ООН: Мировой океан – легкие планеты, которые нужно охранять
Мировой океан — это «легкие» планеты и крупнейший производитель кислорода. Он помогает регулировать глобальный климат и является основным источником воды, поддерживающей все живое на планете: от коралловых рифов до заснеженных вершин, лесов и рек. Кроме того, океаны снижают уровень парниковых газов в атмосфере, принося пользу всему человечеству.
«Состояние океанов никогда не было столь угрожающим, как сейчас», — предупреждает Генеральный секретарь ООН Антониу Гутерриш в новом докладе, посвященном Мировому океану.
Несмотря на усилия международного сообщества по защите и сохранению морской среды и морских ресурсов, здоровье океанов по-прежнему страдает от множества причин: это загрязнение, в первую очередь пластиком, перелов рыбы, подводный шум, окисление воды и другие.
«Сейчас, как никогда, международное сообщество должно уделять первоочередное внимание решению проблем океана, используя комплексный, междисциплинарный и межсекторальный подход», — говорится в докладе.
В 1950 году население мира – 2,5 миллиарда человек – произвело 1,5 миллиона тонн пластика. В 2016 году число жителей планеты превысило 7 миллиардов человек, и количество пластика достигло 300 миллионов тонн, что обернулось губительными последствиями для морских растений и животных. Учитывая масштабы загрязнения океанов пластиком, большинство обитателей морей уже заражены пластиковыми отходами либо напрямую, либо через пищевую цепочку, поглощая мелких морских животных. При сохранении этой тенденции к 2050 году Мировой океан будет содержать больше пластика по удельному весу, чем рыбы.
В докладе Генерального секретаря отмечается, что в деле защиты Мирового океана удалось достичь некоторого прогресса. Генеральная Ассамблея ООН приняла резолюцию о предотвращении загрязнения морских экосистем. По всему миру принимают меры по очистке океанов от пластика. Тем не менее, человечество еще не до конца осознало важность мирового океана для жизни и здоровья людей.
Трематодозы пищевого происхождения
Передача паразитов и бремя инвазийТрематодозы пищевого происхождения являются зоонозами, и их возбудители могут передаваться человеку только после завершения сложного жизненного цикла, некоторые стадии которого протекают в организме промежуточного животного хозяина.
Первыми промежуточными хозяевами всех видов трематод являются пресноводные улитки. Второй хозяин бывает разным в зависимости от вида: в случае клонорхоза и описторхоза это пресноводные рыбы, а в случае парагонимоза — ракообразные. Заражение возбудителем парагонимоза может также происходить в результате употребления в пищу животных, питающихся ракообразными, например сырого мяса дикого кабана. В случае фасциолеза второй промежуточный хозяин не требуется, и заражение человека может происходить при употреблении содержащих личинки пресноводных растений. Окончательными хозяевами паразита всегда являются млекопитающие (см. таблицу 1).
Заражение человека происходит при употреблении в пищу инвазированного паразитом второго промежуточного хозяина или, в случае фасциолеза – водной растительности, к которой прикрепляется личинка паразита.
Клонорхоз и описторхоз в основном распространены в Азии, где многие страны являются эндемичными по данным заболеваниям. В ряде гиперэндемичных сельских населенных пунктов Лаосской Народно-Демократической Республики зарегистрирован уровень пораженности населения O. viverrini на уровне свыше 80%. Парагонимоз встречается в Африке, Азии и Латинской Америке, иногда в районах, одновременно эндемичных по туберкулезу и трематодозам, что часто приводит к неправильной диагностике и лечению болезни и способствует неполной регистрации случаев. Фасциолез распространен повсеместно и является проблемой для значительного числа стран мира, из которых наиболее высокое бремя заболевания регистрируется в Латинской Америке и на Ближнем Востоке. Хотя случаи заболевания трематодозами пищевого происхождения отмечаются в более чем 70 странах мира, данные об их фактической распространенности весьма ограничены; особенно острый дефицит эпидемиологических данных существует в странах Африки.
Внутри стран инвазии обычно происходят в границах определенных очагов и связаны с привычками населения и особенностями местных экосистем. Риск заражения может повышаться при неудовлетворительном состоянии санитарных систем и несоблюдении гигиены питания, ограниченной доступности безопасной питьевой воды и определенных культурно обусловленных пищевых предпочтениях населения. Традиции совместного принятия пищи могут способствовать возникновению кластеров заражения в семьях или среди знакомых.
Истинные показатели бремени таких инвазий неясны, поскольку поражаемые ими группы населения зачастую мало о них знают и не всегда имеют возможность обращаться за медицинской помощью. В ходе расчетов, выполненных Справочной группой ВОЗ по эпидемиологии бремени болезней пищевого происхождения (2015 г.), было определено четыре вида передаваемых с пищей трематод, которые являются значимыми причинами инвалидности и, согласно оценкам, ежегодно вызывают в общей сложности 200 000 случаев болезни и более 7000 случаев смерти, приводя к утрате более 2 миллионов лет жизни, скорректированных по инвалидности, во всем мире.
Трематодозы пищевого происхождения также наносят значительный экономический ущерб животноводству и рыбоводству в результате снижения продуктивности животных, а также введения ограничений на экспорт продукции и сокращения потребительского спроса.
Таблица 1. Эпидемиологические характеристики трематодозов пищевого происхождения
| Болезнь | Возбудитель | Приобретается при потреблении | Естественные окончательные хозяева | |
| Клонорхоз | Clonorchis sinensis | пресноводной рыбы | собаки и другие питающиеся рыбой хищники | |
| Описторхоз | Opisthorchis viverrini, O. felineus | пресноводной рыбы | кошки и другие питающиеся рыбой хищники | |
| Фасциолез | Fasciola hepatica, F. gigantica | водных растений | овцы, крупный рогатый скот и другие травоядные | |
| Парагонимоз | Paragonimus spp. | пресноводных ракообразных (крабов и раков) | кошки, собаки и другие питающиеся рыбой хищники |
Бремя трематодозов пищевого происхождения для общественного здравоохранения выражается скорее в заболеваемости, нежели в смертности, при этом инвазии на ранних стадиях и в легкой форме часто остаются незамеченными. Хронические инвазии, как правило, сопровождаются тяжелой симптоматикой, затрагивающей конкретный орган, в котором локализуются взрослые особи гельминтов.
Легкая инвазия Opisthorchis spp и Clonorchis sinensis может протекать бессимптомно в острой фазе, однако при высокой паразитарной нагрузке вследствие обструкции желчных протоков гельминтами могут наблюдаться такие клинические проявления, как лихорадка и боль в верхнем правом отделе живота. Наиболее тяжело может протекать хроническая инвазия O. viverrini и C. sinensis, вызванная растянутыми во времени эпизодами повторного заражения, когда хроническое воспаление приводит к фиброзу желчных протоков и повреждению сопредельной печеночной паренхимы. Такие патологические изменения могут привести к развитию холангиокарциномы – тяжелой и нередко смертельной форме рака желчных протоков. По этой причине как O. viverrini, так и C. sinensis признаны канцерогенами. Имеющихся данных о хронических инвазиях O. felineus недостаточно для того, чтобы данный паразит был отнесен к канцерогенам.
Фасциолез протекает в виде бессимптомного острого периода после попадания паразита в организм, за которым следуют острый период и хроническая фаза заболевания. Острый период заражения фасциолами начинается при разрушении молодыми сосальщиками ткани стенок кишечника и брюшины и их внедрении через оболочку печени в желчные протоки. Этот процесс сопровождается разрушением клеток печени и приводит к внутреннему кровотечению. Симптомы могут включать в себя лихорадку, тошноту, увеличение печени, крапивницу и острую боль в животе. Хроническая фаза заболевания начинается, когда гельминты проникают в желчные протоки, достигают половозрелости и начинают откладывать яйца. Яйца попадают сначала в желчь, затем в кишечник и с калом выделяются во внешнюю среду. Это может проявляться такими симптомами, как периодическая боль, желтуха, анемия, панкреатит и желчекаменная болезнь. Вследствие хронического воспалительного поражения тканей хронические инвазии приводят к циррозу печени.
Парагонимоз на ранних стадиях может протекать бессимптомно. После проникновения паразита в легкие заболевание может сопровождаться выраженными клиническими проявлениями, в частности постоянным кашлем с выделением окрашенной кровью мокроты, болью в грудной клетке, одышкой и лихорадкой, которые могут приводить к таким осложнениям, как плевральный выпот и пневмоторакс. Симптомы и проявления заболевания можно спутать с туберкулезом, и это необходимо учитывать при отсутствии улучшений в процессе лечения больных с подозрением на туберкулез. Также довольно часто встречается эктопический парагонимоз, наиболее распространенной формой которого является церебральный парагонимоз. Его клиническими проявлениями могут быть головная боль, ухудшение зрения, эпилептические судороги и кровоизлияние в мозг.
ДиагностикаСлучаи с подозрением на трематодозы пищевого происхождения выявляются на основании анализа клинической картины, оценки пищевого анамнеза на предмет факторов риска (употребление в пищу сырой рыбы, ракообразных, не прошедших термическую обработку водных растений), наличия эозионофилии и характерных изменений, видимых при выполнении ультразвукового исследования, компьютерной томографии (КТ) или магниторезонансной томографии (МРТ). Для подтверждения диагноза применяются различные диагностические методы.
- Паразитологические методы обнаружения яиц в образцах кала при подозрении на клонорхоз, описторхоз и фасциолез и прямое микроскопическое исследование мазков мокроты при подозрении на парагонимоз. Эти методы применяются чаще всего и характеризуются низкой чувствительностью при легкой паразитарной нагрузке, но при соответствующей квалификации лаборанта позволяют получить точный результат, хотя дифференциация морфологических особенностей яиц паразита при этом может быть затруднена. Исследование методом мазка по Като-Кац рекомендуется проводить дважды.
