Giliavandenės būtybės gali atverti kelią naujoms technologijoms – dabar. Maitinamas Northrop Grumman

Giliavandenės būtybės gali atverti kelią naujoms technologijoms – dabar.  Maitinamas Northrop Grumman

Giliavandenių būtybių, gyvenančių ten, kur saulės šviesos mažai arba visai nėra, žaidimo taisyklės yra paprastos: valgykite, nesivalgykite ir stenkitės daugintis. Kai kurie iš šių gyvūnų, pavyzdžiui, medūzos, gamina savo šviesą. Kiti gyvūnai priglaudžia bakterijas, kurios gamina jiems šviesą, pavyzdžiui, velniai su savo bakterijų pripildytais masalais. Įvairių jūros būtybių paleidimas atitrauktų arba paženklintų švytinčias daleles, kaip ir plėšrūnai, pavyzdžiui, National Geographic.

Visa ši bioliuminescencija turi labai tamsią aplinką, dėl kurios atsiranda nepaprastų prisitaikymų, pavyzdžiui, akys gali aptikti tik kelis šviesos fotonus. Naujausiose biologijos ataskaitose mokslininkai atrado kitą įprastą išgyvenimo giliavandenėje priemonę – itin juodą pigmentą.

Juodiausia natūrali juoda

Mokslininkai pradėjo mokslinius kruizus Monterėjaus įlankoje, Kalifornijoje, ir Meksikos įlankoje, norėdami surinkti egzempliorius nuo 0 iki 2000 metrų (apie 6562 pėdų) žemiau paviršiaus, naudojant tralą arba nuotoliniu būdu valdomą transporto priemonę. Palyginimui, komerciniai narai su specialia įranga gali pasiekti 600 metrų (apie 1968,5 pėdos) gylį, kol vandens slėgis tampa mirtinas žmonėms. Jūriniai mėginiai buvo paimti naktį, kai giliavandenės žuvys plaukia aukščiau.

Komanda nustatė 16 rūšių žuvų su itin juoda oda, kurios apšvietė mažiau nei 0,5 % šviesos. Tamsiausia rūšis – jūrinė žuvelė svajotoja – atspindėjo vos 0,051 % šviesos. Priešingai, įprastos juodos žuvys atspindi 2–3%, juodo popieriaus – 10%, o baltos arba sidabrinės žuvies – daugiau nei 50%. Daugelis skaidrių jūros būtybių atspindi mažiau nei 0,4% šviesos.

Pasak autorių, sausumos gyvūnai, gaminantys itin juodą pigmentą, yra drugeliai (nuo 0,06% iki 0,5% atspindžio), rojaus paukščiai (0,05%–0,31% atspindžio) ir šokinėjantys vorai. Šiose rūšyse itin juodas pigmentas naudojamas ryškioms spalvoms paryškinti, sukuriant vaizdinius signalus, kurie įspėja galimus plėšrūnus arba pritraukia potencialius draugus. Priešingai, daugumos itin juodų žuvų oda buvo juoda, dengianti didžiąją kūno dalį, o tai rodo, kad pagrindinis tikslas yra maskuotis.

Daugelis itin juodų žuvų, įskaitant Ramiojo vandenyno drakonas, naudoja bioliuminescencinius masalus. Tai rodo, kad itin juoda spalva naudojama norint paslėpti medžiotoją nuo galimo grobio. Vienai rūšiai itin juoda aptikta tik aplink žarnyną, kuri būtų naudinga norint paslėpti bioliuminescenciją nuo neseniai suėsto grobio. Pažymėtina, kad šios 16 ypač juodų rūšių yra septynios toli giminingos žuvų grupės, kurios visos yra artimos spalvingos arba sidabrinės spalvos. Tai geras įrodymas, kad itin juodas pigmentas išsivystė kelis kartus.

