Морские сапфиры: Разноцветные рачки
На первый взгляд морские сапфиры — веслоногие рачки — мало отличаются от других представителей зоопланктона. Крохотные размеры от 1 до 4 миллиметров, экзоскелет, лапки и усики. Но не верьте глазам своим… Стоит только моргнуть, и на месте серой невнятной букашки появится переливающийся самоцвет! Только взгляните на это буйство красок: синий, фиолетовый, жёлтый, золотой, зелёный, розовый — чего только душа пожелает! Но пройдет ещё мгновение — и всё пропало! Что за магия такая?
Волшебство тут, увы, не причём, это чистой воды физика. Школ и университетов сапфиры не заканчивали, но парочку законов они всё-таки знают. Секрет радужных переливов заключен во внешней оболочке веслоногих — кутикуле, а точнее, в её строении.
В конце 90-х японские учёные с помощью электронной микроскопии выяснили, что синее свечение рачки получают благодаря структурной окраске. То есть цвет вырабатывает не сам организм, а особое строение и структура поверхности. В случае сапфира все цветовые приколюхи ему даёт гуанин. На спинке рачка это вещество лежит ровной мозаикой шестиугольников.
Вообще, гуанин придаёт животным серебристую окраску. Самый наглядный пример — рыбья чешуя. Именно мелкие кристаллики гуанина заставляют жабродышащих блистать. Но ведь рачок — не серебристый. Он неоново-синий. Автор, у вас тут нестыковка! И вообще, он фокусы с исчезновением показывает, причем здесь блеск? А при том, что слои гуанина находится не на поверхности кутикулы, а под ней. Там кристаллы уложены стопками в 10-14 слоев. Именно такое строение и позволяет отражать именно синий цвет.
Позже израильские учёные дополнили наблюдения. Они наловили разноцветных рачков и задумались: раз кристаллы гуанина, по версии японцев, дают лишь синий цвет, то откуда берутся все остальные? На помощь пришли криоэлектронные микроскопы — эта приспособа, как рентген, только для клеток: позволяет увидеть их строение без необходимости вытаскивать их из живого организма.
Биологи изучили не только саму структуру кристаллов гуанина, но и провели детальные исследования и замеры всех составляющих клеток на рачках разного цвета, сравнивая их между собой. Оказалось, что количество гуанина и их толщина у всех видов почти одинаковые.
Решающую роль сыграло расстояние цитоплазматических прослоек между кристаллами. У сапфиринов разных окрасов прослойки были от 52 до 200 нанометров толщиной. Получается, что от расстояния между клетками гуанина зависит цвет, который они отражают.
Хорошо, но как рачки становятся полностью невидимыми? Слава богу, больше никаких сложных терминов не будет. Сапфир попросту поворачивается нужным боком и исчезает! При изменении угла падения света, меняется и спектр отражения. При одном расположении рачок светится, при другом — выглядит как обычный планктон, а при третьем — отражает ультрафиолетовый диапазон. Именно в этом случае для нас он становится невидимым, ведь наш глаз этот диапазон не воспринимает!
Светопредставлениями занимаются самцы. Но насладиться своей красотой они не могут! Нет, не потому, что им никто не может подать зеркальца. Их глаза почти полностью редуцировались! Зато знаете, кто наслаждается цветовым шоу? Правильно, самки! У них с зрительным аппаратом всё отлично. Вот это романтика! Вот это половой отбор!
Увы, кроме этой детали о размножении сапфиров мы ничего не знаем. Да и вообще, мы мало что знаем об этих крохотных сверкающих существах. Учёные были настолько зачарованы их способностями, что как-то забыли обо всём остальном! Но вы можете поизучать их сами — рачки широко распространены в поверхностных теплых водах Атлантического, Индийского и Тихого океанов, в Красном и Средиземном море.