骆驼加鳄 “鳄鱼的眼泪”竟与人类的如此相似
宽吻凯门鳄可以持续数小时不眨眼,这给了科学家们新的灵感。
摄影:ARIANNE P. ORI
作者:VIRGINIA MORELL
大多数人认为眼泪是人类特有的现象,是人类复杂情感的一部分。但是眼泪不仅仅是哭泣的产物:所有的脊椎动物,包括爬行动物和鸟类,都有眼泪,眼泪对于保护视力非常重要。
发表在本周《兽医科学前沿》上的一项新研究表明,非人动物的眼泪与人类的眼泪没有太大区别。事实上,它们的化学成分非常相似。因此,通过研究其他物种眼泪的成分,以及它们如何适应各自的环境,科学家或许能够更好地治疗人类的眼病。
此前,科学家们只仔细研究了几种哺乳动物的眼泪,包括人类、狗、马、骆驼和猴子。在这项新研究中,巴西兽医首次分析了爬行动物和鸟类的眼泪,重点研究了7种动物:仓鸮、蓝黄金刚鹦鹉、大嘴柳絮、甲鱼、玳瑁和绿甲鱼。
科学家正在收集仓鸮的眼泪样本。
摄影:ARIANNE P. ORI
眼泪由泪腺或其他类似腺体分泌,在眼球上形成一层薄膜,由粘液、水和油脂三种成分组成。粘液覆盖眼球表面,帮助薄膜贴在眼球上;水是天然的生理盐水,其中含有重要的蛋白质和矿物质。油脂可以防止眼睛干燥。
人类是唯一已知会因为情绪而流泪的物种。“鳄鱼的眼泪”指的是一个人的虚假情感,这与鳄鱼的神奇习性有关:它们在进食时会流泪。
艾奥瓦州立大学艾姆斯分校的兽医眼科医生莱昂内尔·塞巴格没有参与这项研究。他指出,除了哭泣,眼泪还有其他重要的功能。眼泪可以通过润滑眼球和清理垃圾来帮助动物看清楚东西。它们还可以保护眼睛免受感染,并为角膜提供营养。角膜是眼球外层的透明部分,没有血管。
“看到这么多物种的眼泪真是太神奇了,”Sebbag谈到这项新研究时说。
分析眼泪
研究负责人阿里安·庞特斯·奥里是巴西巴伊亚联邦大学的兽医。她知道拥有“美目”的凯文·鳄鱼,两个小时就能睁大眼睛,一点都不眨。相比之下,人类每10到12秒眨眼一次。眨眼可以将眼泪分散到眼球表面,保持眼睛湿润,视觉稳定。
乌龟的眼泪干燥结晶后,呈现出独特的图案。这些模式在不同物种之间差异很大,这是这项研究带来的最大惊喜之一。
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当仓鸮的眼泪结晶时,它们与爬行动物的眼泪完全不同。
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大口鲎的眼泪晒干后是什么样子。医生通常通过结晶来判断眼疾。
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鳄鱼眼泪的结晶与其他研究物种有很大不同。
摄影:ARIANNE P. ORI
为了分析凯门鳄和其他六个物种的眼泪,Oriá和他的同事从巴西的保护中心、动物护理机构和商业农场中挑选了65只圈养动物。研究团队遵守各政府机构关于动物福利的规定,用试纸或注射器人道地采集动物眼睛的眼泪,还采集了10名健康人类志愿者的眼泪。科学家使用专门设计的工具来测量特定化学物质和化合物的含量,如电解质和蛋白质。
令人惊讶的是,鸟类、爬行动物和哺乳动物的眼泪,包括人类的眼泪,在化学成分和电解质含量上是相似的,尽管鸟类和爬行动物的眼泪浓度略高。这种差异可能是因为它们分别生活在高空和水中,对眼睛表面造成一定程度的损伤,而眼泪中高浓度的电解质可以预防眼部炎症。
与其他物种相比,人类、凯门鳄和仓鸮眼泪中的蛋白质水平更高。这些蛋白质对维持眼表的稳定性非常重要。凯门鳄和仓鸮的眼睛很大,眨眼间隔很长。而且凯门鳄的眼睛长时间浸泡在淡水中,需要高度稳定的眼泪。
研究人员还分析了干眼泪的结晶模式,这种模式经常被用来诊断眼睛疾病。最令人惊讶的是,“与眼泪的成分相比,晶体图案的差异更大”,Oriá解释道。海龟和凯门鳄的眼泪结晶非常独特。“同样,这可能是因为它们必须适应水生环境。”。
在所有动物中,海龟的眼泪最厚,所以研究人员不得不用注射器收集。“它们生活在盐水中,所以它们的眼泪应该适应那种环境,”奥里亚说。泪膜上的黏液特别厚,可以保护乌龟的视力;没有这层厚膜,他们的眼泪就会被冲淡,变得无用。
保护视力
这项研究可以告诉科学家如何保护濒危海龟和其他动物的视力,从而为保护工作做出贡献。“如果我们知道健康泪膜的成分,我们就可以分析污染物或其他环境影响对动物眼睛的伤害,”Oriá说。
了解爬行动物和鸟类如何使用眼泪可能有助于开发治疗干眼症等眼病的新药。干眼症患者的泪腺分泌的油脂不足。这种疾病常见于猫、狗和人类,有时会导致失明。
加州大学戴维斯分校的兽医眼科专家布莱恩·伦纳德指出,这项研究表明,我们对眼泪及其对人类和其他动物的影响知之甚少。
“这个领域很重要,但我们知道的有限,”他说。“所以从很多层面来看,这个研究非常有趣。”