這些透明的魚在白光的照射下變成彩虹。 現在,我們知道為什麼
光被幽靈鯰魚肌肉中的重複結構衍射
當白光穿過它幾乎透明的身體時,幽靈鯰魚就會從玻璃般的狀態變成迷人的狀態。 現在,科學家們知道原因了。
魚的彩虹色來自於光線的彎曲穿過動物肌肉中的微觀條紋結構,研究者 3 月 13 日在《美國國家科學院院刊。
許多具有虹彩天賦的魚類反射光(序號:4/6/21)。 但是鬼鯰魚(玻璃氪星魚)和其他透明水生物種,如鰻魚幼蟲和冰魚,缺乏這樣的結構來解釋它們的光澤。
當物理學家趙其斌在水族店裡時,幽靈鯰魚透明的身體吸引了他的注意。 這種大約5公分長的淡水魚是一種受歡迎的觀賞魚。 「我站在魚缸前,盯著魚,」上海交通大學的趙說。 “然後我看到了彩虹色。”
為了研究魚的色彩特性,趙和同事首先在不同的照明條件下檢查了魚。 研究人員確定其彩虹色是由光線穿過魚而不是反射出來的。 透過使用白光雷射分別照射動物的肌肉和皮膚,研究團隊發現肌肉產生了五彩的光澤。
然後,研究人員透過分析 X 射線穿過組織時的散射方式並用電子顯微鏡觀察來表徵肌肉的特性。 研究團隊確定了肌節(規則間隔的帶狀結構,每個長約 2 微米,沿著肌肉纖維的長度延伸)作為虹彩的來源。
肌節的重複帶由不同數量重疊的蛋白質組成,以分離和增強不同波長的方式彎曲白光。 光的集體衍射產生一系列顏色。 當魚在游泳時收縮和放鬆肌肉時,肌節的長度會發生輕微變化,從而產生移動的彩虹效應。
未參與這項新研究的新加坡獨立魚類學家 Heok Hee Ng 表示,幽靈鯰魚虹彩的目的尚不清楚。 他說,幽靈鯰魚生活在渾濁的水中,很少依賴視覺。 但他補充說,虹彩可能有助於它們在學校旅行時在視覺上協調運動,或者可以幫助它們融入波光粼粼的水面,以躲避陸地掠食者,例如一些鳥類。
不管功能如何,吳很高興看到科學家探索幽靈鯰魚的不尋常特徵。
「魚類實際上有很多有趣的結構,它們以多種方式為它們服務,」他說。 “而且很多這些結構都沒有得到很好的研究。”