大自然的隱身者:"渾身透明"、蒙蔽天敵雙眼

出品|網易科學人欄目組

譯者|晗冰

章魚會噴出墨汁，讓周圍水域變得一片渾濁，這我們都非常清楚，但要如何變得完全透明隱身？眾所周知，現實中如果要實現隱身，物體本身就要讓光線暢通無阻，或者讓周圍的光線產生彎曲，目前還沒有人能夠真正做到這一點。但有些動物卻可以。

玻璃章魚

圖示：深海中的玻璃章魚

如果海洋中的動物想要使自己隱身，它們通常有兩個選擇。生活在靠近海底的深海生物可以將自己的體表顏色與海底的沙子或巖石混合在起來，或者是隱藏在珊瑚中。當然在深海裡，常常是漆黑一片，很多食肉動物並沒有慣常的視覺，所以視覺上的隱身並無必要。

生活在上層海水中的動物大可以通過生物發光產生令人眼花繚亂的光線，從而隱藏自己的行蹤。這會讓下層海水中的撲食者無法從射入海水的陽光中分辨出動物。然而，對於生活在海水中上層的動物來說就沒有這麼幸運了，他們既沒有深海黑暗環境的庇護，也無法依賴海面上的陽光來保護自己，因此這裡恰恰是隱身動物最集中的地方。

也許最簡單的隱形方式就是讓自己變得透明，讓光線完全穿過身體。在沒有遮蔽物的海洋中，提高自身透明度是隱藏自己的最好辦法。

玻璃章魚（Vitreledonella richardi）就是這樣的一種動物，因為它幾乎完全透明。如果算上觸手，這種凝膠狀生物可以長到45釐米（18英寸），。它分布在世界各地的熱帶和亞熱帶300到1000米以下的海水中。除了其消化系統，視神經和眼睛之外，玻璃章魚幾乎完全是透明的。

但是，如果眼睛和內臟易燃可見，那麼讓整個身體透明的意義何在？更糟糕的是，這些不透明器官將在海水中投下陰影，對於其天敵來說更加明顯。當然，眼睛需要吸收光線才能發揮視覺作用，所以不可能透明。內臟需要消化食物，所以除非這種生物只吃透明的食物，也不可能看不到。然而，玻璃章魚以及所有類似的透明生物都會偽裝這些器官。例如玻璃章魚的眼睛細長，雖然減少了可視範圍，但是也讓投射在海水中的陰影最小化，使得身下的捕食者不太容易發現。還有一些證據表明，它的身體會和眼睛同向，以便使其陰投射的陰影最小化。

玻璃章魚不是唯一一種通過巧妙方式隱藏眼睛的透明動物，。許多透明的軟體動物會用鏡面原理來偽裝他們的眼睛，讓眼睛反射出更多海水，所以捕食者無法察覺。

大眼烏賊(Glass Squid)或玻璃魷魚

圖示：玻璃魷魚

在玻璃魷魚家族中大約有60多種生物，它們幾乎完全透明，主要生活在海平面以下200到1000米的海水中。

雖然其身體是完全透明的，但他們的大眼睛卻不透光，這樣一來下層的捕食者可以很容易地看到它們的大眼睛投下的陰影。然而，玻璃魷魚使用巧妙的偽裝方式來隱藏自己的眼睛。它通過眼睛下面的發光器來隱藏自己。發光器發出的光類似於海面上投射進來的陽光，所以其使得下層的撲食者完全分辨不出玻璃魷魚和上層陽光完全看不見捕食者在它下面遊泳。然而，如果發光器發出的光纖角度固定，那麼一旦捕食者從其他方位觀察的話，玻璃魷魚就會變的非常顯眼。

但賓夕法尼亞大學的研究人員發現，玻璃魷魚的發光器能夠將產生的光量與周圍的光亮相匹配，從而創造出一種全方位的隱形鬥篷。

浮蠶深海蠕蟲

圖示：浮蠶深海蠕蟲

浮蠶屬深海蠕蟲也幾乎是完全透明，讓捕食者很難看到它。但矛盾的是，浮蠶屬中至少有11種成員也能發出明亮的光。大多數浮蠶屬深海蠕蟲會發出藍色的光，但有一種浮蠶屬深海蠕蟲發出的光是明亮的黃色，其也是地球上少有幾種能夠發出這種光的生物之一。

一些浮蠶蠕蟲甚至可以通過丟棄它們身體上稱之為疣足的發光部分來分散捕食者的注意力，使得捕食者去追逐發光部位而放棄蠕蟲本身。

海樽

圖示：海樽

海樽是一種完全透明的桶形生物，主要通過擠壓體內的海水來進食或移動。它們通過過濾水中的浮遊植物來攝取營養。雖然看起來有點像水母，但實際上更複雜，其與魚類和脊椎動物的關係要近一些——海樽有心臟和鰓，進行有性生殖。

海樽的生命周期非常奇異。在部分時間內，它們自己生活，然後會克隆自身，形成一個鏈狀的生物體。單個海樽通過電信號彼此溝通，從而協調整個鏈狀生物體的動作。

片腳類動物

圖示：片腳類動物

對於海洋中的弱小生物來說，單純提高透明度是遠遠不夠的，還需要其他的技巧來保持隱形。對於片腳類動物這種與蝦類似的小型甲殼類動物而言，它們也能夠通過自身的透明來避開掠食者。但是這還不夠。眾所周知玻璃也是透明的，但是如果向其投射光線，仍然可以看到。這是因為光線被玻璃表面反射了。對於海洋中的生物也是如此，因為許多捕食者在捕獵時使用生物發光器作為探照燈來搜尋獵物。

