Зачем морской мыши радужное свечение?

Столь малопривлекательное создание, как морской червь, если и способно вызывать восхищение и восторг, то, как правило, лишь у зоологов. Остальные представители рода человеческого испытывают при виде подобной экзотики более сдержанные чувства, а нередко даже отвращение. Однако в случае морской мыши или Афродиты (Aphrodite aculeata), как называют крупного морского червя, обитающего на дне океанов на глубине около 2-х километров, дело обстоит несколько иначе. Профессор Сиднейского университета Росс МакФедран объясняет почему:

- Замечательная особенность этого червя состоит в том, что его тело покрыто своего рода бахромой, состоящей их множества волосков, которые переливаются всеми цветами радуги.

Росс МакФедран - не зоолог, а физик, да к тому же теоретик. Что же заставляет профессора заниматься волосатым червём размером с сосиску?

- Меня интересует, как в природе возникает та или иная окраска. Для создания цвета живая природа располагает двумя различными механизмами. Во-первых, это цветные пигменты. А во-вторых, особые структуры, способные придавать тканям организмов определённую окраску.

Примером таких структур может служить перламутр - слой кристаллического карбоната кальция, так называемого арагонита, выстилающий внутреннюю поверхность раковины некоторых видов моллюсков. Перламутр состоит из тончайших пластинок, которые и придают ему специфический радужный блеск. Так вот, цветные волосы морской мыши имеют весьма необычную структуру, которая является объектом пристального внимания австралийского профессора.

- Если поместить эти волосы под электронный микроскоп, становится отчётливо видно их ячеистое строение, напоминающее пчелиные соты. Эта структура отличается удивительной упорядоченностью, а линейные размеры ячеек соизмеримы с длинами волн в диапазоне видимого света. Благодаря этому волосы морской мыши обладают способностью сильно рассеивать свет, причём степень рассеяния зависит от цвета луча, то есть от длины волны. Это означает вот что: из потока света, падающего на волос перпендикулярно, отражается только красная составляющая; иными словами, если смотреть на волос под прямым углом, то он кажется ярко красным. Из потока света, падающего на волос наклонно, он отражает - в зависимости от угла - то жёлтый, то зелёный, то синий цвета. Можно сказать, что глазу, оглядывающему волос со всех сторон, он предстаёт поочерёдно во всех цветах радужного спектра.

Впрочем, одним лишь созерцанием ярких цветных картинок, поставляемых электронным микроскопом, профессор Росс МакФедран не ограничился. Всё-таки он физик-теоретик, а потому использовал для анализа радужных эффектов математический аппарат. Профессор выстроил компьютерную модель волоса, состоящую из сложенных штабелем пятисот микроскопически тонких решёток. Эта структура дала тот же самый радужный эффект, что и реальный волос морской мыши. Иными словами, математическая модель оказалась точной. "Мы имеем теперь достаточно полное представление о структуре, заставляющей волос переливаться всеми цветами радуги", - подчёркивает профессор МакФедран. Но тут возникает другой вопрос: а зачем морской мыши всё это нужно? Почему природа распорядилась так, чтобы это животное сверкало и искрилось? Зоологи пока не могут с уверенностью даже сказать, обладает ли морская мышь вообще цветным зрением. Если нет, то напрашивается предположение, что радужное свечение либо отпугивает врагов, либо приманивает добычу. А если да, если морская мышь способна воспринимать цвета, то радужные блики, скорее всего, как-то связаны с привлечением партнёра и продолжением рода. Впрочем, для людей этот оптический феномен имеет и совершенно иной аспект: он может породить новую коммуникационную технологию. Профессор Росс МакФедран поясняет:

- Эта самая структура, которую морская мышь создала на протяжении миллионов лет в процессе эволюции, изучается сегодня инженерами на предмет использования в волоконно-оптических кабелях нового поколения. Известно, что эффективность световода прямо зависит от его способности удерживать свет внутри себя, не давать ему рассеиваться. Сегодняшние оптические волокна имеют специальные приспособления, повышающие степень внутреннего преломления света. Морская мышь использует иной механизм. Её волосы как бы удерживают свет благодаря своей ячеистой структуре. И похоже, что эта новая - а вернее, очень старая, - технология рациональнее и эффективнее. Так что не исключено, что научные знания о строении волос морской мыши дадут новый импульс развитию волоконно-оптических коммуникационных сетей.

Инженеры полагают, что оптическое волокно, созданное по образцу волоса морской мыши, будет обладать более высокой пропускной способностью. При том же диаметре оно сможет, говоря несколько упрощённо, проводить больше света и - соответственно - переносить больше информации. Правда, пока промышленное производство таких ячеистых волокон обходится непомерно дорого. Но возможно, что в будущем учёным удастся выяснить, как растут радужные волосы морской мыши. И тогда эти знания лягут в основу новой, более дешёвой технологии производства чудо-волокон.