- Иммунологические методы для выявления паразит-специфических антител в образцах сыворотки или паразит-специфических антигенов в образцах сыворотки или кала. Данные методы нередко оказываются более чувствительными, однако выявление антител не позволяет различать текущие, недавно перенесенные или прошлые инвазии. Также возможны перекрестные реакции с антигенами других трематод.
- Такие молекулярные методы, как метод полимеразной цепной реакции, могут оказаться полезными и в настоящее время находятся на этапе экспериментальной разработки.
Борьба с трематодозами пищевого происхождения направлена на снижение риска заражения и уменьшение связанной с этим заболеваемости. При этом следует применять всеобъемлющий подход к вопросам здоровья, позволяющий учитывать взаимосвязи между здоровьем животных и человека и состоянием окружающей среды. Для сокращения интенсивности и риска инвазий следует осуществлять комплекс мер, включающий информационно-разъяснительную и просветительскую работу среди населения по вопросам обеспечения безопасности пищевых продуктов, совершенствование санитарных систем и ведение санитарного и ветеринарного надзора.
В целях уменьшения заболеваемости ВОЗ рекомендует повышать доступность лечения с применением безопасных и эффективных противогельминтных средств.
- Лечение клонорхоза и описторхоза проводят празиквантелом дозами по 25 мг/кг три раза в день на протяжении двух–трех дней подряд либо однократной дозой 40 мг/кг.
- Лечение фасциолеза проводят однократной дозой триклабендазола 10 мг/кг. При отсутствии лечебного эффекта дозировку можно увеличить до 20 мг/кг в виде двух раздельных доз с интервалом 12–24 часа.
- Лечение парагонимоза может осуществляться триклабендазолом 20 мг/кг в виде двух раздельных доз по 10 мг/кг, назначаемых в один день, либо празиквантелом 25 мг/кг три раза в день на протяжении трех дней. Лечение триклабендазолом является предпочтительным в силу простоты данной схемы и, соответственно, более четкого соблюдения режима лечения.
В целях контроля за состоянием здоровья населения ВОЗ рекомендует проводить обследования населения на районном уровне и обеспечивать массовой химиопрофилактикой соответствующие группы населения в районах с большим количеством пораженных инвазиями лиц. Оказание индивидуальной помощи путем лечения пациентов с подтвержденной или подозреваемой инвазией является целесообразным в условиях меньшей концентрации случаев заболевания и доступности медицинских учреждений.
Распространенность инвазий не может быть снижена исключительно методами профилактической химиотерапии невозможно. Такие факторы, как антисанитария и несоблюдение гигиены питания, наличие животных резервуаров паразитов и традиционные пищевые привычки населения, могут повышать показатели повторного заражения среди населения после лечения. При этом программы массовой химиопрофилактики должны осуществляться в рамках более широкого подхода к охране здоровья, предполагающего санитарное просвещение населения, ветеринарный и фитосанитарный надзор, обеспечение безопасности пищевых продуктов и совершенствование систем водоснабжения, санитарии и гигиены.
Рекомендуемые схемы лечения и стратегии обобщенно представлены в таблице 2.
Таблица 2. Рекомендуемые схемы и стратегии лечения
| Болезнь | Рекомендуемый препарат и дозировка | Рекомендуемая стратегия | |
| Клонорхоз и описторхоз | Ведение отдельных случаев | ||
| Празиквантел: 25 мг/кг три раза в день в течение 2–3 дней подряд | — Лечение всех подтвержденных случаев — В эндемичных районах: лечение всех подозрительных случаев | ||
| Профилактическая химиотерапия | |||
| Празиквантел: 40 мг/кг однократно | — В районах, сельских населенных пунктах или общинах, где имеются признаки очагов групповой заболеваемости: лечение всех жителей каждые 12 месяцев | ||
| Фасциолез | Ведение отдельных случаев | ||
| Триклабендазол: 10 мг/кг однократно (в случае отсутствия лечебного эффекта возможна двойная доза 20 мл/кг в два раздельных приема с интервалом 12–24 часа) | — Лечение всех подтвержденных случаев — В эндемичных районах: лечение всех подозрительных случаев | ||
| Профилактическая химиотерапия | |||
| Триклабендазол: 10 мг/кг однократно | В районах, сельских населенных пунктах или общинах, где имеются признаки очагов групповой заболеваемости: лечение всех детей школьного возраста (5–14 лет) или всех жителей каждые 12 месяцев | ||
| Парагонимоз | Ведение отдельных случаев | ||
| Триклабендазол: 2 х 10 мг/кг в течение одного дня или празиквантел: 25 мг/кг три раза в день в течение трех дней | — Лечение всех подтвержденных случаев — В эндемичных районах: лечение всех подозрительных случаев | ||
| Профилактическая химиотерапия | |||
| Триклабендазол: 20 мг/кг однократно | В районах, сельских населенных пунктах или общинах, где имеются признаки очагов групповой заболеваемости: лечение всех жителей каждые 12 месяцев | ||
ВОЗ активно выступает за включение трематодозов пищевого происхождения в число заболеваний, подлежащих профилактической химиотерапии. В целях обеспечения доступа к качественным лекарственным препаратам ВОЗ согласовала порядок обеспечения эндемичных стран триклабендазолом для лечения фасциолеза и парагонимоза, а также празиквантелом для лечения клонорхоза и описторхоза. ВОЗ получает заявки от министерств здравоохранения, которые получают данные лекарственные средства бесплатно.
Укрепление профилактики с трематодозами пищевого происхождения и борьбы с ними на основе концепции «Единое здоровье»Трематодозы пищевого происхождения характеризуются сложным зоонозным жизненным циклом и тесно связаны с ненадлежащим состоянием санитарных систем, несоблюдением правил гигиены питания и присутствием животных резервуаров в непосредственной близости от мест проживания людей. Решающее значение для борьбы с трематодными инвазиями пищевого происхождения имеет концепция «Единое здоровье», предусматривающая принятие комплексных мер в ветеринарном и сельскохозяйственном секторе, улучшение санитарных систем и повышение доступности безопасной воды, а также ведение разъяснительной работы о необходимости более строгого обеспечения безопасности продуктов питания и соблюдения правил гигиены.
Для укрепления междисциплинарного сотрудничество ВОЗ осуществляет тесное взаимодействие с такими партнерскими учреждениями, как Всемирная организация по охране здоровья животных (МЭБ) и Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций (ФАО). В целях активизации мер с участием различных секторов и коллективного содействия странам в укреплении потенциала для эффективной борьбы с паразитарными заболеваниями пищевого происхождения организуются совместные трехсторонние совещания, примером которых является проведенное в Лаосской Народно-Демократической Республике в 2018 г. совещание по ускорению профилактики и сдерживания забытых паразитарных зоонозов пищевого происхождения в азиатских странах. Кроме того, в рамках трехстороннего сотрудничества подготовлена и опубликована серия информационных и рекомендательных документов, предназначенных для представителей различных секторов, а именно специалистов общественного здравоохранения, органов по контролю за безопасностью пищевых продуктов и ветеринарных врачей.
Содействие комплексному осуществлению мер борьбы с трематодозами пищевого происхождения и другими ЗТБЭффективное межсекторальное сотрудничество в рамках сети по ЗТБ повышает качество и экономическую эффективность мероприятий и сводит к минимуму дублирование работы. Трематодозы пищевого происхождения нередко сосуществуют со многими другими эндемическими заболеваниями, в частности поражающими уязвимые группы населения.
ВОЗ содействует интеграции мероприятий по эпиднадзору за трематодозами пищевого происхождения в состав программ по ВСГ и другим связанным с ВСГ заболеваниям, а также совместному проведению профилактической химиотерапии среди затронутого ими групп населения наряду с соответствующими программами поставки продовольствия и проведения иммунизации. Параллельное выявление парагонимоза и туберкулеза может повысить эффективность эпиднадзора и обеспечить точную диагностику этих заболеваний и лечение пациентов.
Какое вино выбрать к мясу, рыбе, сыру или шоколаду: семь простых правил
Эти советы помогут получить максимальное удовольствие от еды и сопровождающих ее напитков.
Перед очередным походом в магазин за вином к праздничному ужину, следуйте основным правилам, которые помогут вам разобраться в гармонии между едой и вином.
1. Вино и мясо. Для красного мяса и жаркого подходит красное вино, для белого мяса, такого как птица — белое. Чем острее мясо, тем более пряным и крепким должно быть вино.
3. Вино и сыр. Мягкий сыр нуждается в легком вине, а выдержанный сочетается с крепким вином. Легкие белые вина представляют собой фруктовые или деликатно терпкие из позднего урожая. Красное вино к сыру должно быть с низким содержанием кислоты. Всегда сочетаются сыр и сладкие вина.
4. Вино и гриль. Подойдет крепкое сухое Шардоне или охлажденный Шираз. Для овощей на гриле рекомендуется фруктовое летнее вино.
5. Вино и пряности. Пряность перца чили и имбиря можно смягчить фруктовым рислингом. Легкое белое вино с тропическими нотками сочетается с менее острыми азиатскими блюдами.
6. Вино и шоколад. Темный шоколад не сочетается со сладким вином. Выберите более крепкий портвейн, он лучше справляется с насыщенным вкусом шоколада. Из-за какао лучше не брать сухие вина, иначе горьковатый вкус будет усиливаться. Сладкий и нежный молочный шоколад хорошо сочетается со сладкими белыми винами.
7. Богатые танином вина. Такие вина, как Каберне Совиньон, которые хранятся в бочках, лучше не сочетать с кислыми, горьким или пряным вкусами. Тяжелые, богатые танином красные вина хорошо сочетаются с жирными блюдами.
