سیاه چاله های زیستی که نور اعماق دریا را می بلعند - اسپند دود کن

به گزارش اسپند دود کن، گروهی از پژوهشگران، با آنالیز ماهیان آب های عمیق دریافتند که بعضی از این ماهی ها تا 99.956 درصد از نور دریافتی را جذب می نمایند. این برای نخستین بار است که چنین ویژگی ای در ماهیان دیده می گردد.

کارن آبزورن و همکارانش پیروز شدند بعضی از ماهیان آب های عمیق را برای فهرست بندی و عکس برداری به سطح آب بیاورند. آن ها کوشش کردند از یکی از این گونه ها با استفاده از چراغ های پرنور مخصوص و دوربینی که در بالای مخزن نصب شده بود، عکس بگیرند اما وقتی این موجودات راجلوی دوربین قرار دادند، تقریبا با یک سیاه چاله زنده روبرو شدند! شمایل کلی ماهی معلوم بود اما جزئیات دیده نمی شد زیرا ماهی نور را به شدت جذب نموده بود. این نخستین عکس هایی نبود که او از ماهیان اعماق دریا می گرفت بنابراین این دیده نشدن جزئیات نمی توانست خطای اپراتور تلقی شود. برای کارن و همکارانش بسیار عجیب بود که با وجود قرار دادن دو چراغ پرنور باز هم نور ناپدید می شد.

آن ها خاتمه دریافتند ماهی مورد آزمایش به همراه 15 گونه دیگر که تا کنون کشف نموده اند، خود را با پوستی فوق العاده سیاه استتار می نمایند. می توان گفت که این گونه ها نوعی وانتابلک (سیاه ترین ماده شناخته شده) دریایی هستند که تقریبا همه نوری که به آن ها می تابد را جذب می نمایند! به عبارتی این ماهیان روش متفاوت و شیطنت آمیزی را برای سیاه شدن تکامل بخشیده اند. یکی از این گونه ها تا 99.956 درصد از نور را جذب می نماید که تقریبا به اندازه وانتابلک (Vantablack) است.

الکساندر دیویس، زیست شناس دانشگاه دوک که در نوشتن مقاله ای در این زمینه همکاری داشته می گوید: ما تصور نمی کردیم ماهیانی وجود داشته باشند که ابَرسیاه باشند، تا جایی که می دانستیم تنها مهره دارانی که ابرسیاه بودند، بعضی انواع مرغ بهشت و بعضی دیگر از گونه های پرندگان بودند و این نخستین موردی بود که مشاهده کردیم ابَرسیاه بودن به عنوان استتار نیز استفاده می شود.

اعماق اقیانوس نور وجود دارد؟

شاید تعجب آور باشد که چرا زمانی که فوتون ها بیش از عمق 200 متری نفوذ نمی نمایند، این ماهی ها باید خود را به سیاه ترین شکل استتار نمایند؟ این درست است اما در حقیقت اعماق اقیانوس با نوعی نور زیستی روشن می شود که توسط موجودات گوناگون مانند باکتری ها، ماهی ها، ماهیان مرکب و … فراوری می شود. (در این زمینه محققان نمونه هایی تا عمق 2000 متری نیز یافته اند.)

از تابش این نورهای زیستی اهداف زیادی دنبال می شود. معمولا بعضی موجودات خوراک بعضی دیگر می شوند بنابراین با هاله ای از نور شکارچی خود را گیج می نمایند یا حتی به بدن شکارچیان می چسبند تا آن ها را خوراک موجودات عظیم تر نمایند! بعضی دیگر از ماهیان آب های عمیق از صورت خود نور می تابانند تا بتوانند غذای خود را در تاریکی اعماق دریا پیدا نمایند. شاید معروف ترین این گونه ها قلابچه ماهی باشد که با یک قلاب نورانی، طعمه ها را به سمت دهان پر دندان خود می کشاند. علاوه بر این در تاریکی مطلق، نرها و ماده ها برای جذب یکدیگر باید مثل بیلبورد تبلیغاتی روشن شوند! بنابراین نور در تاریکی اعماق اقیانوس هم منتشر می شود اما نور بیولوژیکی که عمدتاً هم نور آبی است زیرا این طیف نور در این آب ها بیش تر پراکنده می شود.

اما در تاباندن نور از سوی موجودات یک مشکل وجود دارد! نوری که باعث جلب توجه طعمه ها می شود، توجه شکارچیان را هم جلب می نماید. چیزی که اصلا خوشایند نیست. دیویس می گویند: در این حالت اگر سر شما ابرسیاه باشد، هیچ نوری به عقب و سمت شکارچی نمی رود. چیزی که باعث شده این 16 گونه ماهی اینقدر خوب خود را استتار نمایند ملانین است، همان چیزی که به پوست ما رنگ می دهد. 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 نمی تواند عامل سیاهی بسیار زیاد این ماهی ها باشد. هنگامی که نوری بر این ماهیان می تابد، بیش تر فوتون ها توسط ملانوزوم ها جذب می شود. اما بخش باقی مانده و پراکنش های جانبی نور، توسط رنگدانه های کناری ملانوزوم ها جذب می شود. به این ترتیب این ماهیان کشف شده می توانند به روش بسیار مؤثری نور را به دام بیندازد و فقط به یاری رنگدانه ها تله ای برای نور ایجاد نمایند.

