سیاه‌چاله‌های زیستی که نور اعماق دریا را می‌بلعند

زمین و محیط زیست, مجله اینترنتی

گروهی از پژوهشگران، با بررسی گونه‌های ماهی اعماق دریا دریافتند که برخی از این ماهی‌ها تا ۹۹.۹۵۶ درصد از نور دریافتی را جذب می‌کنند. این برای نخستین بار است که چنین ویژگی‌ای در ماهیان دیده می‌شود.

«کارن آبزورن» و همکارانش موفق شدند برخی از ماهیان آب‌های عمیق را برای فهرست‌بندی و عکس‌برداری به سطح آب بیاورند. آن‌ها تلاش کردند از یکی از این گونه‌ها با استفاده از چراغ‌های پرنور مخصوص و دوربینی که در بالای مخزن نصب شده بود، عکس بگیرند اما وقتی این موجودات راجلوی دوربین قرار دادند، تقریبا با یک سیاه‌چاله‌ی زنده مواجه شدند! شمایل کلی ماهی معلوم بود اما جزئیات دیده نمی‌شد زیرا ماهی نور را به شدت جذب کرده بود. این نخستین عکس‌هایی نبود که او از ماهیان اعماق دریا می‌گرفت بنابراین این دیده نشدن جزئیات نمی‌توانست خطای اپراتور تلقی شود. برای کارن و همکارانش بسیار عجیب بود که با وجود قرار دادن دو چراغ پرنور باز هم نور ناپدید می‌شد.

آن‌ها سرانجام دریافتند ماهی مورد آزمایش به همراه ۱۵ گونه‌ی دیگر که تا کنون کشف کرده‌اند، خود را با پوستی فوق‌العاده سیاه استتار می‌کنند. می‌توان گفت که این گونه‌ها نوعی وانتابلک (سیاه‌ترین ماده‌ی شناخته شده) دریایی هستند که تقریبا همه‌ی نوری که به آن‌ها می‌تابد را جذب می‌کنند! به عبارتی این ماهیان روش متفاوت و شیطنت‌آمیزی را برای سیاه شدن تکامل بخشیده‌اند. یکی از این گونه‌ها تا ۹۹.۹۵۶ درصد از نور را جذب می‌کند که تقریبا به اندازه‌ی وانتابلک (Vantablack) است.

الکساندر دیویس، زیست‌شناس دانشگاه دوک که در نوشتن مقاله‌ای در این زمینه همکاری داشته می‌گوید: «ما تصور نمی‌کردیم ماهیانی وجود داشته باشند که ابَرسیاه باشند، تا جایی که می‌دانستیم تنها مهره‌دارانی که ابرسیاه بودند، برخی انواع «مرغ بهشت» و برخی دیگر از گونه‌های پرندگان بودند و این نخستین موردی بود که مشاهده کردیم ابَرسیاه بودن به عنوان استتار نیز استفاده می‌شود.»

آیا در اعماق اقیانوس نور وجود دارد؟

شاید تعجب آور باشد که چرا زمانی که فوتون‌ها بیش از عمق ۲۰۰ متری نفوذ نمی‌کنند، این ماهی‌ها باید خود را به سیاه‌ترین شکل استتار کنند؟ این درست است اما در حقیقت اعماق اقیانوس با نوعی نور زیستی روشن می‌شود که توسط موجودات گوناگون مانند باکتری‌ها، ماهی‌ها، ماهیان مرکب و … تولید می‌شود. (در این زمینه محققان نمونه‌هایی تا عمق ۲۰۰۰ متری نیز یافته‌اند.)

از تابش این نورهای زیستی اهداف زیادی دنبال می‌شود. معمولا برخی موجودات خوراک برخی دیگر می‌شوند بنابراین با هاله‌ای از نور شکارچی خود را گیج می‌کنند یا حتی به بدن شکارچیان می‌چسبند تا آن‌ها را خوراک موجودات بزرگ‌تر کنند! برخی دیگر از ماهیان آب‌های عمیق از صورت خود نور می‌تابانند تا بتوانند غذای خود را در تاریکی اعماق دریا پیدا کنند. شاید معروف‌ترین این گونه‌ها قلابچه‌ماهی باشد که با یک قلاب نورانی، طعمه‌ها را به سمت دهان پر دندان خود می‌کشاند. علاوه بر این در تاریکی مطلق، نرها و ماده‌ها برای جذب یکدیگر باید مثل بیلبورد تبلیغاتی روشن شوند! بنابراین نور در تاریکی اعماق اقیانوس هم منتشر می‌شود اما نور بیولوژیکی که عمدتاً هم نور آبی است زیرا این طیف نور در این آب‌ها بیش‌تر پراکنده می‌شود.

ultra black anoplogaster cornuta 237x300 1

اما در تاباندن نور از سوی موجودات یک مشکل وجود دارد! نوری که باعث جلب توجه طعمه‌ها می‌شود، توجه شکارچیان را هم جلب می‌کند. چیزی که اصلا خوشایند نیست. دیویس می‌گویند: «در این حالت اگر سر شما ابرسیاه باشد، هیچ نوری به عقب و سمت شکارچی نمی‌رود.» چیزی که باعث شده این ۱۶ گونه ماهی اینقدر خوب خود را استتار کنند ملانین است، همان چیزی که به پوست ما رنگ می‌دهد. پوست این ماهی ها به طور کامل با اندامکی به نام ملانوزوم پوشیده شده که خودش با ملانین پر شده است.