Ранее «Кубанские новости» рассказали, как выбрать розовое вино.
Смерть ковидова в тунце: в рыбе нашли антивирусный пептид | Статьи
Ученые выявили в тунце вещества, способные бороться с SARS-CoV-2. Исследователи из Китая изучили 142 пептида, содержащихся в мышечных волокнах этой рыбы, и обнаружили, что один из них разрушительно воздействует на патоген. Специалисты уверены, что их открытие поможет создать пищевую добавку, которая позволит быстрее восстановить легкие пациентов с СOVID-19 и ускорить выздоровление. Также ее можно будет применять профилактически. Российские вирусологи отмечают, что это перспективное направление для терапии первичных вирусных пневмоний. Однако предупреждают, что употребление большого количества тунца в пищу такого эффекта не даст.
Рыбный деньУченые из колледжа пищевых наук и инженерии Бохайского университета в Китае провели исследование по идентификации пептидов (относительно коротких цепочек аминокислот. — «Известия») из белка тунца, обладающих мощным угнетающим действием в отношении SARS-CoV-2, но при этом имеющих низкую токсичность из-за своего природного происхождения. Как сказано в научной статье, цель работы состояла в создании новой пищевой добавки для пациентов с COVID-19.
Ученые использовали методы гидролиза и молекулярного докинга для обнаружения новых ингибирующих пептидов против Mpro (фермент, созданный коронавирусом, который имеет решающее значение для репликации вируса, его полное название — «основная протеаза») и рецептора ACE2 в организме человека (он взаимодействует с белком «шипа» SARS-CoV-2 активнее других). Молекулярный докинг представляет собой метод моделирования, который позволяет предсказать наиболее выгодную для образования устойчивого комплекса ориентацию и положение одной молекулы по отношению к другой, пояснил «Известиям» сотрудник лаборатории показателей здоровья населения и цифровизации здравоохранения МФТИ Никита Журавлев.
Фото: Global Look Press/Xinhua/Ju Huanzong
— В ходе исследования было выделено 142 пептида из скелетного миозина (один из главных компонентов сократительных волокон мышц. — «Известия») тунца. В итоге был идентифицирован один потенциальный противовирусный пептид — EEAGGATAAQIEM (E-M), — пояснил специалист. — Кроме того, ранее было обнаружено, что пептиды тунца обладают широким спектром биологической активности, в том числе ингибируют ангиотензинпревращающий фермент (АПФ), представляющий собой входные ворота для коронавируса.
Так как ингибиторы АПФ могут иметь потенциал для профилактики и лечения острого повреждения легких после коронавирусной инфекции, полученные из тунца пептиды могут быть использованы в качестве пищевых добавок для инфицированных, делают вывод ученые из Китая.
Белковая диетаКак сообщил «Известиям» профессор Дальневосточного федерального университета (ДВФУ), заведующий лабораторией экологии микроорганизмов Международного научно-образовательного центра биологической безопасности, Школы биомедицины ДВФУ Михаил Щелканов, поиск новых антимикробных пептидов — это перспективное направление разработки химиопрепаратов для терапии первичных вирусных пневмоний, в том числе COVID-19.
Фото: researchgate.net
Действие пептидов, нацеленных на белок SARS-CoV-2 S и препятствующих связыванию ACE2
— Антимикробные пептиды представляют собой небольшие белковые молекулы, которые по сути являются элементами неспецифического врожденного иммунитета к широкому кругу инфекционных патогенов, — бактерий, микроскопических грибов и вирусов. По-видимому, это настолько древний и универсальный механизм противодействия инфекциям, что встречается у всех живых организмов. В настоящее время они обнаружены у прокариот, растений, беспозвоночных и позвоночных, включая человека. Так что антикоронавирусная активность пептидов из белков тунца, безусловно, заслуживает пристального внимания, — подчеркнул профессор.
Вместе с тем ученый предостерег: «тунцовая диета» не является ни лечебной, ни профилактической мерой в отношение COVID-19. Дело в том, что в рыбе содержится слишком мало описанных пептидов, а нужное количество может содержаться только в лекарственном средстве или пищевой добавке на основе пептидов тунца.
Пептиды против вирусовПептиды природного происхождения давно доказали свою эффективность в качестве антимикробных и противовоспалительных средств. В частности, в России охарактеризованы анальгетические и противовоспалительные пептиды, которые представляются крайне перспективными для разработки лекарственных препаратов, рассказал «Известиям» заведующий лабораторией молекулярной и клеточной биологии Института молекулярной медицины Сеченовского университета Ярослав Андреев.
Существует и ряд высокоэффективных противовирусных пептидов. К примеру, анти-ВИЧ С-пептид (SJ-2176) и энфувиртид (ингибитор, который используют для комбинированной терапии инфекции ВИЧ -1. — «Известия») одобрены для использования в качестве противовирусных препаратов, рассказал Никита Журавлев. По его мнению, открытые китайскими учеными вещества из тунца, обладающие ингибирующим действием к Mpro и ACE2, могут быть как использованы в качестве добавки, так и исследованы в качестве лекарства против вируса.
Фото: РИА Новости/Алексей Сухоруков
— Это исследование, возможно, приоткрывает новую страницу в изучении COVID-19 и обеспечит новую стратегию лечения, — отметил эксперт.
Теперь ученым необходимо провести эксперименты на животных и людях для дальнейшей проверки эффективности Е-М. Специалисты подчеркивают, что полученные результаты пока носят предварительный характер и нужны полноценные клинические испытания.
рассказ о современных рыбах, которые ходят пешком
Ирина Лагунина:Ольга Орлова: Известно, как рыбы вышли на сушу?
Александр Кузнецов: Сегодня ответ на этот вопрос практически ясен. Огромная проблема, как рыбы стали четвероногими, уже перестала быть загадкой. Остались детали, которые мы и можем наблюдать. Специфика моего подхода в том, что я не палеонтолог, а ищу аналоги среди современной фауны и пытаюсь при помощи современных рыб понять, что именно было тогда в девоне.
Александр Марков: Тогда давайте вспомним о палеонтологических данных. Какие есть конкретные находки, иллюстрирующие этот процесс?
Александр Кузнецов: Костей много уже накопилось. Настолько решение проблемы в хорошем состоянии, что буквально последняя находка тиктаалика была просто как запланированное действие. Группа американских палеонтологов знала куда ехать, знала, где рыть. Поехала и оперативно нашла несколько замечательных скелетов.
Ольга Орлова: То есть нашла переходные формы?
Александр Кузнецов: На самом деле они немножко раздули значение этой находки, потому что пандерихт, который был известен за 35 лет до этого, не намного хуже и отличается в деталях. Но тем не менее. Результаты этой работы были опубликованы в 2006 году, группа американских ученых поехали в заполярную Канаду на большой северный остров Элсмир и в девонских толщах, которые называются старым красным песчаником, нашли этих тиктааликов среди других характерных видов рыб того времени. Нашли отличные скелеты, собранны с чешуей. Правда, ни у одного нет задней части тела, и все они сильно сплющены.
Ольга Орлова:
Александр Кузнецов: Тем, что, глядя на них, трудно доказать, что это не наш прямой предок. То есть они заполняют проем между рыбами и четвероногими первыми, амфибиями. Но в Латвии до этого за 35 лет до этого еще были известны пандерихты, тоже в отличной сохранности, правда, они глинистых сланцах в сереньких, а не красных, но они немножко больше рыбы, чем тиктаалики.
Ольга Орлова: А что указывало, что тиктаалик уже не обычная рыба, а переходная форма?
Александр Кузнецов: Самое существенное отличие – это то, что у него нет жаберной крышки. Жабры были, но этого жаберного дыхания, характерного для рыб, у него уже не было.
Ольга Орлова: А как он дышал?
Александр Кузнецов: Жабрами. Но несомненно, у всех древних костных рыб были легкие -и у пандерихта, и тиктаалика, у всех. С самого начала эволюции костных рыб появились легкие. С точки зрения рационального подхода понятно, что именно то, что они стали глотать воздух, позволило покрыть себя костной броней, чего не смогли сделать акулы, например, у которых легких нет и поэтому они хрящевые, чтобы быть достаточно плавучими в воде.
Ольга Орлова: Это надо объяснить немножко. Акулы должны быстро плавать?
Александр Кузнецов: Нет, первые акулы были донными рыбами. Дело в том, что когда они стали плавать немножко дальше, чем в паре метров ото дна, то любой рыбе требуется иметь примерно плотность воды, чтобы не тратить лишней энергии. Для этого есть два способа в принципе. Один способ – это утратить кости и сделать внутренний скелет из хряща, который в воде не весит ничего. А другой способ – это оставить кости, но при этом набирать, заглатывать воздух. И так 400 с лишним миллионов лет назад произошло разделение на костных рыб и хрящевых. Одни оставались с хрящом, но без костей, а другие остались с костями, но зато приобрели воздушный мешок внутри, которым они, видимо, стали сразу дышать. Древние костные рыбы имели такую специфическую чешую – упругие браслеты упругие. И они за счет связок между чешуйками внутри браслета имеют способность саморасправляться. Поэтому если рыба выдавливает из себя воздух, то есть выдыхает, а потом расслабляет мышцы, которыми этот воздух выдула, то чешуя расправляется и обратно вглатывает воздух. Это требует специфической структуры чешуи, не самих чешуек, а конструкции, браслетов. Доказывается это тем, что две группы рыб – многоперы и панцирные щуки, которые до сих пор сохранили специальную чешую, именно так и дышат.
Александр Марков: У современных рыб есть легкие?.
