Μια νέα μελέτη αποκαλύπτει ότι οι μπλε καρχαρίες μπορούν να αλλάζουν χρώμα ανάλογα με το βάθος που κολυμπούν, χάρη σε μοναδικές νανοδομές στο δέρμα τους.
Αυτές οι δομές περιλαμβάνουν μικρούς κρυστάλλους που αντανακλούν το μπλε φως και σκούρες χρωστικές όπως η μελανίνη, οι οποίες απορροφούν άλλα χρώματα.
Η αλλαγή χρώματος μπορεί να επηρεάζεται από περιβαλλοντικούς παράγοντες, όπως η πίεση του νερού, επιτρέποντας στους καρχαρίες να καμουφλάρονται καλύτερα στο περιβάλλον τους.
Η έρευνα, που παρουσιάστηκε στο συνέδριο της Εταιρείας Πειραματικής Βιολογίας, χρησιμοποιεί προηγμένες τεχνικές απεικόνισης για να κατανοήσει αυτές τις διαδικασίες σε νανομετρική κλίμακα.
Πιο αναλυτικά
Συγκεκριμένα μελέτη διαπιστώνει ότι το χρώμα του δέρματος του μπλε καρχαρία σκουραίνει όταν κολυμπάει πιο βαθιά.
Η μελέτη, που παρουσιάστηκε πριν κάποιες μέρες στο συνέδριο της Εταιρείας Πειραματικής Βιολογίας στην Αμβέρσα, αποκαλύπτει μικροσκοπικές νανοδομές στο δέρμα του μπλε καρχαρία, Prionace glauca , που παράγουν τον χρωματισμό του. Μικροί κρύσταλλοι αντανακλούν το μπλε φως ενώ σκούρες χρωστικές όπως η μελανίνη απορροφούν τα υπόλοιπα χρώματα δημιουργώντας μια καθαρή μπλε απόχρωση.
«Το μπλε είναι ένα από τα πιο σπάνια χρώματα στο ζωικό βασίλειο και τα ζώα έχουν αναπτύξει μια ποικιλία μοναδικών στρατηγικών μέσω της εξέλιξης για να το παράγουν, καθιστώντας αυτές τις διαδικασίες ιδιαίτερα συναρπαστικές», δήλωσε η Βικτόρια Κάμσκα, ερευνήτρια που συμμετείχε στη μελέτη.
Η μελανίνη συνεργάζεται με κρυστάλλους συγκεκριμένου πάχους και απόστασης για να ενισχύσει τον κορεσμό χρώματος του δέρματος του καρχαρία.
«Όταν συνδυάζετε αυτά τα υλικά μαζί, δημιουργείτε επίσης μια ισχυρή ικανότητα παραγωγής και αλλαγής χρώματος», δήλωσε ο Μέισον Ντιν, ένας άλλος ερευνητής.
«Αυτό που είναι συναρπαστικό είναι ότι μπορούμε να παρατηρήσουμε μικροσκοπικές αλλαγές στα κύτταρα που περιέχουν τους κρυστάλλους και να δούμε και να μοντελοποιήσουμε πώς επηρεάζουν το χρώμα ολόκληρου του οργανισμού».
Η έρευνα κατέστη δυνατή χάρη σε προηγμένες τεχνικές απεικόνισης για τον χαρακτηρισμό της μορφής, της λειτουργίας και των αρχιτεκτονικών διατάξεων των μικροσκοπικών δομών που παράγουν χρώματα.
«Αρχίσαμε να εξετάζουμε το χρώμα σε οργανικό επίπεδο, σε κλίμακα μέτρων και εκατοστών, αλλά το δομικό χρώμαεπιτυγχάνεται σε νανομετρική κλίμακα, επομένως πρέπει να χρησιμοποιήσουμε μια σειρά από διαφορετικές προσεγγίσεις”, δήλωσε ο Δρ Ντιν.
Έδειξαν ότι αυτός ο μηχανισμός αλλαγής χρώματος θα μπορούσε επίσης να καθοδηγείται από περιβαλλοντικούς παράγοντες που θα επηρέαζαν την απόσταση των κρυστάλλων.
«Με αυτόν τον τρόπο, πολύ λεπτές αλλαγές που προκύπτουν από κάτι τόσο απλό όσο οι αλλαγές στην υγρασία ή την πίεση του νερού θα μπορούσαν να αλλάξουν το χρώμα του σώματος, το οποίο στη συνέχεια διαμορφώνει τον τρόπο με τον οποίο το ζώο καμουφλάρεται», δήλωσε ο Δρ Ντιν.
Όταν ο καρχαρίας κολυμπάει βαθύτερα, για παράδειγμα, ασκείται μεγαλύτερη πίεση στο δέρμα, με αποτέλεσμα οι κρύσταλλοι πλησιάζουν μεταξύ τους και να σκουραίνουν το χρώμα του καρχαρία ώστε να ταιριάζει καλύτερα στο περιβάλλον του.
Ο μηχανισμός με τον οποίο συμπεριφέρονται αυτές οι μικροσκοπικές δομές μπορεί επίσης να αλλάζει το χρώμα του δέρματος του καρχαρία και να χρησιμεύει ως καμουφλάζ. «Ένας τέτοιος πολυλειτουργικός δομικός σχεδιασμός – μια θαλάσσια επιφάνεια που συνδυάζει χαρακτηριστικά για υδροδυναμική υψηλής ταχύτητας και οπτική καμουφλάζ – από όσο γνωρίζουμε, δεν έχει ξαναδεί», δήλωσε ο Δρ Ντιν.
Συνοπτικά
- Οι μπλε καρχαρίες προσαρμόζουν το χρώμα τους ανάλογα με το βάθος που κολυμπούν, χάρη σε νανοδομές στο δέρμα τους.
- Οι μικροί κρύσταλλοι στο δέρμα αντανακλούν μπλε φως, ενώ οι χρωστικές απορροφούν άλλα χρώματα, δημιουργώντας μπλε απόχρωση.
- Η πίεση του νερού επηρεάζει την απόσταση των κρυστάλλων, επιτρέποντας στους καρχαρίες να καμουφλάρονται πιο αποτελεσματικά.
- Η έρευνα χρησιμοποιεί προηγμένες τεχνικές απεικόνισης για να αναλύσει τις διαδικασίες αλλαγής χρώματος σε νανομετρική κλίμακα.
