养殖场的鱼过于密集,透不过气来的一些鱼就会浮出水面。一旦到了浅水区,缺乏保护的鱼就暴露在烈日的照射下,紫外线的伤害会导致鱼的皮肤溃烂。如果没有及时的治疗,那就不是晒伤那么简单了,晒死都有可能。

为了防止被晒伤,一些鱼进化出了逆天的防晒机制。

俄勒冈州立大学的研究发现,一些鱼类群体发现了一些基因,可以帮助产生化合物Gadusol,它能够形成抵御太阳紫光线的蛋白质。目前为止,只有斑马鱼才能真正使用该化合物作为抵御紫外线的保护剂。

能够产生抵抗紫外线的物质Gadusol的斑马鱼(图源:Carolyn A Brotherton, Emily P Balskus Is a corresponding authorHarvard University, United States)

这么好用的化学物质如果研发出来用到人身上该多棒!没错,和你想的一样,目前科学家正在积极研究,人类如何利用这种特性来防止皮肤被晒伤。最新的研究中,科学家制成了一种含有Gadusol的凝胶,将其涂在人体肌肤上后,可以保护皮肤免受高水平紫外线的辐射。相比于一般的防晒霜,这是一种源于雌鱼性腺的天然保护剂,保护时间长达3天。是不是很心动呢?

参考文献:

· Whales Use Distinct Strategies to Counteract Solar Ultraviolet Radiation

· 6 Ways You Can Help Save the Elephant Before It's Too Late | LIVEKINDLY

· Sunburned dolphin shows signs of healing

· Why Don't Fish Get Sunburnt? | GEN

· De novo synthesis of a sunscreen compound in vertebrates

· Biochemistry: Shedding light on sunscreen biosynthesis in zebrafish

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