Александр Кузнецов: У современных рыб есть легкие. Правда кроме двоякодышащих, которые просто заглатывают воздух, как мы еду. Кроме того, есть легкие у многоперов африканских и у североамериканских панцирных щук, огромных рыб. Они достигают более двух метров. И они тоже дышат воздухом кроме жабр.
Ольга Орлова: Хорошо, система дыхания, которая отличается у этих тиктааликов — это все-таки не исчерпывающий ответ на то, как произошел выход рыб на сушу.
Александр Кузнецов: Исследователи выхода рыб на сушу, и я в том числе, всегда считали, что вообще рыбе по суше трудно ходить, надо прикладывать усилия, иметь специальные приспособления. Но благодаря моей недавней поездке во Вьетнам для изучения современных сухопутных рыб, мне стало совершенно ясно, что рыбы легко ходят по суше любым доступным способом, одна рыба так, другая сяк. Для того, чтобы выйти на сушу, надо, во-первых, иметь органы воздушного дыхания, а он был несомненно в девоне. И во-вторых, иметь некое желание, какие-то побудительные мотивы, которые могут быть разные. То ли их из воды должны гнать, что в воде плохо, то ли на суше чем-то хорошо, например, с едой. Но с едой тогда в девоне как раз было плохо. То ли это просто необходимость расселяться. Например, молодежь, маленьким рыбкам легче ходить по суше, чем большим, разбегаются, чтобы не жить вместе с хищными старшими. А рыбы, от которых четвероногие произошли, были очень хищные. Так же как маленькие крокодилы не любят жить, где большие крокодилы, они живут в узеньких ручейках, а только потом, подрастая, спускаются в большие реки, где уже встречаются со своими столетними родителями.
Ольга Орлова: И что же вы наблюдали во Вьетнаме?
Александр Кузнецов: Как-то мне попались в книге такие обзоры, один касался того, что во Флориде сухопутные рыбы, завезенные из Юго-восточной Азии — это сомики ходячие, которых завезли туда еще случайно в 60 годах 20 века, и в начале 21 века завезен был туда змееголов. Благодаря тому, что они могут преодолевать промежутки между соседними прудами и речками, они гораздо свободнее себя чувствуют. Они на суше не едят. Они едят в каком-нибудь водоеме. Когда им надоедает, они съели икру местных рыб во время нереста, мальков съели, стало им мало еды, они взяли и ушли в соседний водоем и удержать их практически невозможно. И даже они вредят местным фермерским хозяйствам рыборазводным и от них ставят заборы специальные, чтобы они туда не внедрились и не съели разводимую фермерами рыбу.
Ольга Орлова: Подождите, Александр, это какая-то совершенно невероятная вещь. Зачем на суше ставить забор? Неужели рыбы прямо пешком идут?
Александр Кузнецов: Да, они ходят пешком. Обычно по росистой траве прохладными ночами. Они могут часами дышать на суше, они дышат не так как тиктааники, у них даже хуже конституция, чем у девонских рыб.
Ольга Орлова: А чем они перебираются по суше, как это происходит технически?
Александр Кузнецов: Они опираются на грудные плавники по очереди, у сомика есть шип, а потом они хвост вбок, толкаются, как бы перекатываются через плавник. Потом машут хвостом в другую сторону и через другой плавник.
Ольга Орлова: Это похоже на то, как ползают моржи?
Александр Кузнецов: Нет, моржи на манер галопа передвигаются по суше, они вертикально гнутся, а рыбы — вбок. Сомик заносит хвост в бок и, опираясь этим хвостом, себя накатывает.
Ольга Орлова: Как гусеница? На что это похоже?
Александр Кузнецов: Это похоже на ходьбу четвероногих по суше, какой-нибудь тритон, только вместо задних ног они используют хвост или на черепаху похоже. Она задней ногой толкается при опоре на переднюю другой стороны. У сомиков и змееголовых задних ног нет, а у девонских рыб были зачатки задних ног, брюшные плавники хорошие далеко сзади.
Ольга Орлова: А вы лично это видели?
Александр Кузнецов: Конечно, я снимал во Вьетнаме этих рыб. Я специально поехал снимать, как ходят эти рыбы.
Александр Марков: Да, когда смотришь эти фильмы, которые Саша снимал, то движение передних плавников ходячих рыб очень похожи на то, как ставят ноги какие-то современные тритоны или ящерицы.
Александр Кузнецов: Шагающие движения передними, а хвостом наталкивают себя на передние лапы.
Ольга Орлова: Это исключительная ситуация, которая возникла в этом районе Вьетнама? Почему это не массовое явление?
Александр Кузнецов: Я не знаю, почему там эпицентр. По климату, конечно, там, видимо, идеальные условия. Во Флориде они прижились. Там местность очень похожая: то болото, то речки, то жарко, то ливень.
Ольга Орлова: Должна быть местность с одной стороны, где влажность в воздухе, с другой стороны, где перебежками можно от одного водоема до другого добежать, доползти?
Александр Кузнецов: Конечно, да. Поэтому там же, кстати, живет и илистый прыгун.
Это такая маленькая рыбка, которая использует то обстоятельство, что лягушки и тритоны не могут жить в соленой воде, поэтому такую среду по краям тропических морей занимают очень похожие внешне на лягушек илистые прыгуны. Только у них нет больших задних лап, у них есть передние лапки и у них есть полезный хвост. Такие маленькие рыбки до 20 сантиметров, а часто и меньше, которые имеют на суше, это не суша — это то, что заливается в прилив, в манговых зарослях часто бывает, они имеют два интереса. Они, во-первых, там питаются какими-нибудь крабами.
Александр Марков: Это важно. Некоторые рыбы могут питаться на суше. Это стимул.
Александр Кузнецов: Да, верно, стимулов для того, чтобы рыбе вылезать на сушу, может быть много. Рыбе это легко дается, если она может дышать воздухом. А илистый прыгун может дышать воздухом, хотя у него нет легких. Вообще у этих современных костистых рыб с дыханием дело обстоит хуже, чем у девонских, таких, как многоперые, панцирные щуки. Их легкие переделаны в плавательный пузырь, структура, приспособленная быть поплавком. Его свойства прямо противоположные легким, потому что он должен быть для газов непроницаемым, чтобы газ не просачивался в кровь, а легкие должны быть максимально проницаемые, чтобы газ просачивался из легких в кровь и обратно.
Строение органов дыхания рыб
Основные органы дыхания рыб — жабры — находятся на жаберных дугах. С наружного края жаберной дуги расположены два ряда жаберных лепестков. Они красного цвета, так как в них разветвляются кровеносные сосуды, и осуществляется газообмен.
У костных рыб дыхательные движения обеспечивают жаберные крышки. Когда рыба открывает рот, вода попадает в ротоглоточную полость. Жаберные крышки отводятся в стороны, и вода, проходя через жабры, отдает кислород. Когда же жаберные крышки возвращаются в исходное положение, вода выталкивается наружу. Хрящевые рыбы жаберных крышек не имеют: жаберные щели у них открываются непосредственно наружу.
С внутренней стороны жаберной дуги расположены жаберные тычинки, служащие своеобразным фильтрующим аппаратом. Они предотвращают попадание частиц пищи и посторонних частиц на жаберные лепестки, что мешало бы газообмену.
У небольшой группы современных рыб — двоякодышащих, — кроме жабр, имеется также одно или два легких. Это полые пузыри, сообщающиеся с пищеводом и позволяющие дышать атмосферным воздухом. Поэтому двоякодышащие рыбы могут обитать в водоемах с невысоким содержанием кислорода и даже переживать периоды засухи.
Органы чувств рыб приспособлены к восприятию различных раздражителей водной среды. Глаза имеют наружную прозрачную оболочку — роговицу и округлый прозрачный хрусталик. Это образование преломляет лучи света и концентрирует их на внутренней оболочке глаза, где расположены светочувствительные рецепторы. У рыб хрусталик не способен менять ни форму, ни положение. Поэтому рыбы видят только на небольшом расстоянии, но могут различать форму и цвета предметов.
В костях черепа расположен орган слуха — внутреннее ухо. В водной среде звуковые волны распространяются лучше, чем в воздушной, поэтому хорошо проникают через кости черепа. С внутренним ухом связан орган равновесия. С его помощью рыба контролирует свое положение в пространстве.
Органы обоняния — пара обонятельных капсул в передней части головы, открывающиеся наружу отверстиями — ноздрями. Вкусовые рецепторы расположены преимущественно в ротовой полости и на языке.
Но наиболее важную роль в жизни рыб играет боковая линия. Это узкие канальцы, заполненные жидкостью, что тянутся вдоль боковых частей тела под чешуей. С внешней средой они соединяются через отверстия в чешуйках. На дне канальцев расположены рецепторы, способные воспринимать направление и скорость движения водных потоков. Поэтому даже слепые пещерные рыбы легко обходят разные преграды.
Основные характерные черты органов дыхания и чувств рыб:
- органы дыхания — жабры; у некоторых видов имеется одно или два легких;
- хорошо развиты органы чувств.
Питание при подагре
Подагра — яркий представитель заболевания обмена веществ. В настоящее время отмечается рост этого заболевания, особенно среди мужчин. Спутники подагры — частые застолья, пикники, «шашлыки», гулянья с переизбытком различной белковой, как правило, мясной пищи, обильно сдобренной спиртными напитками. При подагре происходит нарушение обмена мочевой кислоты, она накапливается в организме, что в конечном итоге, приводит к развитию подагрического артрита, появлению уратных камней в почках. Ведущую роль в лечении подагры имеет правильное питание.
