遠(yuǎn)道
借光作隱身衣
說起隱身,你大概會(huì)想到哈利·波特的隱形斗篷,在魔法世界里,隱身衣由隱形獸的毛發(fā)制作而成,能使它所覆蓋的人或物隱形。在動(dòng)物世界,有些動(dòng)物也擁有隱身衣,不過它們的隱身衣來源于光。這些能把光作為隱身衣的動(dòng)物大多生活在海洋里。
海洋里的小動(dòng)物要想隱身,避免成為天敵的腹中餐,一般有3種選擇。生活在黑魆魆的深海中的小動(dòng)物,或把自己埋在泥土中;或藏身巖石;或躲在珊瑚叢中。在接近海底的深海里,陽(yáng)光難以到達(dá),所以在這黑暗深海中的捕食者要么沒有眼睛,要么視力極弱,因此小動(dòng)物們只要找到藏身之地,一般都能躲避敵人的追擊。生活在靠近海面的小動(dòng)物則不同,那里光線充足,它們的躲避方法是讓自己發(fā)光,比如耳烏賊的身上的發(fā)光菌能發(fā)出與周圍光照強(qiáng)度相同的光,使得耳烏賊在捕食者眼中是隱形的。
不過,有些小動(dòng)物生活在既遠(yuǎn)離海面,又不接近海底的中深度海域中,這里光線微弱,也沒有可躲藏的泥沙、珊瑚叢,以上兩種隱身法都不適用。它們只能另辟蹊徑,給自己披上用光做的隱身衣。光作隱身衣的方法是讓光線能夠完全穿透身體,使自己變得透明,光線無法反射到捕食者眼中,捕食者就無法看到它們,就好比你走進(jìn)商場(chǎng)大門時(shí),明明眼前什么也沒有,向前走卻撞到了東西,原來那里有一扇透明的玻璃門,光線沒有發(fā)生反射進(jìn)入你的眼睛,看不見玻璃的你以為那里什么都沒有,便一頭撞了上去。
讓光穿過身體
在海洋里,深諳透明之道的動(dòng)物可不少,玻璃章魚便是其中的佼佼者。玻璃章魚,顧名思義,它幾乎完全透明。玻璃章魚生活在熱帶、亞熱帶300~1000米水域中,包括觸手,身長(zhǎng)最長(zhǎng)可達(dá)45厘米,這種章魚除了消化器官和眼睛以外,身體的其他區(qū)域全是透明的。你也許會(huì)想,既然消化器官和眼睛并非透明,那么讓身體變得透明有什么意義呢?捕食者不是一樣可以看到它嗎?更糟糕的是,這些器官會(huì)在水下投下陰影,這不是會(huì)讓它們更容易被注意到嗎?這些的確是問題,但是沒辦法,玻璃章魚需要眼睛聚光視物,不能透明。所以它只能費(fèi)盡心思將眼睛隱藏起來,玻璃章魚不像其他種類的章魚一樣有著又圓又大的眼睛,它的眼睛極為細(xì)長(zhǎng),這樣可以保證眼睛的投影足夠細(xì)小,讓捕食者難以注意到。至于器官之所以不透明,是因?yàn)槔锩嫜b著章魚吃的食物,這些即將被消化的食物一般吸引不了捕食者的興趣。
在海洋里,不但有玻璃章魚,還有玻璃魷魚,玻璃魷魚種類較多,大約有60多種,生活在海平面下200~1000米的海域中。玻璃魷魚與玻璃章魚類似,能使光線穿過它的身體,并且它的眼睛也不是透明的。與玻璃章魚不同的是,玻璃魷魚都長(zhǎng)著又圓又大的眼睛,那么它們是怎樣將大眼睛藏起來的呢?原來玻璃魷魚的眼睛下面長(zhǎng)著一種特殊的發(fā)光器官,這種器官能夠發(fā)出與周圍環(huán)境光照強(qiáng)度相同的光芒,借此隱形,與生活在海平面附近的某些動(dòng)物類似。在下方游動(dòng)的捕食者看不到玻璃魷魚,但玻璃魷魚的大眼睛使它們可以“眼觀六路”,從其他角度捕捉到捕食者的位置,方便逃跑。
除了玻璃章魚和玻璃魷魚,還有許多海洋生物也掌握著透明的本領(lǐng),如長(zhǎng)得像魚鰭的浮蠶、形似海蟄的海樽等,但有時(shí)候,光靠透明還不足以躲避捕食者。在中深度海域中,有部分動(dòng)物有自己的照明設(shè)備,例如頭上長(zhǎng)“燈”的魚,在周圍光線下透明的動(dòng)物被魚的燈一照,就會(huì)顯形。這是因?yàn)橥腹庑允艿焦獾念l率和波長(zhǎng)影響,而魚的燈發(fā)出的光與周圍光線的頻率不同,透光性被改變,它們自然就會(huì)被看見了。所以,要躲避這些自身會(huì)發(fā)光的捕食者,還得有新招。
納米級(jí)隱身衣
