不能晒太阳的话会怎么样？
本文来自微信公众号：biokiwi（ID：biokiwi），作者：bio kiwi，题图来自：《鬼灭之刃》
去年大火的动画《鬼灭之刃》给了不少人很深的印象，最近其原作漫画剧情似乎也逐渐进入了尾声（可能并不是）。
动漫讲述了一个卖炭少年为了拯救成为鬼的妹妹，成为了鬼杀队的一员，并不断与鬼斗争的故事……
2019年大热动画《鬼灭之刃》
这里面的鬼有着很强的战斗力，如果被砍伤了还能再生，还能长生不死。只有用特殊武器砍下头颅才能彻底抹杀他们。此外，他们还有一个巨大的弱点——不能见光。
他们的最终源头，是统率全部鬼的鬼王——鬼舞辻无惨，而不能见光的他，毕生最大的梦想就是能晒晒太阳，在太阳下自由地奔跑（？？？）。
而被动漫虐的心态崩溃的观众，内心经常也想着，要让无惨去晒晒太阳。
长得很像迈克尔杰克逊的鬼舞辻无惨
（图源：鬼灭之刃）
而作为一个生物狗，总会思考一些奇怪的问题：为什么鬼会出现不能见光的特点呢？而且还能长生不老？要是人不能晒太阳会怎么样？什么动物见不得光？
诶诶，后面两个问题我能回答！
最直接的影响
假想一下，如果让你突然失去太阳，最直接的影响会是什么？
答案是，你将再也长不高，并可能成为一个瘸子，最后终身在轮椅上度日。
在进一步解释之前，我们先讲个历史故事。
1800-1900年前后，欧美工业革命进展得轰轰烈烈，工业化城市中工厂的浓烟导致城市见不到太阳。这导致当时很多的孩子得了佝偻病：他们长不高，骨骼发育也不正常，膝盖还会奇怪地弯曲。当时在大工业城市中（比如美国波士顿），患病率可以达到80%。
图中中间的孩子是正常小孩，左右的孩子患有佝偻病
（图源：Holick M F.）
当时的医生对此也很头大：他们发现这些疾病在大城市的孩子很常见，而住在印度、中国（当时工业不发达的地区）的孩子就不会得这种病。
后来，到了1920年左右，医生们发现，让这些孩子们进行日光浴治疗，经过几个月之后病情就开始好转了。而后科学家发现如果吃了照过紫外线的食物，疾病也会有所好转。
再后来人们发现，这些孩子之所以会出现佝偻病，与维生素D2密切相关。所以人们就开始在各种食物，尤其是牛奶中加入维生素D2，甚至还有往啤酒里加维生素D2的操作。在美国，佝偻病到了1940年左右也基本就消失了。
不少人熟知的AD钙奶，就是添加了维生素A和维生素D（图源：京东）
相信看到这，不少读者应该想起来阳光对人的一个重要作用——合成维生素D。
简单来说，缺乏阳光的照射会导致体内无法合成维生素D，进而影响了身体对钙的吸收。如果是正在发育的小朋友，可能就会导致佝偻症；而对于成年人可能就会导致骨质疏松等骨骼疾病。
所以会很容易发生骨折、骨碎，那也就成了个瘸子了。
至于具体维生素D怎么影响骨骼，这里面的生化过程有亿点点复杂，感兴趣的同学可以自己查阅后面的参考文献，这里就不多说了（图片翻译自Holick M F.）
而除了维生素D，还有很多体内物质的合成，比如褪黑素合成，也是需要阳光刺激的。
有研究将斑马鱼饲养在完全黑暗的环境，发现基本上全部斑马鱼都发生了脊椎弯曲的现象，研究者猜测这可能和褪黑素或者维生素D有关系。
脊柱弯曲的斑马鱼，上图是从洞穴里抓获的（洞穴也是黑暗环境），下图则是在黑暗条件培养的
（图源：Torres-Dowdall J, et al.）
那为什么动漫里的无惨和鬼们没有变成瘸子呢？
我猜他们可能是经常吃鱼肝油，或者吃鱼（认真思考.jpg）。
维生素D虽然早在几亿年前就有浮游植物能够合成了，但是目前还是很难找到充足的自然来源，只有诸如沙丁鱼、鲑鱼等含油较高的鱼类中会富含维生素D。其实维生素D最早被发现也是从鱼肝油中提取出来的。这也是为什么会建议老年人适当食用鱼肝油，来降低骨质疏松的风险。
鱼肝油好像都长得差不多（图源网络）
不过这是给无惨的建议，大部分人所需的维生素D主要还是来自于阳光，所以没事出门走两步还是很重要的（对于最近经常宅在家的各位也建议适当多吃点鱼）。
如果补充过量的维生素D，反而对身体有害。欧洲就曾经出现过牛奶中的维生素D滥用导致婴幼儿生病，所以现在欧洲大多数国家禁止了乳制品中维生素D的添加。
根据2012年的一份综合分析结果来看（下图），可能中国大多数人的维生素D还是有点缺乏的，不过毕竟也是好几年前的数据了，具体缺不缺可能要看个人以及身体检查的情况来判断。
图中分别说儿童与青少年（上图），以及成年人（下图）的体内维生素D含量情况，目前建议的比较合适的维生素D含量是70-80nmol/L，不过图中数据仅供参考
（图源：Wahl D A, et al.）
见不到光的动物后来怎么样了
说完维生素D，我们再换个思路，有没有什么终日不见光的生物呢？这方面科学家们研究得比较多的是洞穴生物，尤其是鱼。
一方面是因为洞穴，尤其是深处的洞穴终日暗无天日，是一个完全自然的无光环境，而另一方面鱼类的行动受限，不像昆虫或者哺乳动物有跑出洞穴的机会，它们一旦进入洞穴这辈子可能就出不来了。
洞穴环境示意图（图翻译自Debra Ronca.）
非常神奇的是，这些动物都有一个类似的特点——他们都瞎了，还变白了。
你现在肯定有很多问号，科学家也是。于是有研究者抓了鱼在实验室培养，并且观察他们的发育过程，进行基因组分析。
他们发现，和正常的鱼差不多，洞穴鱼最开始也是有眼睛的结构的，而逐渐长大的过程中眼睛的各个组件，比如晶状体、视网膜都没长起来。
或者可以说说，长着长着就没了。
图中展示了地表鱼类（上）和洞穴鱼（下）的眼睛发育差别，可以看到最开始他们都有眼睛的结构，而随后发育出现了差异，洞穴鱼的眼睛就长没了，这主要是细胞凋亡导致的（图源：Protas M, Jeffery W R.）
如果在胚胎时把洞穴鱼和地表鱼的眼睛组织换一下，发现本来应该的正常的地表鱼瞎了，而洞穴鱼又长出了眼睛。
这也进一步说明这是一个“命中注定”的事情——洞穴鱼会瞎是天生的，而且也是在胚胎时就决定了，而不是在洞穴里呆着呆着就瞎了。
而除了眼睛，这些鱼还会变白。
我们知道皮肤颜色主要是由于黑色素的积累造成的（比如晒太阳就会促进黑色素合成，皮肤会变黑），而研究者发现洞穴鱼合成黑色素的基因发生了突变，本来黑色的鱼变得偏棕色甚至完全白色。
这么一想比如动漫里的鬼，或者我们熟知的吸血鬼等等都很白呢（等等，僵尸怎么算？）。
当然，每个人合成黑色素能力也不同，晒黑的效果也有不同，这就是由基因决定的（图源：轻音少女）
除此之外，洞穴鱼也有比如更强的嗅觉、触觉，更长的鳍，更强的感知能力等等。而对于为什么洞穴生物会发生这样的变化，也一直是一个难以解答的难题。
早在达尔文在描述进化论的时候，就提到说这不涉及自然选择，而可能是这些生物的一种“废弃”（disuse）机制。
确实，自然选择是指在环境影响下，不适宜生存的个体被淘汰：那即使是黑暗环境，多个眼睛也好歹说不定能看清点东西，怎么说没就没了呢？
现在的你可以先对达尔文大喊一句：“时代变了大人！”因为那个时候的达尔文还不知道基因的存在，也不知道基因会随机发生着突变和重组。
历史的巧合使得这两位生物学奠基人（左图达尔文，右图孟德尔）未能相遇，达尔文也错失了知道基因的机会
（图源：Wikipedia）
科学家发现，基因的突变不会立刻显示出来，因为有一种HSP90蛋白，像缓冲剂一样控制基因突变积累而不会表现出来。
打个比方，比如张三本来加班到晚上九点，心里不爽想骂人，同事过来安慰张三“没事没事，这不水水就九点了”。
结果这时老板突然说今天你要加班到凌晨4点，那安慰都没用了，张三直接开骂暴走。
基因突变可能也存在着这样一个缓冲，在地表的时候众多基因会产生突变，比如张三基因突变了导致眼睛变小，但是HSP90这个同事过来安慰一下，就把这些突变控制住了。
结果鱼突然被丢到洞穴里，不少基因心态就崩了，HSP90没控制住，有些突变就会暴露出来。而黑暗的洞穴里眼睛没那么重要还浪费能量，这些已经存在的小眼睛基因张三基因，也就最早爆发出来。
张三基因突变罢工了，结果眼睛变小，反而节约了能量，有利于鱼在黑暗的洞穴中生存下来。
研究得最多的洞穴鱼Astyanax mexicanus （上图为洞穴外品种）（图源：nature）
不过除了比较公认的进化的解释，也有其他的假说，比如可能只是一群鱼到了洞穴里，没瞎的循着光游走了，就只剩下瞎的鱼（越想越觉得这个说法似乎也很有道理）。
这个问题也需要更进一步的探究和验证才能找到答案吧。
其实这个动物更像鬼
在一系列不怎么见光的动物中，最值得大书特书的其实是一种啮齿类动物——非洲的裸鼹鼠。
如果非要找一种生物和动漫里的鬼作比较，裸鼹鼠应该是当之无愧的：
它没有什么痛觉，被酸刺激不会感到疼痛；
