这些动物居然都会隐形术

文章作者:lili | 2017-07-12
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        海底世界的生物太神秘莫测了。有的是伪装者,有的是变色专家,还有些居然能控制光线,达到透明的效果。各个都是有自己的看家本领。

 我们都知道鱿鱼和章鱼能利用色素细胞使自己融合到周围环境中,但如果是变得完全隐形呢?为了达到透明的效果,你或许需要使光线穿过身体,或者使周围的光线发生弯折,使其不能反射回观察者的眼中。这是一个很狡猾的技能,但有些动物几乎就做到了。

  海洋动物如果想躲藏起来,一般有两种选择。生活在深海或靠近海底的动物往往与沙子或岩石融为一体,或者隐藏在珊瑚中。不过,深海通常是漆黑一片,很多掠食者的眼睛也已经退化,隐形并不是很有必要。

  靠近海面生活的动物在躲藏时,会利用生物发光效应展示出令人炫目的色彩效果,使位于下方的掠食者误以为是阳光照射水面时产生的波纹。生活在远洋带海水中层的动物则没有这两种选择,那里也是最多隐形动物生活的地方。

  或许最简单的隐形方式就是变得透明,使光线能完全穿过身体。在开阔大洋中,由于缺乏可供躲藏的岩石、裂缝等结构,变得透明就成为非常理想的隐藏方式。事实上,透明是许多完全毫无关联的动物共同的选择,出现过多次独立的演化过程。

  玻璃章鱼

透明章鱼是一种大洋性的深海章鱼透明章鱼是一种大洋性的深海章鱼

  玻璃章鱼(学名:Vitreledonella richardi)的得名,便是因为其身体几乎完全透明。这种凝胶状的章鱼能长到45厘米长——如果算上触手的话。它们分布在热带和亚热带海域,在300米到1000米之间的深度活动。除了消化系统、视神经和眼睛可见之外,玻璃章鱼对捕食者几乎完全隐形。

  但是,如果眼睛和肠子都能被看到,隐形还有什么意义呢?更糟糕的是,这些器官还会在海底留下影子,使捕食者更容易发现。眼睛需要吸收光线才能发挥作用,因此也不可能是透明的。肠道具有内容物,因此除非动物摄食的是透明的食物,否则肠道也必将暴露。然而,玻璃章鱼,以及其他所有透明生物,在这些不透明器官的伪装上都有各自的方法。玻璃章鱼不像其他章鱼那样具有大大的圆眼睛,而是具有伸长的管状眼睛,虽然损失了周边视觉,但这能最大限度地减小投下的影子,从而更不容易被下方的掠食者发现。还有证据表明,玻璃章鱼的身体朝向也是为了尽可能地减小影子。

  玻璃章鱼并不是唯一能伪装眼睛的透明动物。许多透明的软体动物会用镜面结构来伪装眼睛,因为镜面在开阔大洋中更多是反射海水,使眼睛变得隐形。

  玻璃鱿鱼

小头乌贼又名小头鱿(学名:Cranchia scabra)小头乌贼又名小头鱿(学名:Cranchia scabra)

  鱿鱼中也有许多透明的成员,主要属于小头乌贼科(Cranchiidae,它们又被称为“玻璃鱿鱼”),大约有60个物种,都几乎可以一眼看透。这些鱿鱼生活在世界各个开阔大洋区域,生活深度为200米到1000米之间。尽管身体完全透明,但它们的大眼睛却不是透明的,在下方游动的掠食者可以很容易发现眼睛投下的影子。不过,玻璃鱿鱼有一种聪明的伪装方式。它们能利用眼睛下方的发光体制造出“发光消影”(counter-illumination)的效果。这有点像阳光经过滤镜后照下来的情况,使鱿鱼能隐藏到背景中,不被下方的掠食者发现。然而,从其他角度看的时候,这些鱿鱼发出的光十分明显——如同海水中吸引掠食者前来的灯塔。