最近的一項研究表明，片腳類動物的隱身能力不僅僅限於簡單地提高透明度。事實證明，它們能夠使用一種納米技術來幹擾和彎曲光線，從而讓自己隱身。科學家們用電子掃描顯微鏡分析了七種片腳類動物，發現其中一種片腳類動物的腿被微小的納米級毛髮狀突起所覆蓋。

這些片腳類動物的全身也尺寸從100納米到約300納米的凸起所覆蓋。微小的納米級凸起可以最大限度地減少光的散射，而對於這種特殊的片腳類動物而言，凸起和毛髮兩種納米結構的組合可以將光的反射率降低100倍。研究人員認為這些覆蓋片腳類動物身體的實際上可能是細菌。

章魚(Japetella heathi)和魷魚(Onychoteuthis banksii)

在隱身方面，章魚(Japetella heathi)和魷魚(Onychoteuthis banksii)也是行家，它們可以將自己從透明狀態轉變為紅棕色。

這些物種生活在600到1000米深的太平洋中。這一區域被稱為海洋的中上層地帶。由於海水表面的漫射陽光直接透過透明組織，提高透明度有助於其隱身。但是，如果將光線直接照射在透明的物體上時，其就會變得非常明顯。

不幸的是在深海中這種情況經常發生。捕食者在捕獵時會使用稱為發光器的器官來搜尋獵物。因此，這一深度的很多生物外表通常是紅色或黑色，以便儘可能地反射出更少藍光。章魚和魷魚的皮膚中都含有相關的感光細胞，因此都可以變換身體色彩。其感光細胞含有染料，當檢測到光時，就會立即膨脹並釋放顏色。

藍寶石水蚤

圖示：藍寶石水蚤

藍寶石水蚤有螞蟻大小，主要生活在溫暖的熱帶和亞熱帶海洋中。他們屬於橈足類甲殼動物。其能夠發出各種色彩的光，有藍色、紅色以及黃色。

令人驚奇的是，它們可以上一秒鐘還在閃爍，下一秒鐘似乎就完全消失。研究發現，其皮膚或角質層細胞包含以六角形蜂窩圖案排列的微小晶體。晶體中含有構成DNA四個鹼基之一的鳥嘌呤。晶體層間通過稱為細胞溶質的流體彼此分離。

科學家團隊發現，儘管鳥嘌呤晶體層厚度相同，都是70納米，但層間細胞質的厚度可以在50至200納米之間不斷變化。這種特性決定了藍寶石水蚤的顏色變化。較厚的細胞質能夠反射波長較長的光波，這使得藍寶石水蚤看起來就是紅色或品紅色。

其外表顏色也取決於入射光線的角度。隨著角度變得越來越小，反射光的波長變短並且顏色變得更紫。如果角度變得足夠小，則反射光就完全落在紫外光譜中，這意味著我們就無法看到藍寶石水蚤，以45°角射入藍寶石水蚤的光線能夠讓其不可見。

玻璃蝴蝶

圖示：玻璃蝴蝶

以上所討論的所有透明動物都生活在海洋中。而對於生活在陸地上的植物和動物來說，要實現隱身難度更大，因為生物體組織和空氣在折射率方面存在如此大的差異。實際上一種材料的折射率反映了光線穿過它的速度。光在真空中行進最快，一般來說，材料越密集，穿過其的光折射率越大。

由於生物組織比空氣厚得多，密度也要大得多，因此當光波從空氣射入身體組織時，它們會減慢很多。這導致光線改變方向和發生散射，從而讓生物外形可見。

在海洋中，水和生物組織在折射率方面的差異較小，所以變得透明相對容易，因此這也是為什麼在海洋中有很多「幾乎」看不見的動物。從另一方面講，陸地上的生物體需要諸如黑色素來保護他們免受太陽的紫外線輻射，所以我們不會在在陸地上看到很多類似的動物。

但是總有一些例外。其中一種就是是居住在中美洲的玻璃蝴蝶。

雖然其並不是完全透明，但透明的翅膀使得捕食者難以追蹤飛行中的玻璃蝴蝶。為了能夠看清楚玻璃蝴蝶如何實現透明，科學家在電子顯微鏡下檢查了它們的翅膀。他們發現其中隨機分散著微小的納米尺寸凸起，長度也不盡不同。這種納米尺度的結構隨機分布，大小不一，似乎有助於蝴蝶將其翅膀的光反射最小化。納米柱幹擾了光線的反射撞擊機翼，導致大部分光直接穿過了其翅膀。

透明軟體動物

圖示：透明蝸牛

還有一種是在克羅埃西亞最深的洞穴中發現的半透明蝸牛。法蘭克福歌德大學的科學家發現，在位於盧卡那牙買加特羅深達980米的洞穴中發現了這種軟體動物。

地下洞穴中發現的這種微型蝸牛無法自行移動。研究人員認為，它們藉助小溪的水流來移動。

然而，雖然它是半透明的，但蝸牛仍然是可見的，這也從側面說明陸地生物要想要實現海洋生物的隱身效果是何等困難。

本文來源：網易科學人 責任編輯：郭浩_NT5629