这些透明的鱼在白光下会变成彩虹色。现在我们知道原因了
光线被幽灵鲶鱼肌肉中的重复结构衍射
当白光穿过幽灵鲶鱼几乎透明的身体时,它会从玻璃状变成闪亮的。现在,科学家知道了其中的原因。
鱼的彩虹色来自于光线的弯曲,因为它穿过动物肌肉中的微观条纹结构研究人员于 3 月 13 日在美国国家科学院院刊。
许多有彩虹色光泽的鱼都有反射光(日期: 4/6/21)但是幽灵鲶鱼(绿鳞隐翅虫) 以及其他透明水生物种,例如鳗鱼幼虫和冰鱼,都缺乏这样的结构来解释它们的光泽。
幽灵鲶鱼的透明身体引起了物理学家赵启斌的注意,当时他正在一家水族馆里。这种淡水鱼长约 5 厘米,是一种很受欢迎的观赏鱼。“我站在鱼缸前面盯着这条鱼看,”上海交通大学的赵启斌说。“然后我看到了彩虹色。”
为了研究这种鱼的色彩特性,赵和同事首先在不同的光照条件下对这种鱼进行了检查。研究人员确定,这种鱼的彩虹色是由穿过鱼的光线而不是反射而产生的。通过使用白光激光分别照射这种动物的肌肉和皮肤,研究小组发现,肌肉产生了多彩的光泽。
随后,研究人员通过分析 X 射线在组织中传播时的散射情况以及用电子显微镜观察肌肉,确定了肌肉的特性。研究小组发现,肌节(间距规则的带状结构,每个约 2 微米长,沿着肌肉纤维的长度延伸)是彩虹色的来源。
肌节的重复带由重叠程度不同的蛋白质组成,它们会弯曲白光,从而分离并增强不同波长的光。光的集体衍射会产生一系列颜色。当鱼收缩和放松肌肉游动时,肌节的长度会略有变化,从而产生变幻的彩虹效果。
新加坡独立鱼类学家 Heok Hee Ng 表示,幽灵鲶鱼虹彩的用途尚不明确,他并未参与这项新研究。他说,幽灵鲶鱼生活在浑浊的水中,很少依赖视觉。但他补充说,虹彩可能有助于它们在成群游动时在视觉上协调动作,或者可以帮助它们融入波光粼粼的水面,躲避陆地捕食者,比如一些鸟类。
无论其功能如何,吴先生都很高兴看到科学家们正在探索幽灵鲶鱼的不同寻常的特征。
“鱼类实际上拥有许多有趣的结构,它们在许多方面发挥着作用,”他说,“而这些结构中的很多都还未得到充分研究。”