ปลาหมึกบางครั้งเป็นที่รู้จักกันในชื่อ "กิ้งก่าแห่งทะเล" สำหรับความสามารถในการเปลี่ยนสีอย่างรวดเร็วและผสมผสานเข้ากับสภาพแวดล้อม ตอนนี้นักวิจัยได้ค้นพบ "ผู้ผลิตแสง" สามประเภทบนผิวหนังที่เปิดใช้งานระบบลายพรางที่ซับซ้อนนี้ ผลลัพธ์อาจนำไปสู่อุปกรณ์ป้องกันที่ดีขึ้นสำหรับทหารในการต่อสู้
นักวิจัยที่ Harvard University ใน Cambridge, Mass. และห้องปฏิบัติการทางชีววิทยาทางทะเลใน Woods Hole, Mass. ศึกษากลไกเคมีชีวภาพและแสงที่ช่วยให้ปลาหมึกปลอมตัวจากนักล่า- การทำความเข้าใจว่าสิ่งมีชีวิตที่คล้ายคลึงกันเหล่านี้กำลังพรางตัวเองอย่างชาญฉลาดสามารถนำไปสู่นวัตกรรมทางทหารได้อย่างไรรวมถึงสร้างแรงบันดาลใจให้กับวัสดุใหม่ในเครื่องสำอางสีและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค
“ ธรรมชาติแก้ไขปริศนาของการอำพรางที่ปรับตัวได้นานแล้ว” ผู้เขียนร่วม Kevin Kit Parker ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมชีวภาพและฟิสิกส์ประยุกต์ที่โรงเรียนวิศวกรรมศาสตร์และวิทยาศาสตร์ประยุกต์ฮาร์วาร์ดกล่าวในแถลงการณ์ "ตอนนี้ความท้าทายคือการย้อนกลับเครื่องยนต์ระบบนี้ในระบบสังเคราะห์ที่ประหยัดต้นทุนซึ่งตอบสนองต่อการผลิตจำนวนมาก" -Cuttlefish Cuties: ภาพถ่ายของ Cephalopods ที่เปลี่ยนสี-
ปลาหมึกเจ้าเล่ห์
ที่ปลาหมึก-ซีเปีย Officinalis) เป็นเซฟาโลพอดซึ่งเป็นสัตว์ทะเลที่มีปลาหมึกและปลาหมึกยักษ์ สิ่งมีชีวิตเหล่านี้เป็นหอยไม่ใช่ปลาซึ่งหมายความว่าพวกมันเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับทากและหอยทาก
ปลาหมึกมีเซลล์ที่มีเม็ดสีพิเศษเรียกว่า chromatophores ซึ่งอนุญาตให้พวกเขาเปลี่ยนสีและลวดลายของผิวหนังในการตอบสนองต่อข้อมูลภาพนักวิจัยกล่าว ด้วยการศึกษาเซลล์ที่ควบคุมด้วยระบบประสาทเหล่านี้นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบอุปกรณ์โทนิคระดับนาโนที่อยู่ด้านหลังวิธีการเปลี่ยนสีของปลาหมึก
ปรากฎว่าผิวหนังของปลาหมึกประกอบด้วยส่วนประกอบออปติคัลที่จัดเรียงตามแนวตั้งสามชิ้นซึ่งช่วยให้สามารถดูดซับหรือสะท้อนสีที่แตกต่างกันได้: leucophore ซึ่งสะท้อนแสงอย่างสม่ำเสมอตลอดสเปกตรัมที่มองเห็นได้ Iridophore ตัวสะท้อนแสงประกอบไปด้วยกองฟิล์มบาง ๆ และ Chromatophore
