Герберт Уэллс знал это, H.P. Лавкрафт знал это, И Губка Боб Квадратные Штаны наверняка это знает. Кальмары довольно навороченные. Особенно если речь идет об их коже. Благодаря наличию в их тканях специализированных пигментных клеток, называемых хроматофорами, они могут изменять свою окраску и внешний вид в мгновение ока - переключаясь с ослепительно переливающегося в одну минуту к темному и мутному в следующую. Способность кальмаров настраивать цвет и яркость своей переливающейся радугой кожи может помочь инженерам создать более эффективный камуфляж.
Считается, что этот эффект эволюционировал, чтобы имитировать мерцающий свет, пробивающийся сквозь воду.
Поэтому неудивительно, что эти морские мастера маскировки долгое время были предметом восхищения военных, поскольку понимание того, как именно кальмарам удается достичь своих замечательных действий по маскировке, может помочь инженерам производить материалы с аналогичными качествами.
Теперь, после более чем десятилетних исследований, профессор Калифорнийского университета Дэниел Морс и его команда выяснили один из механизмов, лежащих в основе способности кальмаров так завораживающе блестеть и мерцать.
«На протяжении веков люди удивлялись способности кальмаров в течение миллисекунд изменять цвет и рисунок своей кожи - что они прекрасно делают - для маскировки и подводного общения, сигнализируя друг другу и другим видам, чтобы они держались подальше, или как привлекательность для спаривание и другие виды сигналов», - сказал профессор Морс.
«Мы обнаружили, что кальмар может не только настраивать цвет отраженного света, но и его яркость».
Контролируемые хроматофоры разных цветов в коже кальмара позволяют ему быстро менять окраску и рисунок, будь то для маскировки или передачи сигналов. Фото: wikipedia.org
Предыдущие исследования показали, что белки, называемые рефлектинами, обнаруженные в тканях кальмаров, ответственны за их радужную окраску. Новое исследование прибрежного кальмара вида Doryteuthis opalescens, выявило структуры и механизмы, которые позволяют светоотражающим клеткам, известным как иридоциты в его коже, принимать практически все цвета радуги.
Все сводится к крошечным аккордеоноподобным структурам, называемым ламелями, обнаруженных на клеточных мембранах иридоцитов. Эти ламели изменяют форму из-за осмотического действия воды внутри клетки и, таким образом, изменяют длину волны и, следовательно, цвет отражаемого ими света, благодаря конденсирующимся или распространяющимся внутри них отражающим белкам рефлектинам.
В то же время, по мере того, как мембрана конденсируется, рефлектины группируются ближе друг к другу, вызывая увеличение их показателя преломления и усиление яркости.
«Вода выдавливается из аккордеоноподобной структуры, и это сжимает аккордеон, поэтому толщина промежутка между складками уменьшается, и это похоже на сближение канавок компакт-диска», - сказал Морс. «Таким образом, отраженный свет может постепенно переходить от красного к зеленому и синему».
Сейчас команда работает с инженерами по материалам над воспроизведением эффекта в синтетическом материале.
Исследование было опубликовано в журнале Applied Physics Letters.
Источник: BBC Science Focus