  来自宾夕法尼亚大学的研究人员发现,这些鱿鱼的发光体能调节所发出的光线,以抵消其他方向上的光线,从而形成某种全方位隐形的效果。

  浮蚕属物种

  浮蚕属是多毛纲生物的一个属,是一类几乎完全透明的海洋蠕虫。有趣的是,浮蚕属中至少有11个物种能发出明亮的生物光。大部分浮蚕属物种会发出蓝光,但有一个学名为Tomopteris nisseni的物种却能发出黄色光,是为数不多的能发出黄色光的海洋生物之一。

  一些浮蚕属物种还能通过发光部位——称为疣足(parapodia)——的脱落来分散捕食者的注意力,使捕食者追逐这些脱落部位,而不再注意蠕虫本身。

  樽海鞘

浮游生活的太平浮蚕(Tomopteris pacifica)浮游生活的太平浮蚕(Tomopteris pacifica)

  樽海鞘是几乎完全透明的桶状生物,其身体呈凝胶状,通过吸入和排出海水,它们能够同时游动和摄食。樽海鞘依靠滤食海水中的浮游植物为生。尽管看起来有点像水母,但它们其实更为复杂,并且与鱼类和脊椎动物关系更加密切。它们还具有心脏和鳃,能进行有性繁殖。

  樽海鞘有着令人称奇的生命周期。在经过一段单独生存的时期之后,它们会聚集成群,形成长链状(或其他形状)的群落。单个樽海鞘还会通过电信号与其他同类进行交流,实现行动的同步性。

  端足类?亚目

宽肌纽鳃樽(Iasis zonaria)宽肌纽鳃樽(Iasis zonaria)

  有时候,身体透明还不够,生物体需要其他方法来使自己保持隐形。端足类?亚目的物种就演化出了另一种有效的方法。这类微小的甲壳类动物身体透明,外形与虾很类似。不过,即使是一块透明的玻璃,你也可以根据上面反射的光亮来发现它的存在。在海洋中这是一个不容忽视的问题,因为许多掠食者会利用生物发光来搜寻猎物。

  近期一项研究显示,?亚目的隐藏能力不仅仅是简单地使身体透明,它们还能利用某种纳米技术来干涉光线,甚至使光线弯曲,从而使自身变得几乎完全隐形。科学家用扫描电子显微镜分析了7个?亚目物种,发现其中一个物种的腿上覆盖着纳米级的毛发状突起结构;而在这7个物种的身体上,则都具有纳米级的突起或球形结构,大小在100纳米到300纳米左右。这些微小的突起能使光线尽可能地分散。科学家发现,两种纳米结构——突起和毛发状结构——都能使反射率降低多达100倍。更加奇特的是,科学家认为这些突起或球形结构很可能是细菌。

  Japetella heathi和班氏爪鱿

  Japetella heathi是一种深海章鱼,和班氏爪鱿(学名:Onychoteuthis banksii)一样都具有神奇的变色能力——能迅速从透明转变成红褐色。这两个物种都生活在太平洋600米至1000米的深度,即中层带(mesopelagic zone)中。

  尽管身体透明能带来很多好处,但在靠近水面的地方,如果你把光线直接照向透明物体,这些物体就会突然间变得很明显。这种情况在深海中也经常发生,掠食者会利用发光器官作为“探照灯”,寻找各种猎物。在这些深度的猎物通常呈红色或黑色,以尽可能地减少蓝光的反射。深海章鱼Japetella heathi和班氏爪鱿能同时做到这两点,它们的皮肤上都具有对光敏感的色素细胞,当探测到光线时,这些色素细胞就会膨胀并释放出色素。

  “海洋蓝宝石”

叶水蚤最不可思议的一点是,前一秒它们还亮闪闪的,而下一秒就突然消失不见。叶水蚤最不可思议的一点是,前一秒它们还亮闪闪的,而下一秒就突然消失不见。

叶水蚤(Sapphirina)是一类体型跟蚂蚁差不多的生物,又被称为“海洋蓝宝石”叶水蚤(Sapphirina)是一类体型跟蚂蚁差不多的生物,又被称为“海洋蓝宝石”