“ ก่อนหน้านี้ Chromatophores ได้รับการพิจารณาว่าเป็นอวัยวะของเม็ดสีที่ทำหน้าที่เป็นตัวกรองสีแบบเลือก” Leila Deravi ผู้เขียนร่วมการศึกษาผู้ร่วมงานวิจัยในสาขาวิศวกรรมชีวภาพที่ Harvard School of Engineering และวิทยาศาสตร์ประยุกต์กล่าวในแถลงการณ์ "แต่ผลลัพธ์ของเราแนะนำว่าพวกเขามีบทบาทที่ซับซ้อนมากขึ้น: พวกเขามีโครงสร้างนาโนโปรตีนเรืองแสงที่ทำให้ปลาหมึกสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างรวดเร็วและซับซ้อนผิวคล้ำ-
เสื้อโค้ทหลายสี
เมื่อปลาหมึกเปลี่ยนสีเพื่อผสมผสานกับสภาพแวดล้อมของมันแต่ละ chromatophore จะขยายออกบางครั้งเพิ่มพื้นที่ผิวของมันมากถึง 500 เปอร์เซ็นต์นักวิจัยกล่าว ภายใน chromatophores เม็ดเม็ดสีที่ถูกล่ามไว้จะดูดซับสะท้อนและแม้กระทั่งปล่อยแสงแสงเปลี่ยนรูปลักษณ์ของสิ่งมีชีวิตได้อย่างมีประสิทธิภาพ
“ ผิวหนังปลาหมึกมีความโดดเด่นสำหรับการลวดลายแบบไดนามิกและความเร็วของการเปลี่ยนแปลง” โรเจอร์ฮันลอนนักวิทยาศาสตร์อาวุโสที่ห้องปฏิบัติการทางชีววิทยาทางทะเลกล่าวในแถลงการณ์ "การถอดรหัสบทบาทสัมพัทธ์ของเม็ดสีและสารสะท้อนแสงในผิวที่อ่อนนุ่มและยืดหยุ่นเป็นขั้นตอนสำคัญในการแปลหลักการของการกระตุ้นให้กับวัสดุวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมวัสดุ"
กลไกเหล่านี้สามารถพิสูจน์ได้ว่ามีค่าสำหรับทหารในการต่อสู้ที่น่าสงสารรูปแบบการอำพรางนักวิจัยกล่าวว่าเป็นอันตรายต่อชีวิตมนุษย์
“ ตลอดประวัติศาสตร์ผู้คนต่างใฝ่ฝันที่จะมี 'ชุดสูทที่มองไม่เห็น'” ปาร์กเกอร์กล่าว "ธรรมชาติแก้ไขปัญหานั้นและตอนนี้มันก็ขึ้นอยู่กับเราที่จะทำซ้ำอัจฉริยะนี้เช่นเดียวกับปลาหมึกเราสามารถหลีกเลี่ยงนักล่าของเราได้"
กระนั้นการเลียนแบบกระบวนการเหล่านี้ด้วยวัสดุสังเคราะห์ยังคงเป็นสิ่งที่ท้าทาย Evelyn Hu ผู้เขียนร่วมการศึกษาและศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ประยุกต์และวิศวกรรมไฟฟ้าที่ Harvard กล่าว
“ มันเป็นเรื่องที่ท้าทายอย่างยิ่งสำหรับเราที่จะทำซ้ำกลไกที่ปลาหมึกใช้” หูกล่าวในแถลงการณ์ "ตัวอย่างเช่นเรายังไม่สามารถวิศวกรวัสดุที่มีความยืดหยุ่นในการขยายพื้นที่ผิว 500 ครั้ง
“ และหากเราสามารถทำได้ความสมบูรณ์ของสีของวัสดุที่ขยายและยังไม่ได้รับการขยายจะแตกต่างกันอย่างมาก - คิดว่าการยืดและการหดตัวบอลลูน” เธอกล่าวเสริม "ปลาหมึกอาจพบวิธีที่จะชดเชยการเปลี่ยนแปลงนี้ในความร่ำรวยของสีโดยการเป็นตัวปล่อยแสง 'แอคทีฟ' (เรืองแสง) ไม่ใช่เพียงแค่ปรับแสงผ่านการสะท้อนแบบพาสซีฟ"
การค้นพบโดยละเอียดถูกตีพิมพ์ 29 มกราคมในวารสารของ Royal Society Interface
ติดตาม Denise Chow บน Twitter@denisechow- ติดตาม LiveScience@livescience-Facebook-Google+- บทความต้นฉบับเกี่ยวกับLiveScience-
