Луска сардин, оселедців і шпротів порушує закони оптики - британські фізики

Британські фізики виявили, що луска європейських сардин, атлантичного оселедця і шпротів влаштована таким чином, що порушує класичні закони оптики і дозволяє цим рибам досягати максимальної відбивної здатності і ставати непомітними для хижаків з усіх кутів зору.

Як заявив керівник дослідницької групи Ніколас Робертс із Брістольського університету, вчені припускають, що ці види риб виробили особливу структуру луски, що дозволяє їм ховатися від хижаків.

Вважається, що блискуча речовина на поверхні луски риб складається з декількох типів біологічних кристалів із різними заломлювальними та відбивними властивостями. Комбінація з цих кристалів перетворює тіло риби на сріблясте "дзеркало", що відбиває світло.

Однак досліджені фізиками риби зуміли максимально збільшити відбивну здатність своєї луски. "Це допомагає сардинам, оселедцям і шпротам "зливатися" зі світловим оточенням відкритого океану, що значно зменшує шанси на їх виявлення", - зазначив Робертс.

Автори статті зацікавилися лускою риби після того, як помітили, що вони відбивають світло, практично не поляризуючи його незалежно від кута падіння і відбиття. Подібна поведінка вкрай незвично з точки зору класичної оптики - чим більший кут падіння, тим сильніше повинно бути поляризоване світло.

Як виявилося під час дослідження, луска сардин, оселедця і шпротів складається із двох типів біокрісталів зі строго заданими оптичними властивостями. Кристали складаються із двох біомінералів - гуаніну та гіпоксантину, комбінація яких перетворює їх на особливе оптичне середовище, що розщеплює промінь світла на два окремі компоненти, порушуючи класичний закон заломлення світла.

Вчені зазначили, що у фізиці подібні конструкції називаються двозаломлювальними кристалами. Траєкторія променя світла під час руху через такі об'єкти залежить від його поляризації - неполяризоване світло буде безперешкодно проходити крізь нього, а поляризовані хвилі будуть заломлюватися особливим чином.

Комбінація із двох таких кристалів перетворює рибу на практично ідеальне "дзеркало", що не провадить поляризованих променів світла.

Автори статті вважають, що їхнє відкриття допоможе розробити нові методи кодування і передачі інформації в оптоволоконних мережах. На відміну від класичних методів придушення поляризації, аналоги "біозеркала" можна буде збирати з компонентів, виготовлених з одного матеріалу. Подібний підхід знизить вартість таких приладів і підвищить їхню механічну надійність, підсумовують фізики.

Зазначимо, що недавно біологи розробили метод внесення змін у геном модельних тварин на пізніх стадіях розвитку. Учені працювали з одним із найпопулярніших модельних організмів - прісноводною рибкою даніо-реріо (Danio rerio).