رؤى جديدة حول كيفية التحكم في الكائنات البحرية في رؤيتها
مخلوقات بحرية صغيرة تسمى "ياقوت البحر" (Sapphirinidae) قادرة على أداء "سحر" من النوع الذي يفضله السحرة البشريون: أثناء السباحة، تعرض ظلالًا رائعة ومهيبة من اللون الأزرق أو الأرجواني أو الأخضر، وفي اللحظة التالية يمكن أن تصبح غير مرئية (على الأقل يصبح اللون الأزرق بينهما شفافًا تمامًا). كيف يحصلون على ألوانهم المتوهجة وما الذي يسمح لهم "بالاختفاء"؟ ونجح علماء معهد وايزمان للعلوم مؤخراً في حل اللغز. ويمكن لنتائج البحث، التي نشرت في مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية، أن تلهم تطوير التقنيات البصرية المستقبلية.
تنتمي أسود البحر إلى فئة فرعية من القشريات تسمى الحيتانيات. وهم يعيشون في المياه العذبة والمالحة. هذه الحيوانات بالكاد تكون مرئية للعين البشرية، ويتراوح طولها من واحد إلى عدة ملليمترات. ذكر ياقوت البحر هو الذي يظهر ألوانا مثيرة للإعجاب وتحذير، أما الأنثى فهي شفافة. ويعتقد العلماء أن "سحر الاختفاء" الخاص به يمكن أن يساعد ياقوت البحر على الهروب من الحيوانات المفترسة عند الضرورة، لكنه لا يزال يظهر ألوانه المثيرة للإعجاب عندما تكون أنثى من نوعه - أو ربما ذكر آخر - في محيطه.
البروفيسور ليا إيدي، والبروفيسور ستيف وينر، وطالبي البحث دفير جور وماريا فيرانتوني من قسم علم الأحياء الهيكلي في معهد وايزمان للعلوم؛ البروفيسور دان أورون وطالب البحث بن ليشيم من قسم فيزياء الأنظمة المعقدة في معهد وايزمان للعلوم؛ والدكتورة فيفيانا بريستاي من المعهد المشترك بين الجامعات لعلوم البحار في إيلات، بفحص تركيبة الطبقة البلورية على ظهور ذكور أسود البحر من عدة أنواع. في البداية، قاموا بقياس الجزء النسبي لشدة الضوء العائد من السطح من السطح الذي يضربه، والذي يمكن من خلاله تحديد اللون، ثم باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح في درجات حرارة منخفضة، شاهدوا طريقة تشكل البلورات منظمة مع المادة الخلوية التي تثبتها في مكانها.
تنتج هذه الألوان من توهج السطح في مجموعة ألوان قوس قزح - نتيجة الضوء المنعكس من الهياكل الدورية متعددة الطبقات. وهو نوع من البنية يعرف لدى العلماء بالبلورة الضوئية، التي تتكون من بلورات رقيقة وشفافة من الجوانين (أحد الأحماض النووية الموجودة في الحمض النووي).
ووجد العلماء أن صفائح الجوانين الموجودة في ياقوت البحر مرتبة في مصفوفات دورية دقيقة بشكل ملحوظ. ما الذي يعطي كل نوع لونه الفريد؟ ومن خلال التحليل، تبين أن العامل الرئيسي الذي يحدد ما إذا كان ياقوت البحر سيكون أصفر أو أزرق أو أرجواني هو درجة التباعد بين صفائح الجوانين، والتي تتحكم فيها الطبقة الرقيقة من المادة الخلوية التي تفصل بين الصفائح.
حتى أن العلماء أظهروا كيف أن هذا الترتيب المعقد لصفائح الجوانين يسمح لبعض قنافذ البحر بالاختفاء عن الأنظار: عندما تدير أنواع معينة من ذكور قنافذ البحر ظهورها للضوء بزاوية 45 درجة أثناء أداء مناورة السباحة الحلزونية، فإن الطول الموجي للموجات ينحرف الضوء المنعكس عن نطاق الأطوال الموجية للضوء المرئي، ويمر إلى نطاق الأطوال الموجية للأشعة فوق البنفسجية غير المرئية. ومن ناحية أخرى، فإن سقوط الضوء بزاوية قائمة يعيد اللون الأزرق الجميل.
في الضوء الموجود في أعماق المحيط، القادم من الأعلى، تستطيع ياقوتة البحر الصغيرة التحكم في رؤيتها، من اللون المتوهج إلى الشفافية الكاملة والاختفاء، وذلك ببساطة عن طريق ضبط "دفتها".
يتم استخدام التباعد بين الصفائح كنوع من "ضبط" الطول الموجي للضوء، وبالتالي أيضًا للون الحيوانات: فكلما كانت الصفائح أقرب إلى بعضها البعض، كلما كان الطول الموجي المنعكس عنها أقصر، أي: كلما كان الضوء أكثر زرقة. يقول العلماء إن هذه الإستراتيجية المتطورة للتحكم في الضوء يمكن استخدامها في المستقبل لتصميم هياكل بلورية فوتونية صناعية يمكنها التحكم في تدفق الفوتونات. قد يكون لهذه البلورات العديد من الاستخدامات، بما في ذلك الطلاءات العاكسة التكيفية أو القابلة للضبط، والمرايا البصرية، وشاشات العرض البصرية.
تعليقات 3
ياقوتة البحر، في بحر موجود، ثم فجأة... إلى إتش دي إم،
حزين إيتان، أين سابير؟ إنه عمل قذر، سيد سابدارمش!
يهودا
ماذا لديك ضد عنوان في القوافي..؟
اختفى؟ من الأفضل أن نسمي هذه الظاهرة: أصبحت غير مرئية. فهو لم يعد مخلوقًا غير موجود اليوم، بل مخلوقًا قادرًا على أن يكون شفافًا وغير مرئي.
يهودا