Oceany świata stanowią dom dla zwierząt, które potrafią czynić się niewidzialnymi dzięki świecącemu cieniowi do powiek.
Nazywają się szklane kałamarnice i, jak sugeruje ich nazwa, są w znacznej mierze przezroczyste. Nie dałoby się dostrzec ich w ciemnościach otwartego oceanu, gdyby nie ich oczy – jedyne wyraźnie nieprzejrzyste części ich ciała.
Te zwierzęta żyją między 200 a 1000 metrów poniżej powierzchni oceanu, gdzie w wodzie panuje mrok. Niemniej, trochę światła słonecznego dociera do tych głębi i to światło jest setki razy jaśniejsze niż cokolwiek, co odbija się horyzontalnie lub ku górze. Tak więc każdy drapieżnik patrzący w górę, zobaczy oczy kałamarnicy jako ciemny zarys na stosunkowo jasnym tle.
Dla ukrycia się szklana kałamarnica używa sztuczki, która jest częsta wśród zwierząt oceanicznych – przeciwną iluminację. Dwa narządy pod jej oczyma, znane jako fotofory, dają przyćmione światło, które doskonale odpowiada światłu dochodzącemu z powierzchni. Ich blask likwiduje zarys kałamarnicy, a więc z dołu zamiast być prawie niewidzialna jest całkowicie niewidzialna.
Dodatkowo pomaga to, że oczy szklanej kałamarnicy wystają z boków jej głowy i są kontrolowane przez potężne mięśnie. Niezależnie od tego, w jakim położeniu jest ciało kałamarnicy, jej żyroskopowe oczy zawsze pozostają w tej samej pozycji z produkującymi światło fotoforami poniżej ich.
Pozostaje jednak poważny problem. Bez nakierowania światło wydobywałoby się z fotoforów we wszystkich kierunkach, co utrudniałoby zobaczenie kałamarnicy prosto spod niej, ale byłaby bardzo widoczna pod każdym innym kątem. Jej świecący płaszcz niewidzialności byłby także latarnią, gdyby nie zmyślna cecha anatomiczna.
Amanda Holt i Alison Sweeney z University of Pennsylvania informują w “Journal of the Royal Society Interface”, że fotofory szklanej kałamarnicy składają się z długich wąskich komórek, które mają kształt kijów hokejowych – biegną równolegle do oka, a następnie ostro skręcają w dół. Ścianki tych komórek wyłożone są odblaskowymi białkami, które zamieniają je w żywe światłowody. Przesyłają one światło fotoforów wzdłuż swej długości i w dół, w głębię oceanu.
“Są sposobem budowania rury dla światła” – mówi Holt.
Ale czekajcie, jest więcej!
Kiedy badaczki po raz pierwszy zobaczyły te włókna: “myślałyśmy, że będą proste i nudne – mówi Sweeney. – O, tu są małe włókna. Miłe. Opiszemy, jak działają i pójdziemy dalej”. Kiedy jednak przyjrzały im się bliżej, zauważyły, że te włókna przeciekają. To jest nie są w pełni odblaskowe. Nieco światła zawsze sączy się na całej ich długości.
Nie muszą być takie. Kilka zmian strukturalnych zamieniłoby je w doskonałe przewodniki światła. Zamiast tego „są naprawdę niewydajne – mówi Sweeney. – Mozoliłyśmy się z tym przez jakiś czas zanim zrozumiałyśmy: przecież o to właśnie chodzi”.
W głębi oceanu większość światła przenika prosto z góry, ale mała część podróżuje ukośnie. A więc światło przeciwnej iluminacji kałamarnic także musi działać w wielu kierunkach. To dlatego włókna fotoforów przeciekają. Są jak dyfuzory, które można zamontować do kamery, żeby rozproszyć światło z lampy błyskowej na duży obszar.
Holt potwierdziła to przez stworzenie symulacji włókiem i wyliczenie, ile światła wysyłają na boki i do dołu. Wyliczyła także poziom światła w wodnym habitacie kałamarnic oraz ilość światła idącego na boki i w dół. Wyliczenia pasowały do siebie.
“Pamiętam, że siedziałam w gabinecie, porównując oba, i szczęka mi opadła – mówi Sweeney. – Myślałam, że musi tam być jakaś pomyłka i że nie jest możliwe, by tak nam się udało za pierwszym razem. Ale tak było”.
Tak więc fotofory szklanej kałamarnicy są wszechstronnymi płaszczami niewidzialności. Zasłaniają oczy zwierzęcia przez doskonałe dopasowanie do światła przychodzącego z wszystkich kierunków (a przynajmniej w niższej połowie).
Kałamarnica pokazuje, jak niedoskonałości mogą właściwie być czymś dobrym – lekcja, na którą zdaniem Sweeney powinni zwrócić uwagę inżynierowie. “W biologii raz za razem widzimy, że ewolucja ujarzmia nieporządek w bardzo zmyślny sposób, by tworzyć lepsze urządzenia niż te, które otrzymalibyśmy z wysoce uporządkowanych struktur. Myślenie o tym pomoże inżynierom zaprzęgnięcie nieporządku do swoich układów zamiast starania się o pozbycie się go”.
This squid has glowing eyeshadow that acts like an invisibility cloak
Not Exactly Rocket Science, 7 czerwca 2016
Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska
