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河馬的汗水能用作防晒乳?

河馬才是汗血寶馬?

小時候,我們在武俠小說或者電視劇中應該都聽說過「汗血寶馬」,從字面上的意思看,就是這種馬出汗就像流血一樣,實際是汗血寶馬的皮膚較薄,奔跑時,血液在血管中流動容易被看到,另外,馬的肩部和頸部的汗腺發達,馬出汗時往往先潮後濕,對於棗紅色或栗色毛的馬,出汗後,局部顏色會顯得更加鮮艷,給人以「流血」的錯覺,因此被稱為汗血馬。

河馬的汗水能用作防晒乳?

其實,河馬才是真正的「汗血寶馬」,因為河馬的汗液是紅色的。為什麼我們的汗沒有顏色,而河馬的汗是紅色的呢?原來,河馬的皮膚上  有一種特殊的腺體,會分泌紅色的液體,能夠使河馬的皮膚不至於太乾燥,但人們常誤認為河馬流的汗是「血汗」。研究者一直以為這是河馬的皮膚乾燥後皴裂,毛細血管破裂而流出的血,後來才發現在紅色的汗中並沒有檢驗出血紅蛋白,這才否定了「血汗」的說法。

河馬的汗水能用作防晒乳?

河馬是一種兩棲動物,喜歡群居,善於游泳,害怕寒冷,喜歡溫暖的氣候。它們的皮膚長時間離開水後會幹裂,而生活中的覓食、交配、產仔、哺乳也均在水中進行。河馬的身體由一層厚厚的皮包裹著,皮呈藍黑色,上面有磚紅色的斑紋,除了尾巴上有一些短毛外,身體上幾乎沒有毛。河馬的皮格外厚,皮的裡面是一層脂肪,這使它可以毫不費力地從水中浮起。當河馬暴露於空氣中時,其皮上的水分蒸發量比其他種類哺乳動物多得多,它的皮膚上沒有汗腺,卻有其他腺體,能夠分泌一種類似防晒乳質感的紅色潮濕物質,並能防止昆蟲叮咬。

河馬的汗水能用作防晒乳?

日本慶應大學科學家在《自然》雜誌上發表報告說,河馬本身沒有汗腺,但它有一種專門的皮下腺體,可以分泌出黏稠狀汗液物質。隨著其中的色素分子不斷聚合成更長的分子鏈,黏液也從開始的無色變成紅色,直至最後變成棕褐色。

河馬汗為什麼能防晒?

「河馬的汗腺分泌液呈粉紅色,這讓它在水塘里特別顯眼,不明真相的群眾可能以為河馬被晒傷了,其實不然。人們曾經對「汗血河馬」大惑不解,有人說它可能有防水的效果,有人說它只不過是用來散熱的,有人認為河馬出汗是為了降低體溫、保持涼爽。

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仿生學科學家研究發現,這種黏液很可能同時具備抗菌和遮光的功效,因為河馬能在毒辣的太陽光下暴晒一整天而不會被晒傷。研究人員經過提取河馬汗液進行研究發現,河馬身上有一種紅色分泌腺體,可以分泌出叫做「河馬汗」的粘稠液體,這種液體的結構非常精密,能夠反射陽光,從而保護河馬這種龐大的動物不受陽光的傷害。

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2004年,以日本京都藥科大學的橋本貴美子為首的研究團隊在《自然》雜誌上發表了一篇論文,揭開了河馬汗的神秘面紗。橋本女士對這奇怪的河馬汗感興趣還要得益於她孩子的啟發。據說,她於某日帶孩子去動物園遊玩,孩子看到了紅紅的河馬,童言無忌道:「媽媽,河馬受傷了嗎?」。橋本女士回答說:「那是它的汗。」「為什麼河馬汗是紅色的?」孩子這下把媽媽問住了。還好,這位媽媽是個科學家,她回到辦公室查閱資料,居然發現這個問題是科學上的空白,於是,橋本女士率領自己的團隊投入了對河馬汗的研究之中。

為了獲取河馬的「汗血」,橋本女士每天用紗布從河馬身上和頭上擦拭汗水,之後以冰凍用於保存。2004年,他們在《自然》雜誌上發表論文,宣布在長期實驗中,從河馬汗中分離出了紅色的物質——河馬汗酸「hipposudoric」。

河馬雖然不像人那樣出汗,但它的皮下腺體卻能分泌出強鹼性黏稠液體。剛分泌出的液體無色透明,但隨著其中的色素分子不斷聚合成更長的分子鏈,液體也從無色變成紅色,直至變成棕褐色。橋本女士的實驗分析結果表明,河馬汗液中含有兩種色素,一種為紅色,另一種為橙色,她將紅色的稱為hipposudoric acid,橘色的稱為norhipposudoric acid。從X光結晶圖中所顯示出的結構,他們認為這些色素可能是一種苯胺基丙酸(phenylalanine)以及酪胺酸(tyrosine)中間代謝產物的衍生物質。

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通過X線衍射圖研究這兩種色素的結構,得知這些色素原來是河馬體內的有機酸代謝的產物。進一步測試表明,紅色色素可以吸收可見光和波長為200~600納米的紫外線,而315~400納米正是對生物體殺傷力最強的長波紫外線的範疇。這說明,紅色色素的確能夠保護河馬的皮膚不受到太陽光的傷害。

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橋本女士提醒說,人們不要因此就盲目地跑到動物園去揩一把河馬汗往自己身上抹,因為河馬的脾氣非常暴躁,攻擊性很強,採集河馬汗是一項非常危險的舉動,非專業人士千萬不可貿然行動。


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河馬汗能用作防晒霜?

