2021-03-13 18:11

科學家們現在知道了烏賊是如何在閃閃發光的淺水中“精確優化”偽裝的

main article image

乳白色海岸魷魚(Doryteuthis opalescens)是地球上最復雜的變形人之一。這些奇怪的頭足類動物有一種特殊的皮膚,可以精確地調節皮膚的顏色。

科學家們一直對這種烏賊非凡的偽裝和交流能力著迷。新的研究讓我們更接近于弄清楚它們是如何在海岸光亮處捕食的,如何從看不見的捕食者身邊溜走的,甚至如何通過亮出一對假睪丸來躲避咄咄逼人的追求者的。

先前的研究表明,乳白色魷魚的皮膚內部有一個復雜的分子機器:一層由堆疊細胞組成的薄膜,可以像手風琴一樣伸縮,反射從紅色和橙色到黃色和綠色,再到藍色和紫色的整個可見光譜。?

研究人員說,這些微小的凹槽有點像你在光盤上看到的東西,當你在光線下傾斜它時,它會反射出彩虹般的顏色。但就像CD一樣,這種皮膚也需要一些東西來放大它的彩色噪聲。?

當研究人員試圖對烏賊的皮膚進行基因改造時,他們注意到有些東西有點不對勁。

調節烏賊皮膚溝槽的“馬達”是由反射蛋白驅動的,反射蛋白對不同的神經信號做出反應,并控制反射色素細胞。?

含有反射蛋白的合成材料顯示出了類似于我們在烏賊身上看到的閃光,但這些材料不能以同樣的方式閃爍或閃爍。

某些東西顯然是缺失的,最近對活魷魚和基因工程的研究為這一謎題提供了線索。事實證明,反射蛋白只有在被包裹在反射膜外的情況下才能發光。

這個信封包含了類似手風琴的結構,往下看,你就能看到它是如何工作的。

反射蛋白通常彼此排斥,但來自烏賊大腦的神經元信號可以關閉這一正電荷,使蛋白質緊密聚集在一起。

當這種情況發生時,它會觸發上覆膜將水推出細胞外,收縮凹槽的厚度和間距,從而將光線分成不同的顏色。

凹槽之間的塌陷也會增加反射素的濃度,從而使光線反射得更亮。

因此,作者解釋說,這個復雜的過程“動態地[調節]顏色,同時增加反射光的強度”,這就是為什么乳白色的烏賊會閃爍和閃爍,有時有顏色,有時沒有。?

烏賊皮膚內只反射白光的細胞,似乎也是由同樣的分子機制驅動的。事實上,作者認為這就是為什么烏賊能夠模仿波浪式的陽光。

來自加州大學圣巴巴拉分校的生物化學家丹尼爾·莫爾斯說:“進化不僅精巧地優化了顏色的調節,而且利用相同的材料、相同的蛋白質和相同的機制來調節亮度。”?

多年來,工程師們一直在嘗試模仿乳白色烏賊那令人驚嘆的皮膚,但一直沒有成功。這項由美國陸軍研究辦公室(United States Army research Office)支持的新研究,幫助我們找到了錯誤的地方。?

作者總結說,僅靠薄膜反射素無法提供我們在魷魚身上看到的光控制的全部功率,因為我們似乎缺少耦合放大器。

莫爾斯說:“如果沒有圍繞反射物的薄膜,這些人造薄膜的亮度就不會發生變化。”?

“如果我們想要捕捉生物的能量,我們必須包括一些類似膜的外殼,允許可逆調節亮度。”

這項研究發表在 應用物理快報。?

老司机精品福利在线导航,色综合久久中文字幕,久热综合在线亚洲精品,色婷婷六月丁香在线观看