Spalvą Keičiantys „Jūros Chameleonai“ Galėtų Įkvėpti Naujų Karinių Kamufliažų

{h1}

Tyrėjai ištyrė, kaip sepijos sugeba greitai pakeisti savo odos spalvą ir raštus.

Sėklidės kartais žinomos kaip „jūros chameleonai“ dėl jų sugebėjimo greitai pakeisti spalvas ir įsilieti į aplinką. Dabar tyrėjai ant odos atrado trijų rūšių „šviesos gamintojus“, kurie įgalina šią sudėtingą kamufliažo sistemą. Rezultatai gali padėti geriau apsaugoti mūšio karius.

Tyrėjai Harvardo universitete Kembridže (Masačusetsas) ir Jūrų biologinėje laboratorijoje Woods Hole (Masačusetsas) tyrė cheminius, biologinius ir optinius mechanizmus, leidžiančius sepijoms paslėpti save nuo plėšrūnų. Suprasdami, kaip šios kalmariškos būtybės protingai maskuojasi, gali kilti karinių naujovių, taip pat įkvėpti naujų medžiagų kosmetikoje, dažuose ir plataus vartojimo elektronikoje, teigė mokslininkai.

„Gamta seniai išsprendė adaptyvaus kamufliažo mįslę“, - sakoma tyrimo bendraautoriui Kevinui Kit Parkerui, Harvardo inžinerijos ir taikomųjų mokslų mokyklos bioinžinerijos ir taikomosios fizikos profesoriui. "Dabar iššūkis yra pakeisti šios sistemos inžineriją į ekonomiškai efektyvią, sintetinę sistemą, kurią būtų galima pritaikyti masinei gamybai." [Sėklidžių cuties: spalvas keičiančių galvakojų nuotraukos]

Meistriškas sepija

Sepijos (Sepia officinalis) yra galvakojai moliuskai, jūrų gyvūnų klasė, kuriai priklauso kalmarai ir aštuonkojai. Šie padarai yra moliuskai, o ne žuvys, vadinasi, jie yra glaudžiai susiję su šliužais ir sraigėmis.

Sepijos turi specialias pigmento turinčias ląsteles, vadinamas chromatophores, leidžiančias joms pakeisti odos spalvą ir raštą, reaguojant į vizualinę informaciją, teigė tyrėjai. Tyrinėdami šias nerviniu būdu kontroliuojamas ląsteles, mokslininkai atrado nanodalelių fotoninius įtaisus už sepijos spalvą keičiančius būdus.

Pasirodo, sepijos oda susideda iš trijų vertikaliai išdėstytų optinių komponentų, leidžiančių jai absorbuoti ar atspindėti skirtingas spalvas: leukoforas, vienodai atspindintis šviesą visame matomame spektre; iridoforas - atšvaitas, sudarytas iš krūvos plonų plėvelių; ir chromatoforas.

„Anksčiau chromatophorai buvo laikomi pigmentiniais organais, kurie veikė tiesiog kaip selektyvūs spalvų filtrai“, - teigiama tyrimo bendraautorės Leila Deravi, Harvardo inžinerijos ir taikomųjų mokslų mokyklos bioinžinerijos tyrime bendradarbės, pranešime. "Tačiau mūsų rezultatai rodo, kad jie vaidina sudėtingesnį vaidmenį: juose yra liuminescencinių baltymų nanostruktūros, leidžiančios sepijoms greitai ir tiksliai atlikti odos pigmentacijos pokyčius."

Daugybė spalvų paltų

Kai sepija keičia spalvą, kad įsilietų į jos aplinką, kiekvienas chromatophoras išsiplečia, kartais padidindamas savo paviršiaus plotą net 500 procentų, teigė tyrėjai. Chromatoforuose pririštos pigmento granulės sugeria, atspindi ir netgi skleidžia šviesą, veiksmingai pakeisdamos tvarinio išvaizdą.