تفاوت جزئی گونه های کشف شده در فراوری پوشش فوق سیاه

به طرز شگفت آوری هیچ نیای مشترک بین این 16 گونه ای که آزبورن و دیویس تا کنون کشف نموده اند دیده نمی شود و ویژگی ابَرسیاه بودن به طور مجزا در نسل این موجودات تکامل یافته است. به این ترتیب روش جذب نور در آن ها تا اندازه ای تفاوت دارد و شیوه چینش ملانوزوم ها در پوست آن ها منحصر به خودشان است.

آزبورن می گوید: بعضی از آن ها یک حفره کوچک دارند، بعضی سه لایه و بعضی دو لایه دارند. بعضی از آن ها دارای لایه های ضخیم و بعضی دارای لایه نازک هستند. بنابراین این ویژگی با این تفاوت های جزئی بین این موجودات تکامل یافته است.

پوست همه این موجودات به طرز ویژه ای وفق داده شده تا نور آبی و سبز را (که نور بیش تر روشنایی های زیستی در آب های عمیق است) جذب کند. آن ها از این ویژگی ابرسیاهی برای اهداف دوگانه ای استفاده می نمایند. چه پنهان کردن خود از شکارچیان و یا پنهان کردن خود از طعمه ای که می خواهند شکار نمایند.

نکته جالب این است که یکی از این ماهی ها یعنی اژدهاماهی باله مویی (Threadfin Dragonfish) تنها در دوران نوجوانی به شدت سیاه است. چرا؟ چون نوزادان کوچک و بی دفاع باید از شکارچیان پنهان شوند. اما زمانی که این ماهی رشد می نماید و از 1 فوت (30 سانتی متر) بیش تر می شود، دیگر احتیاج چندانی به پنهان شدن ندارند.

موضوع جالب دیگری که این پژوهشگران به آن دست یافتند این است که سطح داخلی روده بعضی از این ماهی ها، بسیار سیاه است که از درخشش هنگام خوردن غذا جلوگیری می نماید. هنگام هضم غذا مواد شیمیایی آزاد می شود که باعث فراوری نور می شود 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 بیش تری قرار دارند. بنابراین باید تقریبا همه آن چه پیدا می نمایند را بگیرند و اگر این کار را ننمایند گرسته می مانند.

امکان استفاده از ویژگی این ماهیان در ساخت ماده های ابَرسیاه

این ماهی ها یک نوع روش ترکیبی بسیار جالب را تکامل داده اند. در حالی که برای نمونه مرغ بهشت ابَرسیاه از دو روش رنگدانه های پرها و سازه های ریز درخت-مانند برای جذب فوتون ها استفاده می نمایند، ملانوزوم ماهیان ابرسیاه هم زمان رنگدانه ها و ساختاری هستند که نور را جذب می نمایند. دیویس می گوید: این همه چیز را بسیار ساده تر می نماید. بنابراین اگر بخواهیم از آن برای هر نوع فن آوری الهام بگیریم، اکنون فقط احتیاج به ساختن یک جزء هست.

در مقابل، مواد فوق سیاه ساخته شده توسط انسان از نانولوله های کربنی تهیه می شوند که فوتون ها را به دام می اندازند و ساخت آن ها سخت است. این طور که دیویس بیان می نماید شما با یک ماده فوق سیاه اما شنماینده روبرو هستید. در حالی که در خصوص این ماهی ها ما می بینیم که هیچ چیدمان ساختاری خاصی وجود ندارد و جمع تصادفی از نانوذرات، چیزی را فراوری می نمایند که تقریبا به همان اندازه سیاه است. از لحاظ تئوری، اگر بتوان نانوذرات را در شکل و اندازه درست ساخت، باید قادر باشیم هر چیزی را با آن بپوشانیم.

• با بعضی از کاربردهای نانوذرات آشنا شوید

این پژوهشگران هنوز در ابتدای راه این یافته ها قرار دارند و بنابراین هنوز کسی شیوه ای که ونتافیش (ماهی فوق سیاه) برای جذب نور به کار می برد را تجاری سازی ننموده است. اما ممکن است در آینده با الهام از این موجودات، مواد فوق سیاهی تنها به ضخامت پوست ساخته شود.

عکس ها: Karen Osborn/Smithsonian

منبع: Wired