При подагре исключаются все продукты, богатые пуринами: бобовые, фасоль, горох, соя, щавель, шпинат, томаты, субпродукты (почки, печень, легкие, мозги), раки, дичь, жирные сорта рыбы, мясо молодых животных ( телятина, молодая баранина, куры- бройлеры) консервы из мяса и рыбы, сосиски, сардельки, колбасы,шашлык, пиво, вина и др.алкогольные напитки, крепкий чай, кофе; первые блюда на мясных, костных, рыбных бульонах, любые продукты, напитки, содержащие фруктозу, а также мед. Так как избыток пищевых липидов препятствует выведению мочевой кислоты почками и провоцирует острый приступ подагры, следует исключить продукты, богатые жирами.При избыточном весе, повышении холестерина в крови исключается свиной жир, сливочное масло, сметана, майонез, количество ккал должно составлять 1500 в сутки. Минеральные воды также не рекомендуются.
Рекомендуются все молочные продукты без ограничений (молоко, кефир, йогурт, простокваша, нежирные сорта сыра), каши на воде и молоке, салаты из свеклы, моркови, капусты, огурцов, рагу тушеное овощное из указанных овощей, кабачков, овощные и молочные супы. Картофель в любом виде, хлебобулочные и мучные изделия без ограничений, если нет избыточного веса.
Кипяченная или питьевая мягкая вода до 2,5 л/ сутки для улучшения выведения мочевой кислоты через почки. На этой воде можно готовить морсы, кисели из брусники, клюквы, черники, смородины.
Яйцо 2-3 шт. в неделю. Вне обострения болезни допускается отварное нежирное мясо (свинина, говядина) 2 раза в неделю, а также отварная или слегка обжаренная рыба 2 раза в неделю.
Берегите себя и будьте здоровы!
УЗ «Жодинская ЦГБ»
Жуткий удильщик выходит на свет. (Только не подходи слишком близко.)
Немногие чудеса бездонных глубин кажутся такими ужасными или невероятными, как рыба-удильщик, существа, которые раскачивают биолюминесцентные приманки перед своими игольчатыми зубами. Это рыба, которая ловит рыбу.
Обычно стержень из плоти, идущий ото лба, светится на кончике. Удильщик может покачивать приманку, чтобы лучше имитировать живую приманку. Большинство видов могут открывать пасть достаточно широко, чтобы сожрать добычу целиком, используя свои клыки не только как кинжалы, но и как прутья клетки.Некоторые могут открывать челюсти и животы настолько широко, что захватывают в ловушку жертв, которые намного крупнее их самих.
(Примечание: это изображение относится только к самкам удильщика. Самцы, за редкими исключениями, маленькие.)
Удильщик привлек внимание науки в 1833 году, когда на поверхности был найден экземпляр этой причудливой рыбы — самка. берега Гренландии. С тех пор ученые узнали большую часть того, что они знают, вытаскивая мертвые или умирающие образцы из сетей. Ключей к образу жизни было немного.
«Это было потрясающе», — Теодор В.Пич, почетный профессор Вашингтонского университета в Сиэтле и мировой авторитет по рыболовству, сказал о видео. «Это великолепные, прекрасные вещи, которые требуют нашего внимания и нашей защиты».
В 2014 году Брюс Х. Робисон, старший морской биолог из Исследовательского института аквариума Монтерей-Бей в Калифорнии, во время исследования глубоководной бухты заметил удильщика, известного как черный морской черт, и сумел записать минуты его загадочного плавания.
«Вместо изучения мертвой рыбы мы сейчас проводим поведенческие исследования», — сказал он в интервью.»Это значительный переход».
В океане обитает много видов удильщиков. Но больше всего внимания уделяется глубоководному разнообразию. На данный момент ученые идентифицировали 168 видов странных, неуловимых рыб.
Новые видео добавляют потустороннюю драму и инсайты к скудной, но увлекательной совокупности существующих знаний. В своей книге «Бездна» 1964 года Кларенс П. Идилль, биолог-рыболов из Университета Майами, сказал, что концы удочки могут светиться желтым, желто-зеленым, сине-зеленым и апельсиновым оттенками с пурпурным оттенком.
«Глубоководные существа должны находить эти цветные огни неотразимыми, поскольку они мерцают и слабо вспыхивают в темных водах», — писал он.
Компания Speciation произвела большое разнообразие выступающих фонарей и стержней. У некоторых удильщиков есть длинная штанга, идущая от нижней челюсти, а также удочка наверху. У одного вида, Lasiognathus saccostoma, есть не только подвижная удочка, но и отходящая от нее леска, поплавок, освещенная наживка и три крючка. Крючки, как писал доктор Идилль, «увы, предназначены не для ловли добычи», а просто для украшения.
Удильщики, заметил он, «редко бывают такими большими, как человеческий кулак». Но один экземпляр, найденный на глубине 2,2 мили от Западной Африки, был длиной в полтора фута. Необычным было и то, что светящаяся приманка удобно располагалась внутри огромной пасти.
Самыми крупными из известных глубоководных рыбаков являются морские черви. Самки обычно имеют длину около двух с половиной футов, а свободно плавающие самцы — менее полутора дюймов.
Исследование содержимого желудка показало, что рыболовы едят похожих на креветок животных, кальмаров, червей и фонарей, распространенный вид глубоководных рыб с большими глазами и высокоразвитой зрительной системой, которая, очевидно, может распознавать цвета.
Когда рыба-удильщик внезапно открывает свою гигантскую пасть, пишет доктор Идилль, в результате этого всасывается несчастная жертва. После того, как челюсть захлопывается, маленькие зубы на дне рта и глотки доставляют еду к брюху рыбы.
Снято на видео
Первые подводные видеозаписи этих существ были сделаны в 1999 году и вызвали удивление. Ученые из океанографического института Вудс-Хоул на Кейп-Коде, штат Массачусетс, создали подводную обсерваторию в северной части Тихого океана между Калифорнией и Гавайями.Он лежал на глубине более трех миль.
Привязанный робот длиной семь футов по имени Джейсон был спущен на землю, чтобы осмотреть окрестности. Вскоре операторы были поражены, увидев рыбу, дрейфующую вверх ногами в придонном течении, с ее чрезвычайно длинной удочкой, свисающей вниз по изящной изгибающейся вперед кривой. Неожиданно они обнаружили еще двух рыб, перевернутых так же.
Джон А. Мур, биолог-рыболов из Атлантического университета Флориды, идентифицировал этих существ как клыкастых удильщиков, хотя и неизвестного вида.В статье 2002 года он написал, что они, по-видимому, искали добычу, троллируя по илистому морскому дну со светящейся приманкой. Он отметил, что прямо под рыбой виднелись «многочисленные маленькие норы».
В интервью доктор Мур сказал, что видео представляет «первый раз, когда кто-либо видел» клыкастого носа в его собственной темной среде обитания. Он добавил, что, несмотря на прошедшие годы, вопрос о том, что рыба преследовала на дне Тихого океана, остается загадкой.
Исследовательский институт Монтерея — в Мох-Лендинг, Калифорния., на середине береговой линии залива — был основан в 1987 году Дэвидом Паккардом, миллиардером, соучредителем Hewlett-Packard и создателем Кремниевой долины. Он создал поколения все более умных и быстрых роботов, которые исследуют близлежащие воды.
В 2005 году, на глубине почти мили в водах у побережья Монтерея, ученые института управляли привязанным роботом, когда они выследили рыболова в течение рекордных 24 минут. Получившаяся в результате работа доктора Питча и другого ученого из Вашингтонского университета подробно описала ряд форм поведения, от рывков во время плавания до длительных приступов дрейфа.
В целом, писали они, их наблюдения подтверждают теорию о том, что «эти животные — летаргические хищники, которые лгут и ждут».
Диапазон известных форм поведения увеличился, когда ученые института исследовали цепи подводных гор к западу от Монтерейского каньона. Экспедиции 2002 и 2010 годов засняли на видео странных рыболовов с выпуклым телом, косматой приманкой и плавниками, с которыми рыба ходила по каменистому дну. Ученые предположили, что ходьба мешает морской воде меньше, чем плавание, что снижает шансы напугать ближайшую добычу.
Последнее видео, которое станет достоянием общественности, было сделано на Азорских островах исследовательской группой из Фонда Ребикофф-Ниггелера, базирующейся на острове Орта. В 2016 году на глубине полумили Кирстен и Иоахим Якобсен возвращались на поверхность в своем подводном аппарате, когда заметили женщину-рыболова, «сияющую биолюминесцентным светом», как журнал Science описал рыбу. Позже он был идентифицирован как морской злобный гуль, морской гуль с пушистой приманкой.
Команда также сняла на видео самца карлика, сросшегося с ее нижней частью — постоянного донора спермы.Самцов этого вида люди никогда раньше не видели.
Обитатели глубин
Молодые самцы удильщиков сталкиваются с проблемой поиска себе пару на просторах океана. У них большие органы обоняния, что говорит о том, что женихи следуют по следу феромонов. Если ухаживание проходит успешно, самец навсегда сливается с самкой, а их ткани и кровеносные системы сливаются.
В случае открытия Азорских островов, «размер ее живота указывает на то, что она беременна» или полна потомства, сообщила Кирстен Якобсен в электронном письме.
Команда фонда смогла отследить пару в течение 25 минут; гипнотизировал не только родовой союз, но и ореол нитей, расходящихся наружу от тела женщины, переливающихся точками света.
Доктор Питч из Вашингтонского университета сказал, что лучи содержат нервы и могут действовать как сенсорные антенны, предупреждая рыболова о ближайшей добыче. «Мы предположили, что они улавливают вибрации, как кошачьи усы», — сказал он.
Он и его коллега из Германии пытаются определить, являются ли мерцающие огни в лучах биолюминесцентными или просто отражают свет от подводного аппарата.Если лучи светятся, сказал он, «это было бы действительно важно».
Новые видеоролики ясно показывают — больше, чем старые наброски и портреты, — что рыба-удильщик выглядит поистине демонически. Почему такой кошмарный вид?
