В океане нашли самую черную рыбу
Опубликованно 25.07.2020 04:51
В самых темных глубинах океана, куда проникает мало или совсем нет света с поверхности, процветают необычные существа, многие из которых создают свой собственный свет посредством биолюминесценции, чтобы охотиться за добычей, среди прочего. Но несколько видов рыб развили противоположную стратегию выживания: они являются ультрачерными, поглощая почти весь свет, который падает на их кожу, согласно новой статье в Current Biology.
Карен Осборн из Музея естественной истории Смитсоновского института была заинтригована существами, обнаружив, что она не могла запечатлеть этих ультрачерных рыб на камеру во время работы. Она пыталась сфотографировать образцы, пойманные в глубоководных траловых сетях команды. "Два экземпляра, Anoplogaster cornuta и Idiacanthus antrostomus, были единственными двумя рыбами в течение шести лет полевых работ, на которых я смог получить приличные фотографии", - сказал Осборн Арсу.
Для этого она использовала цифровую зеркальную фотокамеру Canon Mark II и 65-мм макрообъектив с четырьмя стробоскопами, а затем проверила различные настройки освещения, сделав множество фотографий. Наконец, она скорректировала контраст и применила фильтр верхних частот к изображениям, чтобы лучше выделить детали. Этого по-прежнему было недостаточно для захвата большинства образцов, выловленных в траловой сети. "За эти годы я удалила тысячи неудачных снимков других рыб как бесполезные, потому что не смогла показать детали на фотографиях", - добавила она. "Неважно, как вы настроили камеру или освещение - они просто поглотили весь свет. Хотелось бы, чтобы у меня было несколько из них, чтобы проиллюстрировать это".
Чтобы выяснить, почему это так, Осборн объединился с биологом из Университета Дьюка, Сонке Йонсеном, среди прочих, и лабораторные измерения показали, что эти ультрачерные рыбы действительно поглощают более 99,5% любого света, попадающего на их кожу. Это удобная адаптация для выживания в темных морских глубинах, где даже несколько фотонов света - скажем, от голодных близлежащих биолюминесцентных организмов - могут подсказать положение рыбы хищнику.
Исследователи также открыли секрет этого высокоэффективного поглощения света: меланин, пигмент, который также содержится в коже человека и защищает нас от повреждения солнечным светом. Меланин вводится в гранулы, известные как меланосомы, которые, в свою очередь, содержатся в клетках, известных как меланофоры. По словам Осборна, они образуют сплошной слой в дерме (более глубокие слои кожи). "Такое расположение обеспечивает непрерывный и непрерывный слой клеток, содержащих пигменты, и гарантирует, что этот слой - первое, с чем сталкивается свет, попадающий на рыбу", - сказала она. "Пигмент эффективно поглощает большую часть света, который попадает на гранулу".
Размер и форма этих гранул также имеют значение, так как они рассеивают любой свет, который не сразу поглощается в пигментный слой, так что он может поглощаться соседними клетками, содержащими пигмент. По сути, это очень тонкая, высокоэффективная световая ловушка. "Самая черная рыба была такой же черной, как VantaBlack", - сказал Осборн, то есть такая же черная, как одно из самых темных веществ, известных до сих пор. "VantaBlack задерживает свет в плотно упакованных углеродных микротрубочках, в то время как эти рыбы поглощают свет с помощью пигмента и делают это чрезвычайно эффективно, оптимизируя размер, форму и упаковку самих пигментных гранул".
"Практически во всех ультра-черных материалах нужно рассеивать и поглощать свет", - сказал соавтор Александр Дэвис, аспирант. "У всех других животных, о которых мы знаем, рассеяние в ультра-черной окраске происходит от хитиновой или кератиновой матрицы, как чешуя птичьего пера или бабочки, а поглощение происходит от меланина, внедренного в эти матрицы. У этих рыб рассеяние и поглощение происходят от самих меланосом. Это делает механизм немного проще, потому что нет необходимости в структурном каркасе".
Некоторые ультрачерные виды, по-видимому, независимо развили одну и ту же адаптацию. Осборн и ее коллеги обнаружили эти пигментные паттерны у 16 отдаленно родственных видов. Конечная цель исследования - принять аналогично эффективную конструкцию для производства ультрачерных материалов, таких как внутренние покрытия для телескопов, камер и другого светочувствительного оборудования.
Напомним, ранее сообщалось, что ученые обнаружили первую в мире теплокровную рыбу.
Хотите знать важные и актуальные новости раньше всех? Подписывайтесь на Bigmir)net в Facebook и Telegram.
Категория: Наука