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濡れた指先の皺の秘密

シワは指が把握力を得るのを助ける



by Sid Perkins on 8 January 2013, 7:01 PM


シワが寄る。長く濡れ続けた指先の水が誘導するシワは濡れた、あるいは水中の物体の把握をよくする、新しい研究は示す。
Credit: iStockphoto/Thinkstock


浴槽で長く濡れると指先が滑らかな指からシワシワの目障りなものへと変形するという、惨事になることがある。しかしこのしわくちゃの皮膚は実は目的を果たしている、と新しい研究はいう。それは我々が滑りやすい物体、とくに水中の物体への、より強い把握力を得るのを助ける。

科学者たちは長らくシワシワの指は浸透――水が細胞へと染み込むことによる皮膚の外層の膨張――が引き起こすと考えていた。しかし過去数年に行われた実験は――かつて切断されたが後に指に再付着された指先に水が誘導するシワが形成されないという観察とともに――このシワが皮膚の下の血管の収縮を自動的に引き起こし、そこにある組織の体積を減らす神経によって作られることを示す。

神経、とくに不随意神経の直接の制御下の何かがあることは、それが進化的目的を果たしていることを示す。しかしそれは何の機能が指のシワにあるかという疑問を避けた。2011年、神経科学者のチームは、タイヤの踏面がトラクションを向上させるように、この折り重なりが我々の湿った、または水中の物体への把握力を向上させると提唱した。「それは簡単にテストできる賢い仮説のように思えた」とニューカッスル大学(英国)の進化生物学者、トム・スマルダーズ(Tom Smulders)は話す。

彼と彼の共同研究者たちは次のような実験を設計した。実験ではボランティアはガラス玉や鉛の釣りオモリなど、45個の水中の物体をビンから一つずつつまみ上げる。次にそれらを障壁に開けられた郵便切手サイズの孔を通して左手に渡し、そしてそれらを別の孔を通して箱へと落とす。テスト対象がシワシワの指先――手を40℃のお湯で30分浸けて誘導した――を持っていた場合、彼らは指が濡らされてないウ微だったときより約12%早く仕事を完遂した、とチームは今日Biology Letters誌にオンラインで報告する。同じ仕事を乾いた物体でやった場合、シワシワの指先は成績の優位をもたらさなかった。

チームの結果は「とても面白い」、とコロンビア大学の生体工学技士、陳曦(Xi Chen)は言う。彼は血管収縮がその下に組織を収縮させたときに指先の皮膚がどのようにゆがむのかを分析したことがある。「彼らはシワに生物学的機能があることを示した」

「私はチームがこれを調査したのを見られて嬉しい」とレンセリア工科大学(ニューヨーク州トロイ)の数学者、ロマン・ウェーバー(Romann Weber)は続ける。彼は雨用踏面としてのシワ仮説を2011年に提唱したグループのメンバーの一人だ。この結果はウェーバーと彼の共同研究者たちが行った限られた回数の同様の予備テストの結果と同じで、「シワがもたらす利点の良い実際的証明だ」と彼は注意する。スマルダーズの結果は「励みになるもので、我々の雨用踏面仮説と一致する」と2AIラブズ社(ボイシ)の理論神経生物学者、マーク・チャンギージ(Mark Changizi)はつけ加えた。彼は2011年論文のウェーバーのシニア共著者だった。

まだ最初の研究もスマルダーズのチームもシワがどのように把握性能を向上させるかを詳細に突き止めてはいない、とチャンギージは話す。指先から水をはける――本質的に、つるつるした物体上で皮膚が微細スケールのハイドロプレーニングを起こすのを防ぐ――ほかに、それは水への長期の露出が皮膚の体脂質を一時的に奪い、皮膚の機能を上げて把握力を向上させるのを可能にする。

陳によると別の可能性は、シワのある皮膚は伸びて指が物体に触れるときに接触領域の増大をもたらす、というものだ。将来の実験がこれらの機能のどの一つまたはそれ以上が把握性能の向上に寄与しているかを見分けるだろう。

シワは我々が水中の物体をつかむのに役立つために進化したのか、それともそれらは単に神経系の気まぐれの副産物にすぎないのか、というのも明らかではない。ウェーバーは他の霊長類でそのようなシワ寄りが起こるかどうかを知ることがこの現象の進化的起源を明らかにするだろう、と話す。

それらに把握力向上という利点があるにもかかわらず、いったん手が水中から出るとシワは無期限には持続しない――ほとんどの環境下で水が誘導するシワ寄りには不利な側面があるサインだ、とスマルダーズは言う。たぶんシワのある皮膚は感覚が鈍いか、ひっかかって怪我をする傾向があるのだろう。どちらの考えもテストされていない。シワのある足ゆびと足は濡れた条件でより確かな足がかりをもたらす、と彼のチームは強く主張するが、それもまだ研究されていない。もしかするとこれはあなたが家でも試せる実験の一つかもしれない。

元記事
Science NOW
Wrinkles Help Fingers Get a Grip
Sid Perkins, 8 January

原論文
Kyriacos Kareklas, Daniel Nettle and Tom V. Smulders
Water-induced finger wrinkles improve handling of wet objects
Biol. Lett. 23 April 2013 vol. 9 no. 2 20120999, Published online January 8, 2013
doi: 10.1098/rsbl.2012.0999
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