ל -16 מינים של דגי ים עמוקים שאוקיאנוגרפים מצאו מול חופי קליפורניה ומפרץ מקסיקו יש עור שחור-פחם ייחודי. בשל המבנה הייחודי של גרגרי הפיגמנט בתאים, עורם של דגים כאלה משקף רק 0.04% מהאור הנופל עליו. תוצאות המחקר פורסמו בכתב העת המדעי Current Biology.
"אם אתה רוצה להתמזג עם החושך הקודר של המים העמוקים שמקיפים אותך, אז אתה צריך לספוג את כל האור שנופל עליך. הדגים האלה המציאו מלכודת דקה מאוד ויעילה מאוד לאור. כאשר האור נופל על פניו, היא נעלמת ללא עקבות. "אמרה קארן אוסבורן, אוקיינוגרפית במוזיאון להיסטוריה של הטבע סמיתסוניאן ואחת ממחברי המחקר.
כעת פיסיקאים מפתחים באופן פעיל מטא -חומרים - מבנים מלאכותיים העשויים מחלקיקים רבים או מרכיבים מיניאטורים אחרים שיכולים ליצור אינטראקציה בדרכים יוצאות דופן עם אור או גלים אחרים. חומרים כאלה מעניינים מכיוון שניתן להשתמש בהם ליצירת מעין "גלימות בלתי נראות", עדשות שטוחות וגאדג'טים עתידניים אחרים.
הטבע "המציא" מטא -חומרים כאלה הרבה לפני שבני האדם גילו אותם. בפרט, גבישים ומבנים דומים להם מכסים את פני הכנפיים של פרפרים וחיפושיות רבות בצבע "מתכתי". עמיתיהם נמצאים גם בתאים של עורות זיקית ואפילו בקפלים הכחולים על פניהם של בבוני מנדריל.
בנוסף, לפני שנתיים גילו הפיסיקאים כי נוצותיהם של מינים מסוימים של ציפורי גן עדן הן מטא-חומר ייחודי-שחור-פחם שסופג 99.95% אור. התכונה יוצאת הדופן הזו של ציפורים התבררה כקשורה לקיומה של תבנית מיוחדת של בורות על פני נוצותיהן, הממלאות תפקיד של מעין "מלכודת" לאור.
"חור שחור" חי
במהלך לימוד בעלי החיים בים העמוק של מפרץ מקסיקו והאוקיינוס השקט מול חופי קליפורניה, גילו בטעות דוגמא מעניינת אף יותר לחומר מטא-אופטי טבעי כזה. כשהבחין בכמה דגים בעומק של כמה מאות מטרים, ניסה אוסבורן לצלם את הלכי שלה.
"למרות העובדה שהמצלמות שלנו מאוד מתקדמות, לא הצלחתי למקם את מקורות האור ולצלם את הדגים כך שאוכל לראות את הפרטים הקטנים בתצלומים. הכל נראה כאילו התושבים האלה במעמקים מוצצים את כולם האור. "נזכר אוסבורן.
פסיפיק אידיאקנטוס (Idiacanthus antrostomus)
© קארן אוסבורן / סמיתסוניאן
מול תכונה יוצאת דופן זו של דגים, ביולוגים בחנו בפירוט את התכונות האופטיות ומבנה עורם במעבדה. זה אישר שדגי ים עמוקים אינם נחותים מציפורי גן עדן ביכולת לספוג אור, אך יחד עם זאת מבנה ההסוואה שלהם היה הרבה יותר פשוט.
חרב שיניים ארוכות קרניים (Anoplogaster cornuta)-עוד אחד מהדגים עם עור שחור פחם
© קארן אוסבורן / סמיתסוניאן
זוהי שכבה דקה של תאי פיגמנט, שבתוכה ארוזים מלנוזומים בצורה מיוחדת - מבנים המכילים כמות גדולה של פיגמנט מלנין. גודל וצורת הגרגירים שלו נבחרים באופן שהם או סופגים אור או מכוונים אותו לעבר גרגרי פיגמנט דומים אחרים. הודות לכך, רק 0.04% מהאור הנופל על דגים כאלה חוזר לסביבה.
ספיגת אור כזאת, כפי שמראים החישובים של האוקיאנוולוגים, מגדילה באופן דרמטי את סיכויי הדגים להישרדות. העובדה היא שהמרחק שבו ניתן להבחין בהם על ידי טורפים או טרף פוטנציאליים, הודות לצבע זה, מצטמצם ביותר משישה פעמים בהשוואה לדגים רגילים בצבע כהה.
חוקרים את מבנה תאי הפיגמנט שלהם, מציינים החוקרים, יסייעו למהנדסים ולפיזיקאים ליצור אלטרנטיבות זולות יותר ועמידות יותר למטא-חומרים מורכבים סופחי אור המחקים את מבנה הנוצות של ציפורי גן עדן ופרפרים פחם-שחורים. הודות לכך, ייצור מכשירים אופטיים והתקנים אחרים הזקוקים להגנה כזו יכול להיות הרבה יותר זול, מסכמים המדענים.
