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.

Селены маскируются от возможных врагов, отражая поляризованный свет. (Фото Layne Kennedy.)
Селены маскируются от возможных врагов, отражая поляризованный свет. (Фото Layne Kennedy.)

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



Пользовательского поиска


Диски от INNOBI.RU

© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2001-2017
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://aqualib.ru/ "AquaLib.ru: 'Подводные обитатели' - библиотека по гидробиологии"