Znanost

Neuhvatljive, ultra crne ribe ogrnute su da bi preživjele u dubokom oceanu

Ribe u osnovi imaju tri mogućnosti za preživljavanje u dubokom moru gdje se ima malo mjesta za sakriti: biti velika, brza ili nevidljiva. Budući da ste veliki i brzi, treba vam puno energije, što zahtijeva puno hrane. Biti nevidljiv, s druge strane, može biti bolja strategija za bijeg od grabežljivaca i kretanje kroz vodu neotkrivenu plijenom. U novoj studiji objavljenoj prošlog tjedna u Trenutna biologija , istraživači su otkrili evolucijsku taktiku koja nekim ribama daje ogrtač nevidljivosti. Po prvi puta je dokumentirana ultra crna boja kože ili pigmentacija koja štiti 16 vrsta dubokomorskih riba, a proučavanje taktike efikasnog preživljavanja moglo bi pružiti uvid u razvoj novih sintetičkih maskirnih materijala, kao i imati implikacije na razumijevanje i liječenje karcinoma kože.

Devedeset i devet posto od nastanjivi prostor na planeti je u oceanu, a mi smo tek počeli shvaćati raznolikost životinja koje more nazivaju domom i kako su se prilagodile jedinstvenom podvodnom okruženju. Srednji ocean, koji nije na dnu ni na površini, posebno je izazovno stanište za preživljavanje.

Nemate gdje odmarati, nemate se gdje sakriti, na raspolaganju vam je vrlo malo hrane i stvarno je mrak, kaže Karen Osborn , morski biolog u Smithsonian'su Nacionalni prirodoslovni muzej , i jedan od autora studije. Postoje sve te čudne stvari koje se prilično razlikuju od većine ostalih staništa o kojima razmišljamo, čak i dubokog mora. A nakon toga, većina životinja koje tamo žive izgledaju stvarno čudno.





Uđite u ultra crne ribe, nekoliko vrsta koje se mogu krišom kretati u ovom izazovnom okruženju. Osborn i njezini kolege proučavali su kako koža i površine riba i drugih životinja pomažu životinjama da prežive. Na primjer, neki rakovi su prozirni, ali ako ih obasja svjetlost, lako se mogu otkriti. Ta su bića razvila antirefleksne premaze na svojim školjkama kako bi pomogla smanjiti odsjaj koji bi ih odao grabežljivcima. Dok su umrežavali rakove, Osborn i njezin tim slučajno su izvukli ribu zubu koja, koliko god pokušali, istraživači jednostavno nisu mogli dobiti dobru fotografiju stvorenja. Zašto, pitao se Osborn? Ispostavilo se da je koža ribe bila jednostavno nefotogena - tkivo je upijalo velikih 99,5 posto svjetlosti kamere.

Druge ultra crne životinje, poput rajskih ptica, neki leptiri, kornjaši i zmije nose pigment koji upija svjetlost zajedno sa svijetlim, živahnim bojama koje kombiniraju stvarajući privlačan prikaz. Nasuprot ultra crnoj, boje jednostavno iskaču. A učinak djeluje kao signal upozorenjima o opasnosti potencijalnim grabežljivcima i hitnim porukama potencijalnim supružnicima. No umjesto da strategijom skreću pozornost na sebe, ultracrne ribe u srednjem oceanu jednostavno nestaju.



Koristeći mikroskopiju za ispitivanje uzoraka tkiva necrnih, crnih i ultracrnih riba, otkrili su da ultracrne ribe imaju jedinstvene uzorke i principe organiziranja u pigmentnim stanicama svoje kože.

Koristeći mikroskopiju za ispitivanje uzoraka tkiva necrnih, crnih i ultracrnih riba, otkrili su da ultracrne ribe imaju jedinstvene uzorke i principe organiziranja u pigmentnim stanicama svoje kože.(Karen Osborn / Smithsonian NMNH)

Fangtooth riba bila je jedna od 16 vrsta ultra crnih riba koje su istraživači od tada identificirali. Da bi se klasificirala kao ultracrna, ljestvica je bila visoka. Poput zubatog zuba, istraživači su tražili kožu ribe koja u vidljivom spektru reflektira manje od 0,5 posto svjetlosti. Skupljali su uzorke dubokomorskih riba od 18 različitih vrsta i koristili su posebnu svjetlosnu sondu reflektirajuće crne boje za mjerenje kutova i količine apsorbirane svjetlosti. Otkrili su da se 16 vrsta kvalificiralo. Za usporedbu, crni materijali koje stvara čovjek odbijaju deset posto svjetlosti, a ostale crne ribe od dva do tri posto, što ultra crnim vrstama daje šestostruku prednost što se tiče skrivanja.

kad su djevojke počele nositi ružičasto

To je sjajna vježba u kvantificiranju crnila, kaže Peter Herring, morski biolog i autor knjige Biologija dubokog oceana, koji nije bio dio studijskog tima . Dubokomorske ribe rutinski se opisuju kao mastiljasto crne ili baršunasto crne, pa je lijepo imati neku numeričku osnovu. Na intuitivnoj razini netko bi mogao pomisliti da bi samo dva posto refleksije bilo dovoljno dobro, ali ako postignete šestostruko poboljšanje, onda bi bez sumnje mogla nastupiti evolucijska [prednost].



