Блакитні акули, одні з найбільш витончених і загадкових мешканців океанських глибин, не просто демонструють приголомшливий синій відтінок – це ціла нанотехнологічна симфонія, закладена самою природою. Їх Райдужний синій колір, як аквамарин, є не просто прекрасною особливістю, а результатом складної та дивовижної роботи мікроскопічних структур, прихованих у шкірі цих чудових хижаків. Це не просто фарба, це – жива оптика, здатна до адаптації і зміни.

##

Розкриваючи секрети мікроскопічного світу: Архітектура кольору

Нове дослідження, проведене вченими на блакитній акулі (Prionace glauca), проливає світло на цю дивовижну адаптацію. Виявилося, що у цих акул в “зубчиках” шкіри – крихітних, схожих на зуби лусочках, що формують захисний шар – містяться наноструктури, що створюють ефектний синій відтінок. Ці структури складаються з двох ключових компонентів:

• Тромбоцити гуаніну:Кристали гуаніну, що відбивають синє світло, створюючи яскраву основу кольору.
• Меланосоми:Бульбашки, заповнені меланіном, що поглинає інші довжини хвиль світла, посилюючи насиченість синього.

Вчені проводять аналогію з “пакетами, наповненими дзеркалами і чорними абсорбентами”, що знаходяться в тісній взаємодії. Цей союз матеріалів не просто забезпечує колір, він дозволяє тонко керувати ним, створюючи неймовірну візуальну палітру.

##

Більше, ніж просто краса: адаптація та зміна кольору

“Синій — один з найрідкісніших кольорів у тваринному світі, і в ході еволюції тварини виробили безліч унікальних стратегій для його отримання, що робить ці процеси особливо захоплюючими», – зазначає доктор Вікторія Камска, науковий співробітник лабораторії професора Мейсона Діна в Міському університеті Гонконгу. Але найцікавіше, що ці структури не статичні. Вони здатні до змін, і вчені тепер розуміють, як ці зміни впливають на загальний колір акули.

Професор Дін підкреслює:»коли ви поєднуєте ці матеріали разом, ви також отримуєте потужну здатність створювати та змінювати колір”. Команда дослідників використовує комп’ютерне моделювання, щоб точно передбачити, які зміни в архітектурі наноструктур призведуть до зміни колірної гами. Наприклад, зміна відстані між шарами кристалів гуаніну може призвести до переходу від знакового синього відтінку до зеленого або навіть золотого.

##

Вплив навколишнього середовища: колір як індикатор

Дослідники виявили, що зовнішні фактори, такі як вологість і тиск води, можуть впливати на відстань між кристалами гуаніну, викликаючи незначні, але помітні зміни кольору акули. Чим глибше заходить акула, тим більший тиск відчуває її шкіра, і кристали гуаніну, ймовірно, притискаються один до одного, що затемнює забарвлення і покращує маскування в навколишньому середовищі. Це свого роду вбудований індикатор глибини, що дозволяє акулі ідеально відповідати умовам навколишнього середовища.

“Таким чином, дуже дрібні зміни в масштабі, викликані такими простими факторами, як вологість або зміна тиску води, можуть змінити забарвлення тіла, що потім впливає на те, як тварина маскується або змінює відтінки в своєму природному середовищі існування», – говорить професор Дін.

##

Нові горизонти: Біоінженерія та екологічна стійкість

Це відкриття має величезний потенціал для використання в біоінженерії та дизайні на основі природи. “Ці зубчики не тільки забезпечують акулам гідродинамічні властивості і захист від обростання, але і, як ми тепер з’ясували, відіграють важливу роль у формуванні і, можливо, зміні забарвлення», – пояснює професор Дін. Унікальність конструкції акули, що поєднує в собі гідродинамічні і оптичні характеристики, робить її справжнім зразком для наслідування.

Крім того, структурна забарвлення, на відміну від хімічної, надає менший вплив на навколишнє середовище, оскільки не містить токсичних речовин і знижує забруднення. Це особливо важливо в морському середовищі, де динамічний синій камуфляж може бути дуже корисним.

##

Унікальний еволюційний шлях: колір у світі акул

«Оскільки інструменти нанотехнологій вдосконалюються, це створює можливості для вивчення того, як структури призводять до нових функцій», – підкреслює професор Дін. Акули та промені, відокремлені від кісткових риб сотні мільйонів років тому, представляють унікальний еволюційний шлях створення кольору, відмінний від інших риб.

Це дослідження, яке фінансується Комітетом з університетських грантів Гонконгу та загальним дослідницьким фондом, було представлено на щорічній конференції Товариства експериментальної біології в Антверпені, Бельгія. Воно відкриває нову главу в розумінні складних адаптацій в природі і дає поштовх до інновацій в області біоінженерії та екологічно стійкого дизайну.