Доктор Робисон заметил, что экзотические черты удильщика имеют смысл в качестве эволюционной адаптации к ледяному, темному миру, в котором мало еды, а выживание зависит от хитрости.
«В других рыбах нас привлекает то, что они гладкие, обтекаемые и созданы для скорости», — сказал он.«Это привлекательно. Но большинство удильщиков не созданы для скорости. Их хищный подход — засада. Они втягивают предметы. Чтобы помочь этому подходу, они должны быть устойчивыми в толще воды, чтобы удерживать себя на месте ».
В глубоководной пустыне, сказал он, «они должны использовать любую возможность добычи, которая появляется. Вот почему у них такие огромные рты и расширяющиеся желудки: чтобы принимать пищу, которой, возможно, придется ждать несколько месяцев «.
«Большие зубы могут понравиться 12-летнему каждому из нас», — добавил он.«Но они действительно полезны не только для захвата добычи, но и для удержания ее в этой пасти».
Самым захватывающим, по словам доктора Робисона, является то, что многое в царстве удильщиков еще предстоит открыть. Залив Монтерей может быть «наиболее изученным участком океана в мире», но он по-прежнему преподносит сюрпризы в отношении жизни в бездне.
Вода покрывает более 70 процентов поверхности Земли и спускается на несколько миль вниз; В целом, глобальное море составляет 99 процентов земной биосферы.
«Там целый мир океана», — сказал д-р Робисон. «И большая часть этого не исследована».
Vantablack? Мех. Встречайте Ultra-Black Vantafish
Невероятно, но не было ни одного общего предка этих 16 видов Vantafish — или, по крайней мере, 16, которые Осборн и Дэвис открыли до сих пор — который развил этот трюк и передал его своим эволюционерам. потомки. Виды развили его независимо, поэтому у них есть несколько разные способы поглощения света; их меланосомы по-разному расположены в коже.
«У некоторых из них просто большой беспорядок», — говорит Осборн. «Некоторые из них трехслойные, некоторые — двухслойные. Некоторые из них имеют действительно толстые слои, некоторые — более тонкие. Так что есть эти маленькие, маленькие различия в том, как они на самом деле достигли этого между разными видами ».
Кожа всех этих рыб специально настроена на поглощение синего и зеленого света, которые являются цветами большей части биолюминесценции на глубине. Но этот вид использует свою ультрачерность для различных целей: либо как добыча, скрывающаяся от охотников, либо как охотники, скрывающиеся от добычи.Интересно, что один из видов, тонкоперый дракончик, только в молодости ультра-черный. Почему? Потому что крошечным беззащитным малышам нужно прятаться от хищников. Во взрослом возрасте, когда тонкая рыба-дракон вырастает до 30 сантиметров в длину, им уже не от чего прятаться — они оказываются выше в пищевой цепочке.
И вот что: исследователи обнаружили, что у некоторых видов кишечник имеет ультрачерную оболочку, которая, вероятно, не дает им светиться, как фонарики, когда они едят биолюминесцентную добычу. «Либо он будет испуганным и биолюминесцентным, когда он у вас в животе, потому что он волнуется, либо, когда вы его переварите, эти химические вещества будут выделяться и начать биолюминесценцию», — говорит Осборн.«Ты же не хочешь плавать со светящимся животом, верно? Это просто напрашивается на неприятности ».
Вы также не хотите плавать с пустым животом . Коралловый риф изобилует массой рыбы, что дает хищникам множество вариантов в меню. Но на бескрайних глубинах добычи относительно мало, поэтому хищники испытывают гораздо большее давление, чтобы добыть еду. «Ультра-черный цвет кажется крайним — зачем им тратить на это столько энергии и времени на эволюцию?» — спрашивает Луис Роча, куратор по рыбам Калифорнийской академии наук, который не участвовал в этом исследовании.«Если бы они не были такими ультрачерными, они все равно были бы относительно невидимы. И я думаю, причина в том, что добычи так мало, что они должны быть очень эффективными, чтобы ловить почти 100 процентов всего они вступают в контакт. Потому что, если они этого не сделают, они умрут с голоду ». Другие причуды их морфологии также выдают это отчаяние: такие виды, как удильщик, имеют огромные рты и животы, поэтому им легче съесть все, на что они наткнутся в темноте.
Эти рыбы развили удивительный гибридный подход к ультра-черноте. Рассмотрим ультра-черных райских птиц. Их перья изначально имеют темную пигментацию, но они также используют крошечные древовидные структуры, которые отражают свет, поглощая больше фотонов. Напротив, многие виды вантафиша используют подход «два в одном» для поглощения света с одинаковой эффективностью: меланосомы — это пигмент , а — структура, которая поглощает весь этот свет. «Это делает все это намного проще», — говорит Дэвис.«Итак, если вы пытались имитировать его для какой-либо технологической цели, теперь вам нужно изготовить только один компонент».
В отличие от этого, в ультрачерных материалах, созданных человеком, используются углеродные нанотрубки, крошечные цилиндры, которые улавливают фотоны, производство которых затруднительно. «В итоге получается довольно хрупкий материал — невероятно черный материал — но хрупкий», — говорит Дэвис. «Здесь мы в основном наблюдаем просто случайное скопление наночастиц, производящих что-то почти такое же черное. Нет необходимости в особом структурном выравнивании.Теоретически, если вы можете сделать наночастицы нужного размера и формы, то сможете просто покрыть ими что угодно ».
Никто еще не выстроился в очередь, чтобы коммерциализировать темную магию Вантафиш. Но, возможно, ультра-черные материалы будущего могут оказаться на поверхности кожи.
Еще больше замечательных рассказов
Намного больше рыб может осветить, чем мы думали | Наука
Сохранившийся экземпляр голубой рыбы-фонарика с биолюминесцентными пятнами.Новое исследование показывает, что свечение синего фонарика не так уж и уникально — среди обитающих в океане рыб четыре из пяти являются биолюминесцентными. Мэтт ДэвисБольшинство жителей суши знакомы с биолюминесценцией только в контексте светлячков. Но это природное явление гораздо более распространено, чем показывают те крылатые чудеса. Подавляющее большинство биолюминесцентных существ на планете действительно обитают в океане, от бактерий до медуз и акул.
Но хотя ученые знали, что многие рыбы биолюминесцентны, они могли только догадываться, насколько распространено световое излучение среди этих животных.Теперь новое исследование показывает удивительные результаты: до 80 процентов рыб с лучевыми плавниками, обитающих в открытой воде — от глубоководных удильщиков до обитающих на коралловых рифах рыб-фонариков — излучают собственный свет. Более того, феномен независимо развивался в этой группе 27 раз. Как сообщают исследователи в PLOS ONE , эта неожиданно высокая распространенность означает, что для рыб создание собственного света — это больше, чем просто изящный трюк — оно также должно иметь значительные преимущества.
«Тот факт, что биолюминесценция развивалась так много раз, указывает на то, что она имеет большое биологическое значение», — говорит Мэтью Дэвис, биолог из St.Государственный университет Облака в Миннесоте, который руководил исследованием. «Мы также думаем, что повторяющаяся эволюция биолюминесценции имела решающее значение для диверсификации видов [в] глубоководной и средневодной среде».
Для рыбы фактическое действие освещения зависит либо от смеси химических веществ, конечным результатом которых являются фотоны, либо от объединения с полезными бактериями, которые заботятся об освещении в обмен на укрытие. Рыбы полагаются на биолюминесценцию для решения ряда важных задач, от поиска добычи до того, чтобы не стать добычей, и от поиска партнера до общения с помощью определенных мигающих паттернов, таких как светлячки.«Это захватывающе, потому что если у вас есть изменения в общении со светом, у вас есть потенциал для генетической изоляции», — говорит Дэвис.
Разнообразные способы проявления биолюминесценции включают особые органы глаз, которые помогают маленьким парням обнаруживать хищников, штанги, чьи яркие конечные точки служат в качестве приманки, и противосветление — или использование биолюминесценции, чтобы скрыть темный силуэт от падающего вниз света. А некоторые эволюционно нестандартные виды даже выпускают биолюминесцентную слизь, чтобы отвлечь хищников.
В то время как предыдущие исследования идентифицировали биолюминесцентные группы рыб, никто никогда не исследовал это явление в контексте эволюционной истории всех из них. Дэвис и его коллеги проанализировали один митохондриальный и десять фрагментов ядерных генов, полученные в результате прошлых исследований и открытых баз данных, для 301 таксономической группы рыб с лучевыми плавниками, группы, которая включает почти всех рыб мира. Они использовали статистические методы, чтобы восстановить, сколько раз биолюминесценция развивалась независимо.Эти методы также оценили, как давно различные линии разошлись и когда биолюминесценция украсила их эволюционную историю.
Результаты показали, что биолюминесценция развивалась независимо 27 раз среди 14 основных групп рыб, начиная с 150 миллионов лет до раннего мелового периода. Из этих событий 17 из них являются результатом симбиоза со светообразующими бактериями, хотя исследователи обнаружили, что в целом большее количество видов рыб производят свой собственный свет, а не полагаются на бактерии.
«Это самая полная научная публикация о распределении биолюминесценции рыб из когда-либо написанных, и авторы показывают, что биолюминесценция эволюционировала гораздо больше независимо, чем считалось ранее», — говорит Просанта Чакрабарти, куратор рыб в Музее естественных наук Государственного университета Луизианы. , который не принимал участия в исследовании. «Теперь, когда эта статья раскрывает тайну того, насколько широко распространена люминесценция у рыб, мы можем начать спрашивать, как развивалась биолюминесценция — что остается одним из величайших вопросов в естественной истории — и чем каждая независимая эволюция отличалась.”
