如何在黑暗無光的深海裡生存?當一條比黑更黑的魚

如何在黑暗無光的深海裡生存？一種方案：擁有比黑更黑的皮膚。

一種「超黑魚」 穴口奇棘魚（Idiacanthus antrostomus）|Karen Osborn, Smithsonian

「超黑魚」

只有不到 1% 的陽光，能夠照射到超過 200 米的深海裡；這裡除了發光生物，幾乎一片漆黑。為了在深海裡隱身、不被捕食者或獵物發現，一些魚會演化出「超黑」的皮膚——這是目前已知的最黑的幾種材料之一。

例如，夢角屬（Oneirodes）的一種魚，對光的反射率只有 0.051%。這比普通黑紙 10% 的反射率低得多，而目前最黑的合成材料（垂直排列的碳納米管），對光的反射率則為 0.045%。

另一種「超黑魚」角高體金眼鯛（Anoplogaster cornuta），在普通條件下拍攝出來就是黑漆漆一條魚（右圖）| Karen Osborn, Smithsonian

在最近的《當代生物學》期刊上，來自美國國立自然歷史博物館和杜克大學的科學家找到了 18 種「超黑」的魚，夢角屬的這種魚是其中最黑的。這 18 種魚的皮膚，對整個可見光波段的平均吸收率超過98.96%；對深海中存留最多的 480nm 光線，有超過99.4%的吸收率。

皮膚中的黑素體

之前在鳥類、蝴蝶、蜘蛛等動物上也發現了超黑表面，它們多是通過角蛋白或甲殼素，在表面形成了特殊的結構。這些魚則不同，它們僅僅依靠皮膚中黑素體的排列，就實現了超黑。

一些雄性極樂鳥也有著超黑的羽毛 | Ed Scholes

黑素體是一種含有黑色素的細胞器。科學家使用電子顯微鏡對 9 種超黑魚的皮膚進行觀察，發現它們的皮膚中都有一層密密麻麻堆積的黑素體；而且，經過與模型的對比，研究者發現，這些黑素體的排列方式與最優狀態非常接近，從而達到了極低的反射率。具體來說有以下兩點特徵：

1）根據模型，當黑素體的等效直徑為 600～800nm、長寬比為 2 時，黑素體層對光有最低的反射率。而這些超黑魚的黑素體，等效直徑為 612nm，長寬比平均為 2.1。

2）當黑素體層厚度增加時，反射率會快速衰減；但當厚度增加到 7 m 以上時，受限於最表層的反光，反射率則將不再繼續降低。而超黑魚的黑素體層，平均厚度約為 8 m。

研究中用到的另一種「超黑魚」 厚頭犀孔鯛（Poromitra crassiceps）| Karen Osborn, Smithsonian

模仿這種「魚中黑洞」的皮膚，人們可能開發出更便宜、靈活和耐用的超黑材料，應用於光學設施、軍事製造等，可以防止反射光對性能造成影響。

參考文獻

Davis et al., Ultra-black Camouflage in Deep-Sea Fishes, Current Biology (2020), https://doi.org/10.1016/ j.cub.2020.06.044