亚历山大·戴维斯(Alexander Davis)承认,他可能会贪婪地接受惩罚。他把博士学位的一部分押在了在海洋最深处寻找一些世界上伪装得最好的鱼上。这些动物如此热衷于不被发现,以至于它们已经进化出了吸收99.9%以上照射到它们皮肤的光线的能力。
杜克大学(Duke University)的生物学家戴维斯说,要定位和研究这些所谓的超黑鱼,他在很大程度上取决于抽奖的运气。“我们基本上只是撒网看看能得到什么,”他说。“你永远不知道你会拿出什么来。”
当他和他的同事真的兑现时,他们赚了一大笔钱。在周四发表在“当代生物学”(Current Biology)上的一篇论文中,他们报告说,他们在海洋中捕获了第一批有记录的超黑色动物,以及一些迄今发现的最黑暗的生物:16种如此黑色的深海鱼类,它们表现为永久的剪影-吞噬光线的空隙,似乎几乎撕碎了时空的结构。
要符合超黑的条件,一种物质必须反射不到击中它的光线的0.5%。一些极乐鸟做到了这一点,回光仅为0.05%,某些类型的蝴蝶(0.06%)和蜘蛛(0.35%)也是如此。一项工程学的壮举使人类能够用合成材料来达到最好的效果,其中一些材料只反射0.045%的入射光。(另一方面,“黑色”纸的返回率高达它遇到的光线的10%。)。
论文中描述的一个物种是一种生物发光的鳗鱼,属于Onerodes属,它遇到的深海光线的反射率只有0.044%到0.051%。戴维斯和他的同事们发现,另外99.95%的人迷失在吞光颜料的迷宫中,直到它有效地消失。
莱斯大学的鱼类生物学家科里·埃文斯(Kory Evans)没有参与这项研究,他说:“我总是在互联网上与鸟类研究人员争论。”“我说,‘我打赌这些深海鱼跟你们的极乐鸟一样黑。’然后砰的一声,他们检查了一下,事实的确如此。“。
在海面下数百或数千英尺处,太阳光无法照射到的地方,极黑的皮肤似乎是多余的。但路易斯安那州立大学(Louisiana State University)的鱼类生物学家普罗桑塔·查克拉巴蒂(Prosanta Chakrabarty)没有参与这项研究,他说,多亏了生物发光生物发出的DIY光,这部分海洋实际上可以“像天空一样闪闪发光”。
鸟类、蝴蝶和蜘蛛倾向于使用超黑作为对比,在极端的背景下形成鲜艳的色彩斑块。有些鱼可能也会这样。但埃文斯博士说,在一个许多深海潜伏者使用自制发光来引诱猎物的世界里,对于不想被发现的游泳者来说,超黑色可能更像是一种消失的行为。
为了弄清深海鱼类是如何变出隐身斗篷的,研究人员从9种超黑鱼身上提取了皮肤样本,并在显微镜下进行了分析。
像包括人类在内的许多其他动物一样,鱼的皮肤中含有黑色素,这是一种储存在被称为黑素小体的微小隔间中的吸收光线的化合物。典型的有色鱼类将这些色素分散成一层稀疏、均匀的层,由一种叫做胶原蛋白的蛋白质支撑。任何正面击中黑色素的光线都会被吞噬,而错过标记的光线会反射回观看者。
研究人员发现,为了保持它们的隐形,超黑鱼对胶原蛋白的消耗很少。这使得它们可以像堆积的米粒一样将自己的黑素小体打包在一起。当光线接触杂物时,没有被吸收的部分就会偏转--直接进入另一个贪婪的黑素体的路径。
史密森国家自然历史博物馆(Smithsonian National Museum Of Natural History)动物学家、这项研究的作者之一凯伦·奥斯本(Karen Osborne)说,超黑色的鸟类、蝴蝶和蜘蛛做着类似的事情,但可能是以一种效率较低的方式。这项研究始于2014年。这些陆生动物不像鱼类那样使用相同的结构-黑素体-来吸收和偏转光线,而是将它们的黑色素嵌入到来回反射光子的凹凸、盒子或尖峰的迷宫中。奥斯本博士说,深海鱼类所做的“是一个简单得多的系统”。
圣地亚哥斯克里普斯海洋研究所(Scripps Institution Of Ocean)的深海研究员阿内拉·蔡(Anela Choy)没有参与这项研究,她说,对于那些必须在深海这样恶劣和无情的环境中勉强生存的生物来说,这可能是一种可取的恩惠。
蔡博士说,在那里,一切“都与生存有关:吃饭,不被吃掉,让自己繁衍生息。”
海洋中一些最深的居民可能比戴维斯先生和他的同事挖出的更黑。
“如果我们还没有找到海里最黑的鱼,我不会感到惊讶,”查克拉巴蒂博士说。