深海魚真會藏:吸掉99.9%的光近在眼前你都看不見
2022-11-01 18:22:47 來源:
出品網易科學人欄目組惜辰
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據《國家地理》報道,在黑暗的海洋深處,魚類已演化出一種隱匿戰略,讓獵物幾乎看不見——讓自己變得很黑很黑。科學家們發現,關鍵在于它們體表復雜的納米結構能夠捕捉入射光子,有些深海魚的光吸收率可高達99。9%。
在浩瀚而黑暗的海洋中,魚的偽裝技術提升到了新的水平。蝰魚等生物則演化得更黑,黑到近在眼前你卻看不見。
杜克大學的海洋生物學家松克·約翰森(Sonke Johnsen)指出,“當你觀察它們時,尤其在水中,它就像宇宙中的一個洞。”他主要研究深海生物。
這些“超黑魚類”(深色深海生物的統稱)如何讓身體有效地隱匿起來?科學家們正對此展開研究。
約翰森及其同事凱倫·奧斯本(Karen Osborn)發現,魚類皮膚中復雜的納米結構能夠捕捉入射光子,并吸收幾乎所有照到它們身上的光線。今年1月,該團隊在綜合與比較生物學學會(Society for Integrative and Comparative Biology)年會上介紹了他們的研究成果。奧斯本同時也是史密森尼國家自然歷史博物館的無脊椎動物學家。
他說,“我們原本以為這些魚身上存在大量的色素。后來我們發現,它們的隱匿特性相當有組織性,從而讓身體盡可能地變黑。”
在恒久黑暗的海洋深處,為什么擁有這種光學特征是必要的?
光子被困 如同游戲機中的彈球
由于深海中的食物很稀少,捕食局面很慘烈。琵琶魚等動物已進化出一系列搜索獵物的工具,如,能夠探測移動物體的須狀棘(whiskery spine)。
許多海底生物還能用發光器官來掃射周邊環境。
約翰森指出,“想象一下這樣一個世界,你打開手電筒,但照不到任何東西。只不過偶爾它也會被某種生物撞到,就像被雷達命中一樣。”
深海魚類唯一的防御機制就是效仿廣闊的海水。他表示,“基本上必須吸收所有照到身上的光線。”
約翰森表示,為了吸收所有光線,僅有大量黑色素是不夠的。關鍵是皮膚的表面。
如果魚的皮膚光滑而構造簡單,可見光子就會反射到饑餓掠食者的眼中。但表面結構越復雜,光子就越有可能被困住,就像彈球在游戲機中那樣彈跳。
在最近的實驗中,奧斯本查看了從野外收集的七種超黑魚類的表面結構。她發現了一小塊黑色素(與人體內的黑色素相同)以令人眼花繚亂的微觀結構排列,仿佛一種非常棘手的彈球游戲,光線根本沒有機會逃逸。
根據約翰森和奧斯本的研究,一些超黑魚類的光吸收率高達99。9%。換言之,每1000個光子中只有1個能夠逃脫。
最黑的生物是什么?
超黑魚類是人類已知的最黑生物之一。
澳大拉西亞的天堂鳥目前高居“最黑生物”的榜首,其羽毛的光吸收率最高可達99。95%。
科學家們認為,雄性羽毛上的復雜微觀結構是由于黑色有助于突出翅膀上的鮮艷斑點,從而吸引雌鳥。
耶魯大學的鳥類學家理查德·普魯姆(Richard Prum)對這些深海魚類的吸光“新機制”感到印象深刻。
普魯姆解釋道,“在鳥類羽毛和蝴蝶鱗片中,基本上都存在能夠吸收光線的微型孔洞。”但是超黑魚類擁有自身的內部光學機制,即通過色素顆粒吸收光線。
目前一些科學家致力于為照相機、望遠鏡和太陽能電池板等產品打造合成超黑材料,而且目前這類技術的生產成本高昂。這種獨特的結構有望在這一領域得到應用。















