04.06.2013

Чтобы лучше маскироваться, рыбы отражают поляризованный свет

Один из способов маскировки у рыб связан с отражением и рассеиванием света, однако свет, попадая в воду, поляризуется, в связи с чем рыбам приходится не только отражать поляризованные волны, но ещё и учитывать изменения в их поляризации в течения дня, пишет Phys.Org.

Рыбам приходится решать сложную задачу, как спрятаться от врага. Прятки за каким-то объектом тут не слишком помогают — враг оплывёт препятствие сбоку, или сверху, или снизу. Поэтому рыбам, плавающим в толще воды, приходится использовать совсем иной принцип маскировки: они сливаются с водой. Помогает им в этом зеркальная чешуя, отражающая свет.

Про отражающие свойства рыбьей чешуи и её маскировочные свойства известно давно. Считалось, что чешуя работает как простое зеркало. Действительно, если речь идёт о цвете или яркости освещения, простого зеркала оказывается достаточно: цвет и интенсивность света равномерно распределяются вокруг рыбы, и она как бы теряется в собственном окружении. Однако простое зеркало малоэффективно, если речь идёт о поляризованном свете.

Человеческий глаз не способен различать поляризацию световых волн (которая возникает, например, на границе сред) и уж тем более не может отличить одну поляризацию от другой. Но среди рыб есть такие, которые в той или иной степени поляризацию света чувствуют. В поле поляризованного света становятся видны элементы среды, которые не заметны по остальным световым параметрам, — к примеру, тот, кто хочет замаскироваться.

Соответственно, рыбы должны как-то учитывать фактор поляризации. Кроме того, не стоит забывать, что характер поляризации зависит от времени суток: солнце движется по небу, и в зависимости от угла падения лучей на водную поверхность меняется поляризация световой волны. Простым зеркальным отражением тут не обойтись, но, как выяснили зоологи из Техасского университета в Остине (США), рыбы с этой задачей успешно справляются. Пэриш Брэди вместе с коллегами ставили опыты с обыкновенными селенами. Рыбы жили в аквариуме, а освещение над ним имитировало путь солнца по небосводу. Освещение менялось в течение дня, и всё это время исследователи оценивали состояние светового поля в аквариуме с помощью поляриметра.

Оказалось, селены так отражали свет, чтобы контраст по поляризации между отражёнными лучами и окружающим освещением был минимален. При этом они подстраивались под дневные изменения в поляризации света, то есть утром, днём и вечером они маскировались в поляризованном свете одинаково хорошо, хотя характер поляризации менялся. Рыбы избирательно уменьшали степень поляризации и меняли угол поляризации в зависимости от текущих условий. В общем, такая стратегия отражения была на 80% эффективнее, чем если бы рыбы использовали обычный зеркальный эффект.

При этом, как пишут исследователи в журнале PNAS, другие рыбы, которые обитали среди подводной растительности, на проблемы с поляризованным светом никакого внимания не обращали и отражали свет как простое зеркало. То есть отражательная стратегия зависит от экологической ниши: тем, кто живёт на открытых пространствах, прятаться особо негде, а потому приходится более тонко работать со светом.

Конкретный механизм отражения пока неясен; исследователи полагают, что тут всё может происходить автоматически, что какие-то структуры в покровах рыбы сами реагируют на изменения в поляризации. С другой стороны, рыбы способны менять ориентацию тела в пространстве, стараясь занять такое положение, которое позволяло бы отразить свет по максимуму...

Кирилл Стасевич

Источники:

1. compulenta.computerra.ru