„Sėklidžių oda yra unikali dėl jos dinaminio modelio ir pokyčių greičio“, - pranešime teigė jūrų biologinės laboratorijos vyresnysis mokslininkas Rogeris Hanlonas. "Santykinio pigmentų ir atšvaitų vaidmens iššifravimas minkštoje, lanksčioje odoje yra pagrindinis žingsnis pritaikant įjungimo principus medžiagų mokslui ir inžinerijai."

Kairė: sepijos chromatoforai keičiasi į išplėstinę būseną, atsižvelgiant į regėjimo ženklus. Mastelio juosta yra 1 milimetras. Dešinė: Šis iliustruotas odos skerspjūvis parodo trijų tipų chromatophorų sluoksnį.

Kairė: sepijos chromatoforai keičiasi į išplėstinę būseną, atsižvelgiant į regėjimo ženklus. Mastelio juosta yra 1 milimetras. Dešinė: Šis iliustruotas odos skerspjūvis parodo trijų tipų chromatophorų sluoksnį.

Kreditas: Lydia Mathger, Jūrų biologinė laboratorija

Šie mechanizmai gali būti vertingi kareiviams mūšyje, kur prasti kamufliažo modeliai gali sukelti pavojų žmonių gyvybėms, teigė tyrėjai.

„Per visą istoriją žmonės svajojo apie„ nematomą kostiumą “, - sakė Parkeris. "Gamta išsprendė šią problemą, ir dabar mums tenka atkartoti šį genijų, kad, kaip ir sepijos, galėtume išvengti plėšrūnų."

Vis dėlto šių procesų imitavimas sintetinėmis medžiagomis vis dar yra iššūkis, sakė Evelyn Hu, tyrimo bendraautorė ir taikomosios fizikos bei elektrotechnikos profesorė Harvarde.

„Mums yra nepaprastai sudėtinga atkartoti mechanizmus, kuriuos naudoja sepijos“, - teigė Hu. Pavyzdžiui, mes dar negalime sukurti medžiagų, kurių elastingumas 500 kartų padidėtų.

„Ir jei mes sugebėjome tai padaryti, išplėstos ir neišplėstos medžiagos spalvų turtingumas bus dramatiškai skirtingas - pagalvokite apie oro baliono ištempimą ir susitraukimą“, - pridūrė ji. "Smaržiniai galėjo rasti būdą kompensuoti šį spalvos sodrumo pokytį būdami" aktyviu "šviesos skleidėju (fluorescenciniu), o ne tiesiog moduliuodami šviesą pasyvaus atspindžio būdu."

Išsamios išvados buvo paskelbtos sausio 29 d. „Royal Society Interface“ žurnale.

Stebėkite Denise Chow „Twitter“ @denisechow. Sekite „WordsSideKick.com“ @gyvenimų mokslas, Facebook & „Google+“. Originalus straipsnis apie „WordsSideKick.com“.


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


Faktai Apie Varnas
Faktai Apie Varnas

Kai Šunų Diabetas Sklinda, Gydymas Žmonėmis Gali Padėti
Kai Šunų Diabetas Sklinda, Gydymas Žmonėmis Gali Padėti

Mokslas Naujienos


Nasa Kosminiai Lazeriai, Kuriantys Išsamiausią Kada Nors Buvusį Antarktidos Ledo Žemėlapį
Nasa Kosminiai Lazeriai, Kuriantys Išsamiausią Kada Nors Buvusį Antarktidos Ledo Žemėlapį

Moterims, Sergančioms Gestaciniu Diabetu, Mankšta Sumažina 2 Tipo Diabeto Riziką
Moterims, Sergančioms Gestaciniu Diabetu, Mankšta Sumažina 2 Tipo Diabeto Riziką

Kodėl Mes Valgome Malonumui
Kodėl Mes Valgome Malonumui

10 Paslaptingų Mirčių Ir Dingimų, Kurie Vis Dar Kelia Įspūdį Istorikams
10 Paslaptingų Mirčių Ir Dingimų, Kurie Vis Dar Kelia Įspūdį Istorikams

Štai Ką Apie Lytį Ir Sąmonę Galvoja Pirmoji Robotų Pilietė Sophia
Štai Ką Apie Lytį Ir Sąmonę Galvoja Pirmoji Robotų Pilietė Sophia


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com