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"海底变色龙"蕴藏高端显色科技
来源:《创造》杂志  作者:忠实信徒

说起墨鱼,爱吃海鲜的朋友应该都不陌生,墨鱼怎么做都是一道鲜嫩可口,回味无穷的佳肴。

别以为它仅是好吃,这张外皮可包含了让许多科学家捉摸不透的科技。它不但能感知周围的环境,更能模仿环境颜色,甚至变成接近环境的样子。(下图中有只小墨)

披上这身百变外衣,墨鱼多了一绰号——“海底变色龙”

色盲怎么变色?

与变色龙不同,墨鱼本身是个色盲,看不见颜色。那么,它怎么知道该变成什么颜色?科学家经研究发现,原来它的皮肤上有许多感光蛋白(opsin),可以说,它皮肤上长了“小眼睛”,能“看见”周围的颜色。

感光蛋白研究专家Thomas Cronin说:“这些感光蛋白对颜色的感应能力比[普通]眼睛更强。” (引自注释3)

我是点彩派

除了感光蛋白,墨鱼的皮肤还有色素细胞。这些色素细胞其实是装满了色素的小囊袋,由接在四周的十来条肌肉控制。色素细胞的肌肉收缩时,就会拉伸装了色素的囊袋,色素覆盖的面积随之增加,皮肤上的这种颜色就会多一些。

图中红色部分是色素,几条粉色条是肌肉

囊袋分为三层,最靠外的是浅黄色,中间是橘红色,最靠内的是一层暗色做底。由于每个囊袋都有一个神经末梢,这就让皮肤有了细致的控制可能,以产生复杂的图案。

点彩派大师修拉

除了色素细胞层以外,墨鱼变色的工具还有虹细胞、白色素细胞和发光器官。

虹细胞(iridophore)好像一层层的结晶板,光线射入后发生衍射,产生彩虹色(由结构形成的颜色,也叫结构色),特点是,不同的角度,看到的颜色不同。白色素细胞(leucophore)与虹细胞类似,也是会反射光线的结晶板,只是结晶结构更为平整,因此不会产生衍射现象,只会将照入的光线按原样反射,这是个伪装利器。发光器官能将化学能转换为光能,有些情况则是利用生物共生关系发光。

左上图:色素细胞,左中:虹细胞,左下:白色素细胞

身披伪装百变袍的小墨,躲得过鲨鱼,吃得上螃蟹。

不同于变色龙,由血液中的荷尔蒙控制变色,墨鱼的变色由神经控制,因此也快上许多,可以实现真正意义上的“秒变”。

对仿生学的启发

身怀绝技的墨鱼吸引了一批仿生学家,其中麻省理工Edwin Thomas教授谈到他们研究的新型电视屏幕时,说:“墨鱼通过分泌不同的化学物质控制细胞膜之间的缝隙大小……我们也发明了一种电子系统来控制不同层板的缝隙。”(引自注释2) 由他带领的相关研究成果发表于Advanced Materials。

据说,这些屏幕可以用少量的电荷进行光反射,达到显像效果,这与传统屏幕的发光显像不同,甚至可以反射视觉范围以外的光波。不仅如此,这类屏幕容易组装,结构精简,却不失细微控制的功能。克莱姆森大学的Stephen Fougler也说道:“这类系统有很棒的调控力,色彩跨度和应用范围很广。”(引自注释2)

墨鱼之进化?

这么神奇的变色、显色功能组合如何用进化论解释呢?论墨鱼所属的头足类动物的进化,《大英百科全书》写道:“(头足类的)演化关系依然高度理论化……” (引自注释1)

饮水思源

我们从墨鱼身上看到,至高设计大师的作品一直为后世的设计师模仿、学习,却尚未被超越,这明显地指向了更高的智慧。

“自从造天地以来,神的永能和神性是明明可知的,虽是眼不能见,但藉着所造之物,就可以晓得,叫人无可推诿。”

轻松一刻

你能找到小墨吗?

 

我用W型的眼睛真诚地看着你,请把我介绍给你的朋友,让我成为宣扬真理的得力助手。

参考资料:
1.creation.com/fascinating-cuttlefish
2. creation.com/cuttlefish-inspire-tv-design
3. creation.com/colourblind-squid
4.kqed.org/science/233664/youre-not-hallucinating-thats-just-squid-skin.

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