Nakon što su vidjeli rezultate mjerenja refleksije, istraživači su dublje istražili kako bi otkrili kako su ribe sposobne za takvu kamuflažu na stručnoj razini. Koristeći mikroskopiju za ispitivanje uzoraka tkiva necrnih, crnih i ultracrnih riba, otkrili su da ultracrne ribe imaju jedinstvene uzorke i principe organiziranja u pigmentnim stanicama svoje kože.

Svaka riba proizvodi melanin; to je ista kemikalija koja se nalazi u ljudskoj koži i štiti od UV svjetla. Melanin se proizvodi na približno jednak način među vrstama. No kad su istraživači istražili tkivo kože ultra crne ribe, istraživači su otkrili da se njihovi melanosomi ili stanice u kojima se nalazi kemijska pigmenta razlikuju na tri važna načina. Stanice su bile gušće zbijene, veće i kapsule, a ne zaobljene. Zbog ove strukture, fotoni svjetlosti koji pogađaju površinu kože riba apsorbiraju ne samo stanice koje su pogodile, već se i svjetlost bočno uvlače u stanice pored nje.

Dakle, u osnovi, mijenjajući oblik i veličinu tih granula, kaže Osborne, umjesto da svjetlost koja se ne apsorbira odmah pusti da pobjegne i signalizira njihovu prisutnost, oni je kontroliraju tako da svjetlost odlazi u sloj i bočno se raspršuje u granule. tome.

Da bi se klasificirala kao ultracrna, ljestvica je bila visoka. Poput klinastog zuba (gore), istraživači su tražili kožu ribe koja u vidljivom spektru reflektira manje od 0,5 posto svjetlosti.

Da bi se klasificirala kao ultracrna, ljestvica je bila visoka. Poput klinastog zuba (gore), istraživači su tražili kožu ribe koja u vidljivom spektru reflektira manje od 0,5 posto svjetlosti.(Karen Osborn / Smithsonian NMNH)

Ali s obzirom na prostranstvo i tamu dubokog oceana, kolika je zapravo razlika ako riba apsorbira tri posto svjetlosti ili, 5 posto svjetlosti, i odakle uopće dolazi ta svjetlost? Budući da u ova područja doseže vrlo malo sunčeve svjetlosti, svako proizvedeno svjetlo obično dolazi iz drugog organizma - poput onih koji ga koriste bioluminiscencija —I velike su šanse da taj organizam traži obrok.

Dolje ima tona životinja, ali njihova je gustoća relativno niska, što znači da vjerojatno vrlo rijetko ispunite svoj ručak. Dakle, kad sastanete svoj ručak, želite biti sigurni da ćete ga uhvatiti, kaže Ron Douglas, morski biolog s londonskog City Universityja koji proučava vizualne sustave i koji također nije bio dio studijskog tima.

Molekule vode raspršuju ono malo svjetlosti što znači da udaljenost vidljivosti za većinu podvodnih organizama nije jako velika, kaže Douglas. Govorimo vjerojatno centimetara. Ali recimo da ako vas se vidi sa šest stopa ili jednom nogom, to čini vražju razliku u smislu [bijega]. Reflektirajući postotci od nekoliko posto ne čine se puno, ali su vrlo značajni.

Istraživači koji istražuju ovaj evolucijski alat za preživljavanje kažu da struktura tkiva ima široku primjenu. Melanin, vrsta kemikalije koja može osloboditi ili apsorbirati slobodne radikale kisika koji mogu oštetiti stanice, upakiran je unutar melanosoma kako bi ga zadržao dok putuje do vanjskih slojeva kože. Ti su stanice tipično rastavljeni oko kože. U ultra crnoj koži ribe, melanosomi nekako štite kožu bez oštećenja ostatka stanica ili organa stvorenja, iako čine gusti, kontinuirani sloj koji bi inače mogao biti pokazatelj bolesti. U osnovi, ove ribe izgledaju kao da imaju melanom po cijelom tijelu, kaže Osborn. Istraživači onkologije i dermatologije žele saznati više o tome kako se kemikalija upravlja ili kontrolira u koži ribe.

Osim što stvara sloj kamuflaže, melanin također može apsorbirati X-zrake, zračenje i teške metale, zbog čega je ultracrna koža u riba pobudila zanimanje znanstvenika iz materijala. Prema Osbornu, pomorske istraživače, na primjer, zanima kako bi im ovo otkriće moglo pomoći u razvijanju premaza za podmornice i druga plovila. Ako biste napravili, recimo, oklop koji je izvana imao melanin, bili biste izvrsni za noćne operacije ili biste mogli prošetati Černobilom i biti sigurni, kaže ona.

Svi žele biti prikriveni, dodaje Osborn. A ultra-crne ribe krišom se pretvaraju u znanost.





^