Рыбы-топорики оказались изобретателями стелс-технологии
Помимо этого, эта структура позволяет направлять часть света вниз и излучать его через фотофоры, делая рыб незаметными и с этой стороны. В результате даже прямой свет от люминисцентных органов хищников не позволяет им обнаружить этих рыб. Исследование опубликовано в Journal of the Royal Society Interface.
Топориковые рыбы живут в глубоких окенических водах. Представители рода Argyropelecus, которые были объектом данного исследования, обладают серебристой окраской и большими телескопическими глазами, направленными вверх. Ночью они поднимаются близко к поверхности воды, на глубину около 50-100 метров, поедая там мелких ракообразных и других рыб, а днем опускаются обратно, на глубину около 3600 метров. На брюхе у них расположены фотофоры, биолюминисцентные органы, которые имеют камуфляжную функцию — когда они светятся, то снизу рыбы становятся менее заметными на фоне светлого неба. Похожие органы есть, например, у светлячкового кальмара и у известных своим жужжанием рыб-мичманов.
Кожа топориковых рыб внешне напоминает неполированную сторону алюминиевой фольги, но при ближайшем рассмотрении представляет собой сложную композитную решетку из чешуек, являющихся субволновыми диэлектрическими структурами. Поверхностный слой содержит диэлектрические чешуйки, прямоугольные в поперечном сечении, а более глубокий слой — эллиптические. Клетки этих чешуек вытянуты вдоль спинно-брюшной оси рыбы.
Темнопольная микрофотография в отраженной свете чешуи топориковой рыбы и ее пространственная схема строения
Eric Rosenthal et al / Journal of the Royal Society Interface, 2017
Ученые провели ряд экспериментов, освещая лазерными лучами чешую рыб, а также, для сравнения, хорошо отражающие поверхности вроде алюминия и спектралона. Выяснилось, что когда на боковую сторону рыбы падает свет, то значительная его часть рассеивается, уходя в дугу параллельно передне-задней оси рыбы, вне зависимости от исходного угла падения. В результате, если смотреть на рыбу в воде, то одновременно как будто бы видишь воду и перед рыбой и за ней, а сама рыба пропадает. Кроме того, часть падающего света рассеивается вниз через сложную двулучепреломляющую структуру кожи и излучается из брюшных фотофоров. Такая система обеспечивает надежный камуфляж одновременно при солнечном излучении и при освещении чужими биолюминесцентными органами, которые весьма распространены у глубоководных хищников.
Топориковая рыба в рассеянном свете. Снизу видны вентральные фотофоры.
Eric Rosenthal et al / Journal of the Royal Society Interface, 2017
Чешуя является одним из важнейших приспособлений рыб к жизни в воде. Недавно мы рассказывали, как искуственно выведенные зеркальные карпы, практически лишенные чешуи, после того, как их выпускали в дикие условие, довольно быстро восстанавливали ее. В условиях, где спрятаться негде, и камуфляж порой решает все, наличие необычной и сложной системы отражателей позволяет небольшим топориковым рыбам эффективно выживать на глубинах с разными световыми условиями.
Анна Казнадзей