新研究深入探讨了象皮裂纹的形成机制。（图片来源：Studi8Neosiam/shutterstock） 非洲草原象那布满褶皱的灰色皮肤上，装饰着一张错综复杂的裂纹网。这些细小的裂缝能够储存水分，帮助这些动物在干旱的环境中保持凉爽并防止脱水。如今，科学家们终于弄清楚了非洲象皮肤上这些裂纹通道是如何形成的——最外层的皮肤增厚并弯曲，直到脆弱的材质因拉伸而断裂。这一发现可能为研究人类一种常见的遗传性疾病提供新的视角。
裂纹鳄
瑞士日内瓦大学的进化生物学家和生物物理学家米歇尔·米林科维奇（Michel Milinkovitch）对物理过程如何塑造动物特征深感兴趣。2013年，他与同事们发现，鳄鱼面部和下颚的鳞片并非基因决定。相反，鳄鱼皮肤的折叠和裂纹的产生，与泥土冷却或瓷器干燥时裂纹的形成和扩展方式如出一辙。米林科维奇想知道，象皮上的裂纹通道是否也遵循类似的形成过程。当研究人员用高倍显微镜检查象皮时，他们发现与鳄鱼不同，象皮实际上会产生裂纹。最外层的皮肤——称为角质层（stratum corneum）——很可能是一整块连续的表皮，覆盖在基底层（stratum basale）之上。基底层则布满隆起，形成了微小的山脊和山谷。在象皮中，裂缝出现在角质层凹陷到更深层皮肤的沟壑处。研究人员注意到，象皮的裂纹模式与地球上因所谓的张力应力（tensile stress）而产生的裂纹惊人地相似。这种应力会导致损坏的沥青路面、地球极地地貌以及地质构造（如北爱尔兰的巨人堤的玄武岩柱）出现裂纹。该团队认为，在象皮上起作用的力与这些力相似——即在具有复杂山峰和山谷的表面上材料的收缩。“我们非常确信这个模式会很容易解释，”米林科维奇说。“但是，我们错了。”
弯曲应力
为了弄清楚裂纹是如何形成的，该团队使用CT扫描构建了一个大象皮肤生长的模型。他们的模拟显示，仅仅通过收缩产生的裂纹并不能解释他们在象皮上看到的裂纹。相反，该团队发现，随着皮肤的增厚，从深层皮肤层新生的皮肤片会使上层皮肤弯曲。他们今天在《自然·通讯》杂志上报道，弯曲产生的应力会导致皮肤破裂。现在，米林科维奇心中有了其他问题。他希望追踪非洲象的裂纹是如何在生长过程中形成的，因为非洲象的幼崽皮肤光滑无裂纹。“裂纹是到处出现的，还是在特定地点出现然后扩散？需要一周还是六个月？”他说。研究人员的发现可能有助于建立非洲象的裂纹皮肤与鱼鳞癣（ichthyosis vulgaris）患者干燥、鳞状皮肤之间的联系，鱼鳞癣是一种影响250人中1人的遗传性皮肤病。很可能类似的突变导致了对大象有益但对人类不利的适应性改变。但米林科维奇表示，需要进行详细的比较来验证这种联系。
