Рыбы используют новый способ маскировки в океане
Исследователи из Техасского университета в Остине обнаружили, что рыбы могут скрываться в открытом океане, манипулируя отражением света от своей кожи. Это открытие может привести к созданию новых материалов для маскировки в океане и опровергает 40-летние устоявшиеся представления о камуфляже рыб.
Учёные выяснили, что рыбы-селены (Selene vomer) маскируются путём сложного управления поляризованным светом после его попадания на кожу. Лабораторные исследования показали, что такой камуфляж превосходит на 80% «зеркальную» стратегию, которая ранее считалась передовой.
Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Работа финансировалась ВМС США, заинтересованными как в разработке технологий маскировки, так и в обнаружении подобных стратегий у других.
Проблема маскировки в открытом океане
«В открытом океане нет объектов, за которыми можно спрятаться в трёхмерном пространстве, поэтому организмам нужно сливаться с самой водой», — пояснила Молли Каммингс, доцент интегративной биологии.
Десятилетия считалось, что оптимальная стратегия — отражать солнечный свет, как зеркало. У многих рыб, включая селену, есть отражающие элементы кожи. Эта стратегия хорошо работает для цвета и интенсивности света, но не оптимальна для поляризованного света, когда волны света выстраиваются параллельно.
«В поле поляризованного света в океане много структуры. Люди её не видят, но более 60 видов рыб чувствительны к поляризации и могут её воспринимать», — отметил физик Пэрриш Брэди.
Эксперимент и открытие
Учёные поймали селен, известных способностью к маскировке. В лабораторных резервуарах они имитировали движение солнца в течение дня и с помощью специального поляриметра измерили отражение поляризованного света.
Оказалось, что рыбы могут управлять отражающими свойствами, приближаясь к теоретическому оптимуму и значительно превосходя обычное зеркало.
«Когда мы имитировали свет в зените (как в полдень), рыба просто отражала это поле, как зеркало. Но при более сложном свете селена изменяла свойства отражаемого поляризованного света, чтобы лучше сливаться с фоном в разное время суток», — сказала Каммингс.
Кожа рыбы работает как «поляро-криптическое» зеркало: она избирательно уменьшает степень поляризации и меняет угол поляризации отражённого света в зависимости от условий.
Будущие исследования и применение
Следующая задача — понять механизм этого явления. Это может быть пассивный процесс в коже, изменение ориентации тела рыбы относительно солнца или неврологическая регуляция.
«Как эволюционный биолог, я радуюсь, когда эволюция на шаг впереди человека. Проблема маскировки в этой среде ещё не решена нами, но животное её решило. Мы можем выявить эти биологические стратегии, а материаловеды — превратить их в полезные продукты», — заключила Каммингс.