Направи дарение на училище!

Екземпляр от свръхчерен вид риба Anoplogaster cornuta. Уникална подредба от гранули с пигменти, позволява на някои риби да поемат почти цялата светлина, която достига кожата им, така че едва 0,05 процента от тази светлина да се отразява обратно. Снимка: Карен Осборн / Смитсониън

Учените са открили как някои риби могат да поемат почти цялата светлина, която достига кожата им, така че едва 0,05 процента от тази светлина да се отразява обратно.
В най-тъмните дълбочини на океана, където от повърхността достига малко или почти никаква светлина, процъфтяват необичайни същества, много от които създават собствена светлина чрез биолуминесценция, за да ловят плячка, наред с други цели. Но няколко вида риби са разработили противоположната стратегия за оцеляване: те са ултрачерни, поглъщащи почти цялата светлина, която достига до кожата им, според нова публикация в Current Biology.

Карън Осборн от Природонаучния музей на Смитсониън се заинтригувала от тези същества, когато установява, че не е в състояние да улови тези свръхчерни риби с камерата, докато работи на терен. Тя се е опитвала да снима екземпляри, уловени в дълбокоморските тралове на екипа. „Два екземпляра, Anoplogaster cornuta и Idiacanthus antrostomus, бяха единствените две риби в течение на шест години полева работа, на които успях да направя прилични снимки“, каза Осборн.
За да направи това, тя е използвала DSLR корпус на Canon Mark II и 65-милиметров макро обектив с четири светкавици, след което тества различни настройки за осветление, като прави много снимки. И накрая, тя коригирала контраста и приложила високочестотен филтър върху изображенията, за да разкрие по-добре детайлите. Дори това не е било достатъчно за заснемане на повечето екземпляри, уловени в мрежата на трала. „През годините изтрих хиляди неуспешни снимки на други риби като безполезни, защото не можех да извадя наяве детайлите в снимките“, добавя тя. „Няма значение как сте настроили камерата или осветлението – те буквално засмукваха цялата светлина. Бих искала да имам няколко от тях сега, за да демонстрирам това.“

За да открие защо това е така, Осборн си партнира с биолога Сонке Джонсен от университета Дюк, наред с други учени. Лабораторните измервания показват, че наистина тези ултрачерни риби поглъщат повече от 99,5 процента от всяка светлина, която достига кожата им. Това е удобна адаптация за оцеляване в тъмните морски дълбочини, където дори няколко фотона светлина – излъчвани например от гладни биолуминесцентни организми наблизо – могат да издадат положението на рибата на някой хищник.
Изследователите също така са открили и тайната на това високоефективно абсорбиране на светлината – меланин, пигмент наличен също в човешката кожа, който ни предпазва от увреждане от слънчевата светлина. Меланинът се намира в гранули, известни като меланозоми, които от своя страна се съдържат в клетки, известни като меланофори. Те образуват непрекъснат слой в дермата (по-дълбоките слоеве на кожата. „Тази подредба осигурява непрекъснат слой от клетки, съдържащи пигмент, и гарантира, че този пласт е първото нещо, което среща светлината, достигаща рибата“, казва тя. „Пигментът ефективно абсорбира по-голямата част от светлината, която удря гранулата.“
Размерът и формата на тези гранули също имат значение, тъй като те разпръскват встрани всяка светлина, която не се абсорбира веднага, в пигментния слой, така че да може да бъде абсорбирана от съседни клетки, съдържащи пигмент. Това е по същество много тънък, високоефективен светлинен капан.

„Най-черната риба беше черна като VantaBlack“, казва Осборн. Тоест черна като едно от най-черните вещества, които са известни. „VantaBlack улавя светлината в плътно опаковани въглеродни микротръби, докато тези риби поглъщат светлината чрез пигмента и го правят изключително ефективно, като оптимизират размера, формата и разположението на самите пигментни гранули.“
„В почти всички ултра черни материали се нуждаете както от разсейване, така и от абсорбация“, казва съавторът Александър Дейвис, аспирант в университета Дюк. „При всички останали животни, за които знаем, разпръскването в ултрачерно оцветяване идва или от хитинова, или от кератинова матрица, като птиче перо или люспа от крило на пеперуда. Разсейването и абсорбцията идва от меланозомите, вградени в такива матрици. В тези риби и разсейването и абсорбцията идват от самите меланозоми. Това прави механизма малко по-опростен, тъй като няма нужда от структурно скеле.“

Разбери повече за БГ Наука:

***

Изглежда, че няколко свръхчерни видове са еволюирали независимо един от друг, развивайки същата адаптация. Осборн и нейните колеги са открили тези пигментни модели при 16 далечно свързани вида. Евентуалната цел на изследването е да се възприеме подобен ефективен дизайн за изработване на ултрачерни материали – като вътрешни покрития за телескопи, фотоапарати и друго светлочувствително оборудване – много по-евтино и лесно.

Източник: ARSTechnica

Превод: Александър Георгиев

Вземете (Доживотен) абонамент и Подарете един на училище по избор!