某些超黑魚竟能吸收99.9%的入射光,仿佛身披隱形衣!

2021-01-08 美國國家地理中文網

這條馬鮁巨口魚來自大西洋東部三千多米深的海域。

攝影:SONKE JOHNSEN

在海洋深處的黑暗中,魚兒為了躲避天敵,不得不「身披黑衣」以融入黑夜。

撰文:ELIZABETH ANNE BROWN

浩瀚無邊、黑暗籠罩的深海裡,魚類的偽裝術千變萬化,但有一種招數可謂百試不爽,那就是融入漆黑環境的黑色外表。

包括蝰魚在內的部分魚類進化的越來越黑,在深海中仿佛身披隱形衣。

「當你在水中遇到蝰魚時,它們就像宇宙的黑洞,那種體色超出你平時對黑色的定義。」美國杜克大學的海洋生物學家Snke Johnsen說道,他專研的正是深海的這些居民。

科學家一直在研究「超黑魚」、也就是深海中吸收光線能力極強的那些生物,想搞清它們是如何讓自己變的這般隱形。

最近,Johnsen及其同事Karen Osborn發現,這些深海魚的皮膚裡具有極為複雜的納米結構,可以捕捉射入的光子,幾乎全部吸收殆盡。今年一月,該科研團隊在「綜合與比較生物學學會年會」上介紹了相關研究成果。

「我們本以為只會找到大量的色素沉澱,」史密森國家自然歷史博物館的無脊椎動物學家Osborn說道,「結果我們發現了協調有序的生理組織,讓魚兒看上去超級黑。」

它們為什麼要在幽暗的深海中玩障眼法呢?

深海彈珠檯

深海是個食物匱乏的領域,每個成員都是食譜上的菜。像琵琶魚這樣的魚類進化出了整套「武器」來捕獲獵物;有些魚類通過觸鬚來探尋移動的獵物;還有些則用發光器官掃尋周圍,可謂各顯神通。

「想像一下這樣的場景,拿著手電筒照射,看不到任何異樣,」Johnsen說道,「只是偶爾被什麼東西撞一下,就好像雷達才能發現它的存在。」

深海魚最基本的防禦就是模仿無盡的海水。「你只有仔細探索照明器具照射到的水域,你才能知道那裡到底有些什麼。」

太平洋真巨口魚生活在夏威夷群島附近。

攝影:SONKE JOHNSEN

據Johnsen介紹,要想吸收所有入射光,單單依靠大量的黑色素是不夠的,關鍵要看皮膚的表面。

如果一條魚的皮膚構造太過簡單且平滑,那麼虎視眈眈的捕食者將看到明亮的影像。但如果皮膚表面的構造較為複雜,那麼射入的光子會像彈珠檯的彈球一樣處處碰壁、彈跳不止。

Osborn在近期的試驗中研究了7種超黑魚的皮膚表面構造,它們都來自野生環境。她發現了微小的黑色素囊,與人體內的極為相似,從微觀結構上看它們排列得極其複雜,就好像是超高難度的彈珠檯遊戲。射入的光線有來無回。

根據Johnsen和Osborne的研究來看,有些超黑魚竟然能吸收99.9%的入射光,也就是說只有千分之一的光子逃離了迷宮。

「最黑」魚究竟有多黑?

這使得超黑魚位居世界上已知「最黑」、也就是最能吸收入射光的生物之列。

世界上「最黑」的生物器官是澳大利亞極樂鳥的黑色羽毛,吸收率高達99.95%。

科學家認為,雄性極樂鳥的羽毛之所以進化的越來越「黑」,是因為越黑越能襯託出羽毛上的彩色斑點,有助於達成它的終極目標——吸引異性。

深海魚吸收光線的機制吸引了耶魯大學鳥類學家Richard Prum的目光。

「鳥類羽毛和蝴蝶鱗片上的微觀洞穴能捕獲光子,」Prum解釋道,「而超黑魚是利用色素囊的微觀構造來吸收光線。」

這種獨特的構造是科學家關注的焦點,它有助於研發出仿生的超黑產品,包括相機、望遠鏡和太陽能電池板等等,尤其是目前成本過高的高科技產品。

希望這種「超黑」的馬鮁巨口魚將帶給我們技術革命的契機。

(譯者:清泉石上流)

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