Ученые обнаружили ультра-черную рыбу, которая поглощает почти весь свет, попадающий на кожу существа. Это позволяет рыбам эффективно скрываться в самых глубоких и темных частях океана. Находка может помочь в разработке будущих достижений в области оптических и камуфляжных технологий.
Открытие было сделано командой ученых из Смитсоновского института и Университета Дьюка (США). Было обнаружено, что рыбы поглощают 99,5% всего света. Даже под прямыми лучами света можно различить только силуэт рыб без заметных черт.
Рыбы были найдены в Тихом океане на глубине более 200 м. Существа постоянно обитают в темноте за пределами досягаемости солнечного света. Многие животные адаптировались к подобной среде, создавая собственный свет. Эта способность называется биолюминесценцией и животные используют ее для привлечения пищи или спаривания, а также для освещения хищников и добычи, скрывающихся в темноте.
Для некоторых видов сливаться с черным фоном — это эффективная стратегия выживания, при которой существо поглощает практически каждый фотон света, попадающий на кожу. Одним из таких существ является тихоокеанский черный дракон — рыба, сочетающая ультра-черную кожу с биолюминесцентной приманкой. Таким образом, собственный свет рыбы не отражается от кожи, и не отпугивает добычу. Рыба также имеет прозрачные, антиотражающие зубы.
Чтобы точно выяснить, как рыбе удается так эффективно впитывать свет, команда изучила образцы существа, полученные из глубинных траловых сетей. Ученые обнаружили, что преобладающим компонентом в коже рыб является меланин — светопоглощающий пигмент, который также естественным образом в различной степени делает кожу человека темнее и защищает ее от солнечного света. Ученые выяснили, что у рыб очень высокий уровень меланина в коже, которая устроена особым образом.
Пигмент не просто присутствует в коже ультра-черной рыбы, а распределяется уникальным образом. Наполненные пигментом клеточные соединения, называемые меланосомами, плотно объединены в пигментные клетки. Пигментные клетки расположены очень близко к поверхности кожи рыбы в непрерывном слое. Размер, форма и расположение меланосом заставляют их направлять любой свет, который клетки не сразу поглощают, к соседним меланосомам внутри клетки. Другие меланосомы затем поглощают оставшийся свет.
Тот же общий принцип работает в других ультра-черных материалах, как натуральных, так и искусственных. Однако команда говорит, что версия глубоководной рыбы намного эффективнее. Система на основе меланина, как у рыбы, будет намного компактнее и механически проще в реализации. Открытие может помочь в разработке состава будущих ультра-черных материалов, которые будут намного тоньше, долговечнее и дешевле, чем те, которые доступны сейчас.
«Это единственная известная нам система, которая использует сам пигмент для контроля любого непоглощенного света. Вместо того, чтобы строить структуру, которая удерживает свет, как если бы вы разрабатывали абсорбирующий пигмент нужного размера и формы, — говорит Карен Осборн, ведущий автор исследования. — С такой технологией можно добиться такого же поглощения намного дешевле и сделать материал гораздо менее хрупким».
Исследование было опубликовано в журнале Current Biology.