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乌贼能看到清晰水世界

科普小知识2021-09-18 08:27:12
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资料来源:naturefootage.com

人类在水下很难看清东西,不仅因为水中存在氯,还因为当水的密度几乎与眼液相同时,进入人们眼睛的能产生图像的光线很难弯曲和聚焦。海洋生物通常面临同样的问题,但是鱿鱼有一个秘密武器来克服这个困难。

先前的研究已经证实鱿鱼眼睛是独一无二的:每个晶状体的折射率在中间最大,从中间到边缘逐渐降低。这种独特的透镜可以矫正水中光线难以弯曲和聚焦的问题,从而更好地适应海洋中的昏暗光线。

乌贼拥有的镜头由于其曲面通常不能将入射光聚焦到某一点,这使得图像模糊。纠正这个问题的唯一方法是让落在透镜表面任何地方的每束光以不同的方式弯曲。

这一次,研究人员发现鱿鱼晶状体中的主要蛋白质——S晶状体蛋白可以作为一种“胶贴”。这个小分子很粘,可以粘在一起。squid透镜的折射率变化归因于这些S-晶体蛋白分子的排列。

这些S-晶状体蛋白排列成双环,作为蛋白的粘附斑,并吸引其他S-晶状体蛋白环。在乌贼的幼体阶段,这六种蛋白质结合在一起形成果冻,并最终成为其晶状体的中心。

当这种果冻中的蛋白质块变得非常致密时,更小的颗粒竞争扩散,形成新的蛋白质层。这个过程一直持续到外晶状体由一对S晶状体蛋白组成。这导致落在透镜每个位置的光线弯曲不同程度,从而产生更清晰的图像。相关结果最近发表在《科学》杂志上。

一些鱼的眼睛与鱿鱼相似,但尚不清楚它们的眼睛蛋白是否也起胶体斑的作用。然而,章鱼和其他头足类动物缺乏S晶状体蛋白。结果,他们的眼睛模糊了。(张张)