Животные Биология Рыба Океаны80 процентов рыб в открытом океане излучают свет
Быть рыбой в океанской пустоте — значит светиться, согласно новой статье в PLOS ONE: поразительные 80% морских рыб в открытой воде могут изготавливать свой собственный свет.Более того, этот признак проявлялся 27 раз в линиях плавниковых рыб, что намного больше, чем предполагалось или ожидалось ранее.
В мире без солнца рыбы неоднократно находили способы сиять. Но почему эта способность так широко распространена в океане, но отсутствует у позвоночных на суше?
Биолюминесценция, во-первых, полезна. Возможные варианты использования, вероятно, бесконечны, но наиболее частыми причинами, вероятно, являются слияние с окружающей средой, защита от поедания, привлечение кого-то еще поесть или отправка любого количества сообщений своим коллегам.Рыбы могут либо генерировать свой собственный свет в результате ферментативной реакции между белком, называемым люциферином, и ферментом, называемым люциферазой, который приводит к испусканию фотона, либо они могут содержать бактерии, которые выполняют эту работу за них. Но это еще не все.
В этом исследовании ученые из Государственного университета Сент-Клауда, Американского музея естественной истории и Университета Канзаса сравнили 11 последовательностей фрагментов генов от 300 различных групп рыб, в основном родов. Они использовали компьютерные программы, которые помогли им сделать выводы о наиболее вероятных эволюционных отношениях между ними, а затем наложили биолюминесцентный статус групп на полученное генеалогическое древо.Вот что они нашли:
Выделено генеалогическое древо лучеплавниковых рыб с приобретением биолюминесценции. Нажмите на кредит, чтобы увеличить версию изображения. Предоставлено: Дэвис и др. 201627 экземпляров среди рыб с лучевыми плавниками (то есть всех рыб, за исключением рыб с хрящевыми скелетами, таких как акулы, или рыб с лопастными плавниками, от которых произошли наземные позвоночные) встречаются у рыб, обитающих по всему океану. Они простираются от глубоководных фонарей или удильщиков, чьи жуткие приманки манят рыбу к их гибели, вплоть до коралловых рифов, где кардиналы и сосновые шишки мягко освещают ночное море.Поскольку биолюминесценция, по-видимому, также развивалась один или два раза у хрящевых рыб, таких как акулы, эта черта, возможно, действительно развивалась по крайней мере 29 раз у морских позвоночных.
Это настолько распространено в открытом океане, что, по словам одного из авторов, биолюминесценция кажется «почти обязательной» для этих рыб. В самом деле, самое обычное позвоночное животное на Земле, рыба, называемая щетиноротым, существует квадриллионами (не считая этого) в Мировом океане, также является биолюминесцентным.
Из 27 случаев у рыб с лучевыми плавниками 17 явились результатом действия светопродуцирующих бактерий рыб (симбиотическое приобретение, обозначено зеленым цветом выше), и эти 17 случаев произвели около 48% всех биолюминесцентных видов рыб. Это может быть относительно легко сделать, что объясняет большое количество независимых примеров. Биолюминесцентные бактерии, которые могут жить внутри рыб, обычны в окружающей среде, и они не придирчивы к своим хозяевам, по-видимому, довольствуясь тем, чтобы их усыновила любая рыба, которая заботится о том, чтобы кормить и содержать их.
Поскольку биолюминесцентные бактерии не находятся под непосредственным контролем рыб, они должны разработать структуры (или другие стимулы) вокруг себя, если они хотят регулировать свечение. У рыб, являющихся хозяевами симбиотических бактерий, есть множество анатомических структур, которые нужно определять, фокусировать или контролировать свет, производимый их бактериями, от ставен до окон и висящих приманок. Эти структуры, возможно, способствовали быстрому видообразованию среди этих линий, дав эволюции новую блестящую игрушку. Действительно, биолюминесцентные рыбы-фонарики, пони и глубоководные удильщики являются богатыми видами, учитывая возраст их групп.
Остальные восемь способов получения света рыбами связаны с «внутренней биолюминесценцией» или способностью светиться без помощи бактерий (обозначены синим выше). Но эти восемь исходных событий в конечном итоге породили более половины видов, которые могут излучать свет — около 785 из 1510 светящихся рыб.
Подавляющее большинство самых разнообразных групп глубоководных рыб возникло в результате эволюции собственной биолюминесценции; почти 90 процентов групп с исключительным видовым богатством светятся светом, который они создают сами.Одна группа, netdevils (звучит так, будто у них должна быть своя собственная команда НБА), даже сумела заполучить оба типа: приманка на их голове светится бактериями, а усик на подбородке светится светом, который они сами создают.
Группы, которые приобрели свое освещение любым способом и которые используют этот свет для общения или идентификации, а не для маскировки, кажутся особенно разнообразными: ни одна из самых богатых видами родословных светящихся рыб не использует его исключительно для укрытия. В местах, где нет физических барьеров, таких как горные хребты или пустыни, которые способствовали бы видообразованию путем физического разделения, такие черты, как светящиеся линии подбора, могли бы предоставить легкий способ разнообразить виды за счет естественного отбора.Небольшие изменения в формулировке могут привести к большим последствиям для распознавания и воспроизводства партнера.
Таким образом, биолюминесценция у морских рыб может быть настолько широко распространена не только потому, что для рыб выгодно иметь новые мощные способности или что улавливание бактерий, которые могут производить свет, легче по сравнению с сушей, но также и то, что, однажды приобретя, биолюминесценция обеспечивает простую платформу, на которой может действовать естественный отбор, способствуя как эволюции новых видов, так и все большему количеству мерцающих рыб.
Номер ссылки
Дэвис, Мэтью П., Джон С. Спаркс и У. Лео Смит. «Повторяющаяся и широко распространенная эволюция биолюминесценции у морских рыб». PloS one 11, no. 6 (2016): e0155154.
Ученые обнаружили ультрачерную рыбу, которая поглощает 99,5% света, попадающего на ее кожу
Ученые Смитсоновского института и группа сотрудников обнаружили 16 новых видов отдаленных глубоководных рыб, которые почти не отражают свет, попадающий на их кожу, как и ультрачерный материал Vantablack.
По словам ученых, эти ультра-черные рыбы настолько эффективно поглощают свет, что даже при ярком свете они кажутся силуэтами без каких-либо черт, заметных человеческому глазу. В темноте океана, даже в окружении биолюминесцентного света, они буквально исчезают. Некоторые из недавно обнаруженных видов ультра-черных рыб, обитающих в глубоком море, настолько темны, что поглощают более 99,5% света, падающего на их поверхность.
Солнечные лучи очень эффективно проникают на глубину до 20 м и не выходят за пределы океанических глубин 200 м.В этой среде единственным источником света является биолюминесценция большинства глубоководных существ. Биолюминесцентное свечение используется для привлечения партнеров, отвлечения хищников, заманивания добычи и демонстрации близлежащих животных.
Ультрачерный тихоокеанский черный дракон (Idiacanthus antrostomus), вторая по величине рыба, изучаемая исследовательской группой. Предоставлено: Карен Осборн, Смитсоновский институтКарен Осборн, соавтор нового исследования, впервые заинтересовалась кожей этих рыб, когда она попыталась сфотографировать поразительных чернейших рыб.По ее словам, несмотря на сложное оборудование, она не смогла уловить какие-либо детали на изображениях. « Не имело значения, как вы настроили камеру или освещение — они просто поглощали весь свет ».
Как показывают новые исследования, почти полное поглощение света сверхчерной рыбой зависит от меланина, того же пигмента, который окрашивает и защищает человеческую кожу от солнечного света. Эксперты обнаружили, что этого пигмента не только много в коже ультра-черной рыбы, но и она устроена особым образом.Пигментные клетки состоят из плотно упакованных отсеков, называемых меланосомами, которые тратят очень мало света из-за своего размера, формы и расположения. Расположение меланосом заставляет их направлять любой свет, который они не сразу поглощают, на соседние меланосомы внутри клетки, которые затем поглощают оставшийся свет.
« По сути, они сделали сверхэффективную сверхтонкую световую ловушку », — сказал Осборн. « Light не отскакивает; Свет не проходит.Он просто попадает в этот слой, и его больше нет. ”
Один экземпляр ультра-черной рыбы вида Anoplogaster cornuta. Предоставлено: Карен Осборн, Смитсоновский институт. Система на основе меланина, используемая рыбами, намного меньше по размеру и механически проще, и может помочь улучшить производство ультра-черных материалов. Исследователи объяснили, что имитация этой стратегии может помочь инженерам разработать менее дорогие, гибкие и более прочные сверхчерные материалы для использования в оптических технологиях, таких как телескопы и камеры, а также для маскировки.
В настоящее время Vantablack является наиболее известным супер-черным покрытием, хотя в прошлом году инженеры Массачусетского технологического института заявили, что случайно создали самый темный черный материал на сегодняшний день, который поглощает более 99,96% света и в десять раз чернее всего, что было раньше. было сообщено.
“ Вместо того, чтобы строить какую-то структуру, которая улавливает свет, если бы вы сделали поглощающий пигмент правильного размера и формы, вы могли бы достичь того же поглощения потенциально намного дешевле и [сделать материал] намного менее хрупким, , — сказал Осборн.
Ссылка на журнал:
- Ультра-черный камуфляж для глубоководных рыб. DOI: 10.1016 / j.cub.2020.06.044
Ученые раскрыли секрет того, как эти ультрачерные рыбы поглощают свет
Увеличить / Один экземпляр ультрачерной рыбы Anoplogaster cornuta . Уникальное расположение гранул, упакованных пигментом, позволяет некоторым рыбам поглощать почти весь свет, попадающий на их кожу, так что всего 0,05 процента этого света отражается обратно.В самых темных глубинах океана, куда почти не проникает свет с поверхности, процветают необычные существа, многие из которых создают свой собственный свет посредством биолюминесценции, среди прочего, для охоты на добычу. Но некоторые виды рыб выработали противоположную стратегию выживания: они ультра-черные, поглощающие почти весь свет, падающий на их кожу, согласно новой статье в Current Biology.