河馬的汗腺會分泌這種名為「河馬汗酸」的物質,這種物質就是一種超級防晒霜「acid」,這個新造的詞由hippo(河馬)和sudoricacid(汗酸)拼湊而成。河馬汗酸至今沒有被化妝品品牌商轉變成奢侈品真是令人奇怪,因為它是高效的防晒劑。


河馬的汗水能用作防晒乳?

「河馬的汗結合了胭脂、防晒霜和抗菌劑,是一種完美的化妝品。」生物學研究者王冬戲謔地說,「只不過,用了這種完美化妝品的人聞起來像一頭戀愛中的河馬」,因為河馬汗的臭味非常大,這種「河馬汗」在河馬身上,尤其是背上,是一層米粒大的細密的紅色透明狀的汗珠,科研人員收集了河馬從面部到背部的汗液樣品,研究人員使用了一系列技術來分析這種液體的成分,發現其中不穩定的紅色色素和橙色色素轉變成了芬芳化合物。

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這些分離出來的色素極不穩定,而在河馬身上卻能維持數小時,才由鮮紅的汗聚合成褐色的塊狀物。他們推測,這可能是河馬隨著排汗分泌的黏液維持了色素的穩定,這導致了河馬汗在美容領域還無法被應用。

河馬汗的氣味和穩定性是目前制約河馬汗成為「完美化妝品」的兩大制約因素,目前還不能應用於美容護膚領域,但是日本和歐洲多處的仿生科學家正在研究河馬汗的應用,期待這種「完美化妝品」的問世。

河馬汗是天然抗生素?

一般人的汗液里都含有殺菌蛋白質。日本研究人員的最新研究表明,河馬的紅色汗兼備防晒和抗生素的功能。科研人員讓一些能促使傷口化膿的細菌附著在河馬的皮膚上,發現河馬身上的液體具有很強的殺菌功效,這些細菌根本無法傷害河馬的皮膚。研究人員還發現,河馬汗的紅色色素能抑制綠膿桿菌和克雷伯氏肺炎桿菌的生長。這對河馬來說很重要,因為雄河馬常為競爭生存領地而打鬥,經常傷痕纍纍,如果沒有紅汗的保護,感染的機率就會大大增加。

河馬的汗水能用作防晒乳?


值得注意的是,低濃度的河馬汗酸還可以抑制銅綠假單胞菌和克雷伯氏肺炎鏈球菌的生長,在醫學上有一定的使用價值。不少藥廠的老闆們對橋本貴美子的研究成果非常感興趣,希望藉此開發出更好的防晒霜和抗生素。不過研究人員指出,河馬汗液里的這些成分屬於不穩定化合物,若要開發成人類使用的防晒用品、抗生素,還需要一段時間。

河馬的汗水能用作防晒乳?


對於河馬汗有何應用研究?

世界上有很多組織在研究河馬的汗液,這叫仿生學,或者說生物啟示。複製河馬汗的「殺菌、殺蟲」作用是仿生學科學家的好主意,這將會獲得一個四合一的產品:遮光、防紫外線、殺菌,還能防蟲。

美國莫塞德加州大學工程學院教授瓦伊尼和他的同事埃米莉?瑞德、麗莎?哥侖布、麥克斯韋?谷芭坦,從弗雷斯?諾查菲動物園中河馬休息的地方,重新收集了這種分泌的液體,並且把液體轉移到了密封的塑料容器中。幾個月之後,這種紅色的「汗」竟然沒有出現任何發酵、滋生細菌,或被真菌污染的現象。通過對「汗」的分析,表明了它含有兩種液晶結構:帶狀的和非帶狀的。瓦伊尼解釋說,當放大到特定的倍數來看時,帶狀組織由同心的黑色環狀物構成。

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那些環狀物由帶狀結構的周期性引起,發生在帶狀結構時的規模比得上有可見光波長時,這意味著這種汗是一種有效的陽光反射體,所以它兼有防晒和遮光的效果。而非帶狀結構可以通過減少汗的粘稠度,加強汗覆蓋在河馬的皮膚表面的能力。

河馬的汗水能用作防晒乳?

仿生學研究人員最擅長的是模仿或者向自然界學習,然後應用到人造產品或者材料上,瓦伊尼就是這個領域中的領先人物之一。他說:「自然界提供給我們的是經過無數年代進化發展卻仍然存在的物質,它們全是未被發掘出價值且無法被衡量的數據。」目前,瓦伊尼正在和他的團隊研究如何能將河馬汗提取出來用於人們的生活,例如製造紫外線防護服、醫學抗菌,以及應用於美容領域,其市場價值非常廣闊。


河馬的汗水能用作防晒乳?

「最完美的化妝品」、「最天然的抗生素」、「四合一的殺菌殺蟲產品」都是人類對於「河馬汗應用於生活」的期待。河馬的紅色汗液不僅奇特,而且對人類未來的防晒美容、紫外線防護、醫學抗菌等生活和醫學領域都有重大的意義,目前,日本和美國的科學家正在研究中。

河馬的汗水能用作防晒乳?

作者寫於2016-06-27
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