有着极长的寿命，可以活到35年，而一般的啮齿类只能活到4岁，那这就相当于人类的几百岁了；
能承受异常的高温；
几乎不会得癌症；
他们甚至有和蚂蚁、蜜蜂类似的社会关系，即一只雌鼠类似王，还有若干雄鼠，以及众多无法生育的工鼠（和可以传代的鬼王、十二鬼月及众多鬼似乎有异曲同工之妙）；
可能差别比较大的是他们的外貌：
小别致长得真东西
（相比之下无惨好看多了，图源：science）
因为抗癌、长寿、超强的生存能力，裸鼹鼠虽然长得不咋样，但是却长期是科学家们的掌上明珠。
因为和人都是哺乳动物，裸鼹鼠的基因组和人也比较像（80%-93%相似性），所以科学家一直想在裸鼹鼠身上找到抗癌和长寿的答案。
科学家发现裸鼹鼠体内的玻尿酸（是的，就是你在护肤品里经常听到的那个）含量比普通小鼠和人类多五倍。开始科学家猜测这应该和裸鼹鼠生活中狭窄的地洞，需要玻尿酸使皮肤更有弹性。
但是实验发现，将玻尿酸分解掉，会导致裸鼹鼠产生肿瘤，这似乎也给科学家提供了抗癌的新思路（不过目前还没有进一步研究，所以多擦玻尿酸并不能抗癌）。
此外比如不同于人类的抑癌基因，以及可以准确产生蛋白质，都给癌症预防与治疗提供了新的思路，裸鼹鼠也因此在2013年还被《科学》杂志评为“年度脊椎动物”（并被吐槽为选美大赛必败动物）。
除此之外，超强的DNA损伤修复能力、高水平的伴侣蛋白和特殊的新陈代谢，使得裸鼹鼠寿命相较其他动物更长，这些机制也逐渐为科学家所研究。
因为神奇的特性，裸鼹鼠一直是科学期刊上炙手可热的明星，图为2013年《自然》杂志封面（图源：nature）
而除了裸鼹鼠，还有很多类似的生物也因为独特的生存环境引发的神奇特性，而被科学家所青睐。
比如另一种生存在洞穴中瞎了的动物，洞螈，据调查可以活到100岁；大象因为含有超多的抑癌基因也成为了抗癌研究的方向……
我们看似战胜了自然，实则还是在向自然学习。
不过话说回来，如果现今出现了鬼舞辻无惨，其他科学家不好说，生物学家应该会希望抢到一点血或者细胞，来研究它的种种特性，说不定人类就跟着长生不老，无惨也能在夕阳下奔跑了（认真思考.jpg）。
阳光看似只是那样暖洋洋地晒在我们身上，却不知自然其实在这里花费了多少心思。
也许照到你身上的那缕阳光，看似平平无奇，其背后蕴含了多少我们不知道的反应，又蕴含着多少的神奇的进化过程呢？
而我们又能学会多少呢？
参考资料
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Wahl D A, Cooper C, Ebeling P R, et al. A global representation of vitamin D status in healthy populations[J]. Archives of osteoporosis, 2012, 7(1-2): 155-172.
Torres-Dowdall J, Karagic N, Plath M, et al. Evolution in caves: selection from darkness causes spinal deformities in teleost fishes[J]. Biology letters, 2018, 14(6): 20180197.
Debra Ronca. How Cave Biology Works? Howstuffworks. https://science.howstuffworks.com/life/biology-fields/cave-biology2.htm
Protas M, Jeffery W R. Evolution and development in cave animals: from fish to crustaceans[J]. Wiley Interdisciplinary Reviews: Developmental Biology, 2012, 1(6): 823-845.
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本文来自微信公众号：biokiwi（ID：biokiwi），作者：bio kiwi
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