長(zhǎng)著8對(duì)足的端足類生物的隱身方法遠(yuǎn)比透明要復(fù)雜,它們身披納米級(jí)隱身衣??茖W(xué)家用電子顯微鏡觀察了端足類生物,發(fā)現(xiàn)它們的腿上覆蓋著納米級(jí)的毛狀突起,這些突起直徑從100納米到300納米不等。科學(xué)家發(fā)現(xiàn),這些納米級(jí)的毛狀突起能將反射系數(shù)降低100多倍,并使光的散射最小化,使得身體不會(huì)反射足夠的光線進(jìn)入捕食者的眼中,得以逃出生天。不過,科學(xué)家認(rèn)為,這些毛狀突起很可能不是端足類自身長(zhǎng)出來的,而是覆蓋其腿上的某種共生細(xì)菌,也就是說,端足類的納米級(jí)隱身衣其實(shí)是細(xì)菌。
葉水蚤也有納米級(jí)隱身衣,不過它們的隱身衣不大穩(wěn)定。如果你仔細(xì)觀察,會(huì)發(fā)現(xiàn)葉水蚤是忽隱忽現(xiàn)的,這是為什么呢?葉水蚤被譽(yù)為“海藍(lán)寶石”,它們有著絢爛的色彩,但又會(huì)突然消失,這是因?yàn)槿~水蚤的表皮上平鋪著一層又一層的六邊形的微小鳥嘌呤晶體,層與層之間間隔著細(xì)胞質(zhì),鳥嘌呤晶體的厚度是相同的,都是70納米,但所間隔的細(xì)胞質(zhì)厚度卻不同,從50到200納米不等,形成了細(xì)胞質(zhì)獨(dú)特的微觀層狀結(jié)構(gòu)。正是細(xì)胞質(zhì)層的不同厚度影響了葉水蚤的不同顏色,較厚的細(xì)胞質(zhì)層會(huì)反射波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光,較薄的則相反??茖W(xué)家經(jīng)過多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),葉水蚤的顏色還取決于光的入射角度,當(dāng)光線以0°入射時(shí),葉水蚤呈藍(lán)紫色,而入射角為45°時(shí),反射的光屬于紫外光,人眼看不到,大多數(shù)動(dòng)物也看不到,葉水蚤因此隱形了。想象一下,葉水蚤的天敵看見了顏色鮮艷的葉水蚤,匆匆趕到,卻發(fā)現(xiàn)剛剛還在閃閃發(fā)光的葉水蚤突然消失了,沒一會(huì)兒又出現(xiàn)了,忽隱忽現(xiàn),忽左忽右,它無法正確捕捉到葉水蚤的位置,是否和你拿著逗貓棒逗你家的貓玩有點(diǎn)異曲同工之妙?
讀到這里,你會(huì)發(fā)現(xiàn)上文所提到的利用光隱形的動(dòng)物都生活在海洋里,難道陸地上沒有這樣的動(dòng)物嗎?有,但很少。
陸上動(dòng)物難借光隱形
陸地上隱形的動(dòng)物為什么很少呢?這是因?yàn)橐兺该?,需要既不吸收光也不反射光的物質(zhì),對(duì)于陸地上的動(dòng)植物來說,是一項(xiàng)艱巨的任務(wù),因?yàn)橐话銇碚f,物體密度越大,折射率越大,空氣的平均密度是1.29千克/立方米,而生物體如人體的平均密度大約是1050千克/立方米,二者密度相差較大,這造成了兩者之間的折射率也有較大差距。當(dāng)光從空氣中穿過組織時(shí),更容易發(fā)生折射、散射和反射,生物體也更容易被看見。而在海洋中,海水和一些海洋動(dòng)物之間的折射率相差較小,變得透明對(duì)于它們來說更簡(jiǎn)單。
另外,生活在陸地上的動(dòng)物要直面陽(yáng)光,它們需要諸如黑色素這樣的色素來抵御陽(yáng)光帶來的輻射傷害,而海洋中的動(dòng)物有海水幫它們吸收了輻射。
但凡事總有例外,陸地上的透明動(dòng)物雖罕見,但也確實(shí)存在,生活在中美洲的玻璃翼蝶就是一個(gè)特例。雖然只有翅膀是透明的(除了翅膀邊緣),但透明的翅膀足以讓它們躲過捕食者的追蹤。玻璃翼蝶的翅膀之所以透明是因?yàn)槠涑岚蛏媳椴技{米級(jí)的小顆粒,作用與端足類的納米隱身衣相同。除此之外,在克羅地亞,科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)了一種半透明的蝸牛,它們生活在黑暗的洞穴里。雖然半透明,但仍然可見,足以見得在陸地上要做到借光隱形是多么困難。