美媒:科學家破解深海超黑魚類吸收光線之謎
2020年07月20日20:19

原標題:美媒:科學家破解深海超黑魚類吸收光線之謎 來源:參考消息網

參考消息網7月20日報導 美媒稱,在海洋最黑暗的深處,幾乎沒有地表的光能滲透進來,但不同尋常的生物能茁壯成長。它們中有許多通過生物發光自己產生光,用於捕食獵物等目的。但據《當代生物學》雜誌最新刊登的一篇論文,有幾種魚類進化出了截然相反的生存策略:它們超級黑,能吸收幾乎所有觸及它們皮膚的光。

據美國阿爾斯科技網站7月18日報導,美國史密森學會自然歷史國家博物館的卡倫·奧斯本發現她在野外工作時無法在相機中捕捉到這些超黑魚類,她對此感到好奇。她當時試圖給研究小組的深海拖網所捕獲的這些魚類拍照。奧斯本說:“在6年的野外工作期間,我能夠拍出像樣照片的只有兩種魚,即角高體金眼鯛和穴口奇棘魚。”

為了弄清楚為什麼會這樣,奧斯本與杜克大學生物學家鬆克·約翰遜等人進行了合作。實驗室的測量顯示,事實上,這些超黑魚類吸收了99.5%以上觸及它們皮膚的任何光。這是對在黑暗的海洋深處生存的一種很實用的適應能力,因為在那裡,即使是幾個光子的光——例如附近饑餓的生物發光生物體發出的光——都可以把魚的位置暴露給捕食者。

報導稱,研究人員還發現了這種高效光吸收的秘密:黑色素。這是一種色素,也存在於人體皮膚中,保護人們免受陽光曬傷。黑色素分佈在一種被稱為黑色素顆粒的顆粒中,這種顆粒反過來又包含在黑色素細胞中。據奧斯本說,它們在真皮層形成一個連續的細胞層。她說:“這種排列帶來了一個連續不斷的含有黑色素的細胞層,並確保這個細胞層是觸及魚的光首先遇到的東西。黑色素有效吸收大多數觸及黑色素顆粒的光。”

報導稱,這些顆粒的大小和形狀也很重要,因為它們將沒有立即被吸收的光散射到色素層,這樣這些光可以被相鄰的含有黑色素的細胞所吸收。這實際上是一個非常薄而高效的光陷阱。

奧斯本說:“最黑的魚就像碳納米管黑體一樣黑。”這意味著與已知最黑的物質之一一樣黑。她說:“碳納米管黑體用緊密排列的碳納米管捕捉光,而這些魚則用黑色素吸收光,並且通過優化黑色素顆粒的大小、形狀和排列來實現極為高效的光吸收。”

好幾種超黑物種似乎獨立進化出了完全一樣的適應能力,奧斯本及其同事在16種遠親物種中發現了這些色素模式。這項研究的最終目標是採用類似的高效設計,以更為廉價和簡便的方法生產超黑材料,例如望遠鏡、相機和其他光敏感設備的內塗層。(編譯/馬丹)

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