  叶水蚤(Sapphirina)是一类体型跟蚂蚁差不多的生物,生活在温暖的热带和亚热带海域。它们属于一类被称为桡足类(copepod)的甲壳动物。不同的叶水蚤物种能发出奇特的,从亮蓝色、亮红色到金色的荧光。

  叶水蚤最不可思议的一点是,前一秒它们还亮闪闪的,而下一秒就会突然消失。它们的表皮细胞具有微小的晶体片,以六边形的蜂巢图案排列。在细胞溶质中,这些含有鸟嘌呤——组成脱氧核糖核酸(DNA)的4种基本碱基之一——的晶体分层排列。

  研究人员发现,尽管鸟嘌呤晶体层通常都具有相同的厚度——70纳米,但各层之间的溶质厚度并不相同,从50纳米到200纳米不等。正是这种差异导致了叶水蚤体色的变化。溶质层更厚,其反射的光线波长就更长,使叶水蚤呈现出红色或红紫色。

  叶水蚤的体色也取决于光线照射的角度。随着角度变得越来越小,反射光线的波长就变得越来越短,叶水蚤的体色就越来越接近紫色。如果光线角度变得足够小,反射光位于紫外线范围内,我们就无法看到叶水蚤,于是它们就消失了。研究人员发现,当光线以45度照射到这些甲壳动物身上时,它们就能成功隐形。

  透翅蝶

生活在中部美洲的透翅蝶(学名:Greta oto)生活在中部美洲的透翅蝶(学名:Greta oto)

  大多数透明动物都生活在海洋里,这是有原因的。想要使身体变得透明,你就得由既不吸收光线,也不反射光线的物质组成。对陆地上的动植物来说,这是很难完成的任务,因为活体组织和空气之间的折射率有着非常大的差别。折射率描述的是光线穿过某种物体的速率。光在真空中传播最快,而物体的密度越大,光线穿透它的时间就越长,其折射率就越大。

  生物组织的密度要比空气大得多,足以使光线改变方向或分散,从而引起反射,使动物变得更加清晰可见。在海洋中,水体和生物组织的折射率差别较小,身体透明相对容易做到。此外,绝大多数陆地动物不透明的另一个主要原因是,它们需要黑色素等色素来保护自己免受紫外线的伤害。

          不过,还是有少数物种打破了这种常规,其中之一便是生活在中部美洲的透翅蝶(学名:Greta oto)。尽管并不是全身都透明,但透翅蝶的翅膀已经足够让掠食者难以发现。为了找出透翅蝶如何能达到这种透明程度的原因,科学家用电子显微镜分析了它们的翅膀。他们发现,透翅蝶翅膀上随机分布着不同长度的纳米柱。似乎这些不同大小、随机分布的纳米结构决定了透翅蝶最大程度地减小了光线反射。这些纳米柱会干涉照射到翅膀上的光线,使其大部分穿过翅膀,而不是反射回去。

  透明蜗牛

  另一个透明陆地动物的例子是透明洞穴蜗牛(学名:Zospeum tholussum),发现于克罗地亚最深的洞穴。德国法兰克福大学的科学家在卢基亚·亚玛·特洛伊玛(Lukina Jama-Trojama)洞穴约980米的深处发现了这种蜗牛,其生活环境布满岩石和沙子,一条小溪流穿过其间。

  这种蜗牛属于一类微小的,只在黑暗的地下洞穴中生活的陆地蜗牛。研究人员认为,这类蜗牛无法自己移动,只能借助流水去往别的地方。虽然外壳相当透明,但这些蜗牛其实还是很清晰可见的,这也再一次表明陆地动物很难像海洋动物那样完全隐形。

       海底的动物居然能做到完全隐形,如果去研究它们,用在人类身上,感觉有点慌!这个世界那就太可怕了。

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