Карен Осборн из Смитсоновского музея естественной истории была заинтригована существами, когда обнаружила, что не может запечатлеть этих сверхчерных рыбок на камеру во время работы в поле.Она пыталась сфотографировать образцы, пойманные в глубоководные траловые сети команды. «Два экземпляра, Anoplogaster cornuta и Idiacanthus antrostomus, были единственными двумя рыбами за шесть лет полевых работ, которых мне удалось получить приличные фотографии», — сказал Осборн Ars.
Для этого она использовала корпус зеркальной фотокамеры Canon Mark II и 65-миллиметровый макрообъектив с четырьмя вспышками, а затем проверила различные настройки освещения, сделав много-много фотографий. Наконец, она отрегулировала контраст и равномерно применила фильтр высоких частот ко всем изображениям, чтобы лучше выделить детали.Этого все еще было недостаточно для отлова большинства особей, попавших в траловую сеть. «За эти годы я удалила тысячи неудачных снимков других рыб как бесполезные, потому что не могла выделить детали на фотографиях», — добавила она. «Неважно, как вы настроили камеру или освещение — они просто поглощали весь свет. Хотелось бы, чтобы у меня было несколько из них, чтобы проиллюстрировать это».
Чтобы выяснить, почему это так, Осборн объединился, в частности, с биологом из Университета Дьюка Сёнке Йонсеном, и лабораторные измерения показали, что действительно эта ультрачерная рыба поглотила более 99.5 процентов любого света, попадающего на их кожу. Это удобная адаптация для выживания в темных морских глубинах, где даже несколько фотонов света — скажем, от ближайших голодных биолюминесцентных организмов — могут выдать хищнику положение рыбы.
РекламаЕще один ракурс на ультрачерную рыбу Anoplogaster cornuta .
Эта рыба Anoplogaster cornuta была настолько активной после того, как была отобрана и задокументирована, что исследовательская группа выпустила ее обратно на глубину с подводной лодки на следующий день после того, как ее поймали в траловую сеть.
Ультрачерный тихоокеанский черный дракон ( Idiacanthus antrostomus ), вторая по величине рыба, изучаемая исследовательской группой.
У тихоокеанского черного дракона есть биолюминесцентная приманка, которую он использует для привлечения добычи, и если бы не их ультрачерная кожа и прозрачные антибликовые зубы, отражение их приманки отпугнуло бы добычу.
У тихоокеанского черного дракона также есть органы, излучающие свет под глазами, которые, по мнению ученых, могут использоваться в качестве прожектора для обнаружения добычи.
Ультрачерный гребень ( Poromitra crassiceps ). Эти рыбы также широко известны как крупногабаритные из-за небольшого количества гигантских чешуек, которыми они обладают. Их ультра-черная кожа покрывает их чешую, но кожа и чешуя легко отделяются, когда хищник пытается их схватить.
Исследователи также открыли секрет этого высокоэффективного поглощения света: меланин, пигмент, который также содержится в коже человека, который защищает нас от повреждений солнечным светом. Меланин упакован в гранулы, известные как меланосомы, которые, в свою очередь, содержатся в клетках, известных как меланофоры. По словам Осборна, они образуют сплошной слой в дерме (более глубокие слои кожи).«Такое расположение обеспечивает сплошной и непрерывный слой клеток, содержащих пигмент, и гарантирует, что этот слой будет первым, с чем сталкивается свет, падающий на рыбу», — сказала она. «Пигмент эффективно поглощает большую часть света, падающего на гранулы».
Размер и форма этих гранул также имеют значение, поскольку они рассеивают любой свет, который не сразу поглощается боком, в слой пигмента, поэтому он может поглощаться соседними клетками, содержащими пигмент. По сути, это очень тонкая и высокоэффективная световая ловушка.«Самая черная рыба была такой же черной, как VantaBlack, — сказал Осборн, — то есть такой же черной, как одно из самых темных веществ, известных на сегодняшний день. «VantaBlack улавливает свет в плотно упакованных углеродных микротрубочках, в то время как эти рыбы поглощают свет вместе с пигментом и делают это чрезвычайно эффективно, оптимизируя размер, форму и упаковку самих гранул пигмента».
«Практически во всех ультра-черных материалах необходимо как рассеяние, так и поглощение», — сказал соавтор Александр Дэвис, аспирант Duke.«У всех других животных, о которых мы знаем, ультра-черная окраска происходит из-за хитиновой или кератиновой матрицы, такой как птичье перо или чешуя бабочки, а поглощение происходит за счет меланина, встроенного в эти матрицы. У этих рыб как рассеяние, так и поглощение происходят от самих меланосом. Это немного упрощает механизм, поскольку не требуется структурный каркас ».
Несколько видов ультра-черных, кажется, независимо развили одну и ту же адаптацию; Осборн и ее коллеги обнаружили эти пигментные паттерны у 16 отдаленно родственных видов.Конечная цель исследования — разработать столь же эффективную конструкцию для более дешевого и легкого производства сверхчерных материалов, таких как внутренние покрытия для телескопов, камер и другого светочувствительного оборудования.
DOI: Current Biology, 2020. 10.1016 / j.cub.2020.06.044 (О DOI).
Ультра-черная рыба, которая поглощает 99,5% света, найденная в глубинах океана.
Ученые обнаружили ультра-черную рыбу, которая поглощает почти весь падающий на нее свет, что позволяет им эффективно прятаться в самых глубоких и темных частях океана.Похоже, что это более эффективный метод, чем методы, используемые другими животными, и находка может помочь информировать о будущих достижениях в области оптических и камуфляжных технологий.
Открытие было сделано группой ученых из Смитсоновского института и Университета Дьюка. Было обнаружено, что рыбы поглощают 99,5% всего света, поэтому даже при прямом освещении они выглядят не более чем силуэтами. И это был не просто один умный вид — на сегодняшний день этот метод был обнаружен у 16 различных, отдаленно родственных видов.
В этом есть смысл. Все эти рыбы были обнаружены живущими на глубинах океана ниже 200 м (656 футов), в чернильной тьме, недоступной для солнечного света. Многие животные адаптировались к этой среде, производя свой собственный свет, называемый биолюминесценцией, который можно использовать для привлечения пищи или партнеров или для освещения хищников и добычи, прячущихся в темноте.
Таким образом, для других видов слияние с черным как смоль фоном является эффективной стратегией выживания. Поглощение почти каждого падающего на вас фотона света — отличный способ повысить ваши шансы не быть съеденным и не испугать собственную пищу.
Ультра-черный риджхед использует свою темную кожу, чтобы прятаться от хищников, и в крайнем случае имеет съемную чешую, которая позволяет ему ускользнуть, если его схватятКарен Осборн, Смитсоновский институт
Команда нашла доказательства того, что механизм помогает рыбам обоими этими способами. Они описали ультра-черного риджхеда, который использует свой камуфляж, чтобы избежать нападения хищников — и в крайнем случае его съемная чешуя может позволить ему ускользнуть, если его схватят.
Тихоокеанский черный дракон, тем временем, представляет собой устрашающее на вид существо, сочетающее в себе ультра-черную кожу и биолюминесцентную приманку. Таким образом, их собственный свет не отражается от их кожи, чтобы отпугнуть добычу. У этой штуки даже прозрачные антибликовые зубки!
Чтобы точно выяснить, как рыба так эффективно поглощает свет, команда внимательно изучила образцы, выловленные из глубины в траловых сетях. Они обнаружили, что ключевым моментом был меланин, светопоглощающий пигмент, который естественным образом затемняет человеческую кожу в различной степени.
Оказывается, у этих рыб очень высокий уровень меланина в коже, и он устроен особым образом. Пигментные клетки состоят из плотно упакованных отсеков, называемых меланосомами, которые тратят очень мало света из-за своего размера, формы и расположения. То, что они не впитывают сами, они отводят другим меланосомам.
«По сути, они сделали сверхэффективную сверхтонкую световую ловушку», — говорит Карен Осборн, ведущий исследователь исследования.«Свет не отскакивает; свет не проходит. Он просто попадает в этот слой, а его уже нет «.
Образец Anoplogaster cornuta, — один из нескольких видов рыб, у которых обнаружена ультра-черная светопоглощающая кожаКарен Осборн, Смитсоновский институт
Тот же общий принцип работает и с другими ультра-черными материалами, как натуральными, так и искусственными, но команда утверждает, что эта версия с рыбой намного более эффективна.У некоторых райских птиц, например, очень черные перья, которые они контрастируют с яркими цветами, чтобы привлечь партнеров. Поверхность этих перьев состоит из микроскопических структур в форме щеток, которые рассеивают свет между ними. Искусственные материалы, такие как Vantablack, действуют примерно так же, рассеивая свет между углеродными нанотрубками.
Система на основе меланина, используемая рыбами, намного меньше и механически проще, говорят ученые. Это может помочь в разработке дизайна будущих ультрачерных материалов, которые будут намного тоньше, долговечнее и дешевле, чем те, что доступны в настоящее время.
«Это единственная известная нам система, которая использует сам пигмент для управления любым изначально непоглощенным светом», — говорит Осборн. «Вместо того, чтобы строить какую-то структуру, которая улавливает свет, если бы вы сделали поглощающий пигмент правильного размера и формы, вы могли бы добиться такого же поглощения, потенциально намного дешевле и [сделать материал] намного менее хрупким».