Tvirtai supakuotas melanosomų spąstų šviestuvas

Kai šių žuvų oda buvo stebima mikroskopu, ypač juodos spalvos paaiškinimas pasirodė stebėtinai paprastas. Kaip ir žinduoliai, žuvys gamina pigmentą, vadinamą melaninu, kuris yra supakuotas membranose ir sudaro melanosomas. Kitų gyvūnų, įskaitant ypač juodosios žemės gyvūnus, melanosomos yra sferos formos ir atskirtos viena nuo kitos pagalbiniu keratino baltymu. Kai šviesa patenka į melanosomą, ji gali būti absorbuojama arba atspindėta. Itin juodose žuvyse melanosomos yra didelės, ovalios ir glaudžiai susiglaudusios.

Kompiuterinis modeliavimas rodo, kad šis išdėstymas idealiai tinka šviesai sugerti. Kadangi melanosomos yra taip sandariai supakuotos, gaunama šviesa beveik visada pateks į melanosomą. Jei ta melanosoma nesugeria šviesos, dėl melanosomos formos šviesa atsispindi į šoną, todėl greičiausiai ji pateks į kitą melanosomą. Taigi evoliucija sukūrė itin efektyvius, itin plonus šviesos spąstus.

Ši paprasta strategija patraukė inžinierių dėmesį. Itin juodi paviršiai idealiai tinka optinei įrangai, tokiai kaip fotoaparatai ir teleskopai. Gebėjimas sugerti išsklaidytą šviesą taip pat gali pagerinti saulės baterijas, kamufliažą ir naktines operacijas. Žmonių sukurti anglies nanovamzdeliai yra labiau juodi nei itin juodos žuvų odos, o prekyboje esantis Vantablack sugeria 99,965 % gaunamos šviesos, o dar juodesnis anglies nanovamzdelis sugeria 99,995 % gaunamos šviesos, praneša MIT News.

Tačiau anglies nanovamzdelių gamyba yra brangi ir trapi. Taigi, imituojant paprastą melanosomų struktūrą itin juodose žuvyse, būtų galima gaminti lanksčias, įperkamas ir patvarias itin juodas medžiagas. Populiarusis mokslas praneša, kad mokslininkai jau eksperimentuoja su sintetinėmis melanino dalelėmis. Natūralus melaninas taip pat gali sugerti rentgeno spindulius, spinduliuotę ir sunkiuosius metalus, todėl jis gali būti naudingas daugeliui saugos priemonių.

Jūros gelmių iššūkiai

Jums gali kilti klausimas, kodėl giliavandenėms būtybėms reikia itin juodo pigmento. Juk jų aplinka itin tamsi, o įprastos juodos žuvys atspindi tik 2–3 % savo šviesos. Nepamirškite, kad šios žuvys gyvena šaltoje aplinkoje, kur nėra kur pasislėpti, mažai maisto ir riboto deguonies. Todėl daugelis šių žuvų yra lėtos ir turi mažai energijos.

Be to, dauguma itin juodų žuvų buvo pakankamai mažos, kad jas būtų galima lengvai laikyti viena ranka. Apskritai tai reiškia, kad šios žuvys yra stiprios plėšrūnės ir yra pažeidžiamos kaip grobis. Autoriai naudojo kompiuterinį modeliavimą, kad parodytų, jog žuvys, kurių šviesos atspindys yra 2 %, gali būti aptiktos dvigubai toliau nei žuvys, kurių šviesos atspindys yra tik 0,5 % (ypač juodo pigmento ribinis taškas) ir šešis kartus daugiau nei juodiausios žuvys, kurių atspindys yra 0,05. % atspindžio. Tai gali būti gyvybės ar mirties skirtumai mažoms, lėtoms žuvims.

Mes žinome mažiau apie giliąsias jūras nei mūsų planeta apie Marso paviršių. Kelios žvejybos ekspedicijos atskleidė nepaprastą pritaikymą, galintį patobulinti teleskopus ir saulės baterijas bei sumažinti toksinių medžiagų poveikį. Įsivaizduokite, kas dar slepiasi gilumoje, laukia, kol bus atrasta, ir kaip tie atradimai gali paveikti ir įkvėpti naujų technologijų plėtros ateitį.

Ar domitės viskuo, kas susiję su technologijomis? Mes taip pat. Peržiūrėkite Northrop Grumman karjeros galimybes ir sužinokite, kaip galite atrasti šį patrauklų laiką.

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas.