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美媒:科学家破解深海超黑鱼类吸收光线之谜

2020-07-30 17:20 青岛海洋发展网

美媒称,在海洋最黑暗的深处,几乎没有地表的光能渗透进来,但不同寻常的生物能茁壮成长。它们中有许多通过生物发光自己产生光,用于捕食猎物等目的。但据《当代生物学》杂志最新刊登的一篇论文,有几种鱼类进化出了截然相反的生存策略:它们超级黑,能吸收几乎所有触及它们皮肤的光。

据美国阿尔斯科技网站7月18日报道,美国史密森学会自然历史国家博物馆的卡伦·奥斯本发现她在野外工作时无法在相机中捕捉到这些超黑鱼类,她对此感到好奇。她当时试图给研究小组的深海拖网所捕获的这些鱼类拍照。奥斯本说:“在6年的野外工作期间,我能够拍出像样照片的只有两种鱼,即角高体金眼鲷和穴口奇棘鱼。”

为了弄清楚为什么会这样,奥斯本与杜克大学生物学家松克·约翰逊等人进行了合作。实验室的测量显示,事实上,这些超黑鱼类吸收了99.5%以上触及它们皮肤的任何光。这是对在黑暗的海洋深处生存的一种很实用的适应能力,因为在那里,即使是几个光子的光——例如附近饥饿的生物发光生物体发出的光——都可以把鱼的位置暴露给捕食者。

报道称,研究人员还发现了这种高效光吸收的秘密:黑色素。这是一种色素,也存在于人体皮肤中,保护人们免受阳光晒伤。黑色素分布在一种被称为黑色素颗粒的颗粒中,这种颗粒反过来又包含在黑色素细胞中。据奥斯本说,它们在真皮层形成一个连续的细胞层。她说:“这种排列带来了一个连续不断的含有黑色素的细胞层,并确保这个细胞层是触及鱼的光首先遇到的东西。黑色素有效吸收大多数触及黑色素颗粒的光。”

报道称,这些颗粒的大小和形状也很重要,因为它们将没有立即被吸收的光散射到色素层,这样这些光可以被相邻的含有黑色素的细胞所吸收。这实际上是一个非常薄而高效的光陷阱。

奥斯本说:“最黑的鱼就像碳纳米管黑体一样黑。”这意味着与已知最黑的物质之一一样黑。她说:“碳纳米管黑体用紧密排列的碳纳米管捕捉光,而这些鱼则用黑色素吸收光,并且通过优化黑色素颗粒的大小、形状和排列来实现极为高效的光吸收。”

好几种超黑物种似乎独立进化出了完全一样的适应能力,奥斯本及其同事在16种远亲物种中发现了这些色素模式。这项研究的最终目标是采用类似的高效设计,以更为廉价和简便的方法生产超黑材料,例如望远镜、相机和其他光敏感设备的内涂层。(新华社)

编辑:荣晓敏
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