اگرچه باید گفت که هزاران ملانین نیز به تنهایی نمی‌تواند عامل سیاهی بسیار زیاد این ماهی‌ها باشد. هنگامی که نوری بر این ماهیان می‌تابد، بیش‌تر فوتون‌ها توسط ملانوزوم‌ها جذب می‌شود. اما بخش باقی‌مانده و پراکنش‌های جانبی نور، توسط رنگدانه‌های کناری ملانوزوم‌ها جذب می‌گردد. به این ترتیب این ماهیان کشف شده می‌توانند به روش بسیار مؤثری نور را به دام بیندازد و فقط به کمک رنگدانه‌ها تله‌ای برای نور ایجاد کنند.

تفاوت جزئی گونه‌های کشف شده در تولید پوشش فوق سیاه

به طرز شگفت‌آوری هیچ نیای مشترک بین این ۱۶ گونه‌ای که آزبورن و دیویس تا کنون کشف کرده‌اند دیده نمی‌شود و ویژگی ابَرسیاه بودن به طور مجزا در نسل این موجودات تکامل یافته است. به این ترتیب روش جذب نور در آن‌ها تا اندازه‌ای تفاوت دارد و شیوه‌ی چینش ملانوزوم‌ها در پوست آن‌ها منحصر به خودشان است.

آزبورن می‌گوید: «برخی از آن‌ها یک حفره‌ی کوچک دارند، برخی سه لایه و برخی دو لایه دارند. برخی از آن‌ها دارای لایه‌های ضخیم و برخی دارای لایه‌ی نازک هستند. بنابراین این ویژگی با این تفاوت‌های جزئی بین این موجودات تکامل یافته است.»

پوست همه‌ی این موجودات به طرز ویژه‌ای وفق داده شده تا نور آبی و سبز را (که نور بیش‌تر روشنایی‌های زیستی در آب‌های عمیق است) جذب کند. آن‌ها از این ویژگی ابرسیاهی برای اهداف دوگانه‌ای استفاده می‌کنند. چه پنهان کردن خود از شکارچیان و یا پنهان کردن خود از طعمه‌ای که می‌خواهند شکار کنند.

نکته‌ی جالب این است که یکی از این ماهی‌ها یعنی اژدهاماهی باله‌مویی (Threadfin Dragonfish) تنها در دوران نوجوانی به شدت سیاه است. چرا؟ چون نوزادان کوچک و بی‌دفاع باید از شکارچیان پنهان شوند. اما زمانی که این ماهی رشد می‌کند و از ۱ فوت (۳۰ سانتی‌متر) بیش‌تر می‌شود، دیگر نیاز چندانی به پنهان شدن ندارند.

ultra black pacific blackdragon 2

موضوع جالب دیگری که این پژوهشگران به آن دست یافتند این است که سطح داخلی روده‌ی برخی از این ماهی‌ها، بسیار سیاه است که از درخشش هنگام خوردن غذا جلوگیری می‌کند. هنگام هضم غذا مواد شیمیایی آزاد می‌شود که باعث تولید نور می‌شود و این نور باید از شکارچیان پنهان بماند.

از سویی باید توجه داشت که در اعماق دریا طعمه کمیاب است بنابراین شکارچیان برای یافتن غذا تحت فشار بیش‌تری قرار دارند. بنابراین باید تقریبا همه‌ی آن‌چه پیدا می‌کنند را بگیرند و اگر این کار را نکنند گرسته می‌مانند.

امکان استفاده از ویژگی این ماهیان در ساخت ماده‌های ابَرسیاه

این ماهی‌ها یک نوع روش ترکیبی بسیار جالب را تکامل داده‌اند. در حالی که برای نمونه مرغ بهشت ابَرسیاه از دو روش رنگدانه‌های پرها و سازه‌های ریز درخت-مانند برای جذب فوتون‌ها استفاده می‌کنند، ملانوزوم ماهیان ابرسیاه هم‌زمان رنگدانه‌ها و ساختاری هستند که نور را جذب می‌کنند. دیویس می‌گوید: «این همه چیز را بسیار ساده‌تر می‌کند. بنابراین اگر بخواهیم از آن برای هر نوع فن‌آوری الهام بگیریم، اکنون فقط نیاز به ساختن یک جزء هست.»

در مقابل، مواد فوق سیاه ساخته شده توسط انسان از نانولوله‌های کربنی تهیه می‌شوند که فوتون‌ها را به دام می‌اندازند و ساخت آن‌ها دشوار است. این طور که دیویس بیان می‌کند «شما با یک ماده‌ی فوق سیاه اما شکننده مواجه هستید. در حالی که در مورد این ماهی‌ها ما می‌بینیم که هیچ چیدمان ساختاری خاصی وجود ندارد و جمع تصادفی از نانوذرات، چیزی را تولید می‌کنند که تقریبا به همان اندازه سیاه است. از لحاظ تئوری، اگر بتوان نانوذرات را در شکل و اندازه‌ی درست ساخت، باید قادر باشیم هر چیزی را با آن بپوشانیم.»

این پژوهشگران هنوز در ابتدای راه این یافته‌ها قرار دارند و بنابراین هنوز کسی شیوه‌ای که ونتافیش (ماهی فوق سیاه) برای جذب نور به کار می‌برد را تجاری‌سازی نکرده است. اما ممکن است در آینده با الهام از این موجودات، مواد فوق سیاهی تنها به ضخامت پوست ساخته شود.

0 Comments

یک دیدگاه بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.