Материалы портала «Научная Россия»

Прозрачные обитатели океана

Прозрачные обитатели океана
Даже если они окружат вас, вы не сможете их увидеть. Более 90% океанов населены невидимками

Сонке Джонсен (Sönke Johnsen), профессор биологии в Университете Дьюка (Северная Каролина, США) погружается в океан вдали от обломков кораблекрушений и коралловых рифов. Он не спускается на дно. То, что он ищет, трудно увидеть: Джонсен и его коллеги замирают, дожидаясь едва заметного движения в толще воды, и вскоре бережно опускают что-то в стеклянную банку.

«Даже если вокруг вас будет множество этих созданий, вы вряд ли увидите их, — говорит биолог. — Потому что они прозрачные».

Океаны, занимающие более 90% пригодной для жизни поверхности нашей планеты, населены почти невидимыми животными. Такими их сделала среда обитания.

На земле животные используют маскирующую окраску, чтобы скрыться среди листьев или камней, на мелководье — чтобы стать незаметными на фоне песка или кораллов. Существам, плавающим в глубинах океана, негде спрятаться от врагов. Единственный выход — стать прозрачными. Если свет проходит сквозь вас, никто вас не увидит.

Прозрачность — не просто отсутствие пигментации, альбинос — не невидимка. Тело прозрачного существа должно поглощать и рассеивать как можно меньше света.

Особенно трудно дается рассеивание. Когда свет из воздуха попадает в материал с другим коэффициентом преломления, который часто пропорционален плотности, свет частично отражается, частично искривляется. Именно поэтому было бы нетрудно поймать прозрачную корову или голубя — плотность воздуха настолько меньше плотности тела животного, что даже если бы оно было совершенно прозрачным, его можно было бы распознать по отблескам света.

Вода гораздо плотнее воздуха, ее плотность приблизительно равна плотности органических тканей морских животных, что позволяет им существенно сократить степень рассеивания. Органы, имеющие бóльшую плотность, располагаются внутри животных таким образом, чтобы отражать как можно меньше света.

Измерения, которые произвел профессор Джонсен, показывают, что прозрачные обитатели океана пропускают без искажений от 20 до 90% света. «Сквозь них можно было бы читать книгу», — говорит он.

Вместе с тем, прозрачность не всегда полезна: у поверхности моря прозрачные существа могут получить солнечные ожоги не только кожи, но и внутренних органов. Чтобы защититься от ультрафиолетовых лучей, они вырабатывают вещество, которое действует, как крем от загара. Правда, оно делает животных видимыми для хищников с глазами, чувствительными к ультрафиолету.

Изучение прозрачности морских животных приносит людям практическую пользу. «Многое из того, что я о них узнал, можно использовать при лечении катаракты у человека», — говорит Джонсен.

Помимо прозрачности, эволюция создала еще две технологии обеспечения малой заметности: зеркала и биологические лампы.

Многие хищники нападают снизу вверх, этому соответствует расположение глаз — даже кальмар смотрит вверх одним большим глазом, в то время как другой, «нормальный» глаз контролирует периметр. Серебристые бока сельдей и сардин представляют собой системы зеркал, которые отражают падающий сверху свет, подобно тому, как сливаются с небом зеркальные окна небоскребов. И вместо рыбы хищник снизу видит лишь воду.

Британский специалист по биологии моря Эрик Дентон еще в 1960-х годах выяснил, что чешуйчатые зеркала у рыб расположены вертикально, что в наибольшей степени способствует обману зрения.

Третья стратегия — контриллюминация. Вместо зеркал некоторые морские животные применяют собственное свечение. Как и светлячки, они делают это при помощи особых органов, называемых фотофорами.

Доктор Стивен Хэддок (Steven Haddock) из Института подводных исследований залива Монтерей (Калифорния) наблюдал эффективность контриллюминации в затемненной лаборатории, где плавала в аквариуме рыба-мичман. Глядя из-под аквариума на рыбу с расстояния около полуметра, исследователь переставал ее видеть, как только она «включала» огни на животе.

При использовании контриллюминации критически важно, чтобы свет, испускаемый животным, был направлен вниз. «Просачивание света в других направлениях делает обладателя фотофоров уязвимым, поэтому он их оснащает линзами, зеркалами и фильтрами», — поясняет Хэддок.

Контриллюминацию применяют и хищники. Фотофоры бразильской светящейся акулы обеспечивают ей превосходный камуфляж, а черная полоса позади челюстей, как полагают ученые, служит приманкой для тунца, принимающего эту полосу за небольшую рыбу, которой он питается.

Некоторые обитатели моря пользуются сразу несколькими средствами камуфляжа. Прежде всего, быть полностью прозрачным невозможно: такие ткани, как радужная оболочка глаза, обязаны поглощать свет, чтобы выполнять свою функцию. Например, почти совершенно прозрачный глубоководный кальмар Chiroteuthis имеет специальную подсветку, скрывающую его огромные непрозрачные глаза, причем независимо от того, куда смотрит кальмар, свет всегда направлен вниз.

В океанских глубинах скрывается много других удивительных существ. «Нам попадаются самые маленькие, медленные и глупые, а остальные без труда избегают встречи с нами, — говорит профессор Джонсен. — Мир, окружающий нас, загадочен и прекрасен. Но чтобы увидеть это, нужно вглядываться в него изо всех сил».

Источник: The New York Times

биологические лампы защитные механизмы прозрачные животные

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий