کشف حقیقت درباره رنگ آمیزی کوسه آبی و نقش آن در استتار دریایی

بررسی ماهیت واقعی رنگ‌آمیزی کوسه آبی

دانشمندان به توانایی شگفت‌انگیزی در کوسه آبی (Prionace glauca) پی برده‌اند؛ این شکارچی اقیانوسی گسترده، احتمالا قادر است رنگ پوستش را همانند آفتاب‌پرست تغییر دهد. در مطالعه‌ای نوآورانه که توسط تیم تحقیقاتی دانشگاه شهر هنگ‌کنگ (CUHK) انجام شد، بررسی‌های نانومقیاس روی پوست کوسه نشان داد که ساختارهای پیشرفته‌ای در پوست آن وجود دارد که نه‌تنها ظاهر آبی معروف آن را شکل می‌دهند، بلکه امکان تغییر دینامیک رنگ در واکنش به شرایط محیطی را هم فراهم می‌کنند.

علم رنگ‌آمیزی در جانوران

جانوران رنگ‌های چشمگیر خود را از طریق سازوکارهای زیستی متنوعی به دست می‌آورند. بعضی گونه‌ها سلول‌هایی با رنگدانه‌های خاص دارند که طول‌موج‌های نوری معین را جذب یا منعکس می‌کنند. برخی دیگر، مانند طاووس، به کمک ساختارهای میکروسکوپی که نور را پراکنده می‌کنند، رنگی درخشان می‌سازند. اما تنها گروه محدودی از جانوران، نظیر آفتاب‌پرست‌ها، توانایی خارق‌العاده‌ی تغییر فعال رنگ با تنظیم نحوه تعامل با نور را دارا هستند.

نانوساختارهای پنهان در پوست کوسه آبی

کوسه‌های آبی به‌دلیل رنگ آبی تیره بر پشت و شکم روشنشان که به آن‌ها اجازه می‌دهد به راحتی با محیط اقیانوس هم‌آمیزی پیدا کنند نام‌گذاری شده‌اند. پوست آن‌ها با پولک‌هایی شبیه دندان، موسوم به دندانه‌های پوستی، محافظت می‌شود. تیم پژوهشی با بهره‌گیری از فناوری‌های پیشرفته مانند میکروسکوپ نوری و الکترونی، تجزیه و تحلیل طیفی و تصویر‌برداری با وضوح بالا، کشف کرد که زیر سطح این دندانه‌ها، حفره‌هایی موسوم به «حفره خمیره» وجود دارد که حامل عناصر منحصربه‌فرد تولیدکننده رنگ هستند.

نقش کریستال‌های گوانین و ملانین

درون حفره‌های خمیره، پژوهشگران کریستال‌های گوانین را شناسایی کردند که نور آبی را منعکس می‌کند و کیسه‌های حاوی ملانین که رنگ‌های دیگر را جذب می‌کند. دکتر ویکتوریا کامسکا، زیست‌شناس مولکولی دانشگاه CUHK، توضیح می‌دهد: «این اجزا در سلول‌های تخصصی پخش شده‌اند–برخی مانند کیسه‌هایی از آینه و برخی دیگر مانند کیسه‌های جاذب سیاه عمل می‌کنند و به صورت فشرده کنار هم قرار گرفته‌اند تا عملکردی بهینه داشته باشند.» این ساختار، علاوه بر ایجاد رنگ آبی شاخص، امکان تغییرپذیری رنگ را نیز بسته به چیدمان نانوساختارها فراهم می‌کند.

امکان استتار تطبیقی برای کوسه‌ها

تحلیل‌های بیشتر نشان داد که تغییر فواصل میان لایه‌های کریستال گوانین می‌تواند کوسه آبی را قادر سازد تا رنگ‌های خود را از آبی به سبز یا حتی زرد تغییر دهد. این مکانیزم شباهتی چشمگیر به شیوه تغییر رنگ آفتاب‌پرست دارد. به طور عملی، چنین سازگاری می‌تواند کوسه‌ها را قادر سازد استتار خود را بر اساس عمق آب یا شدت نور محیط تنظیم کنند؛ به عنوان مثال، فشار بیشتر آب در اعماق می‌تواند لایه‌های کریستالی را فشرده و ظاهر پوست را تیره‌تر کند تا با محیط تاریک اقیانوس کاملا هم‌رنگ شوند.

پیامدها و گام‌های بعدی تحقیقات

هرچند این قابلیت تغییر رنگ در شرایط آزمایشگاهی شبیه‌سازی شده است، اما مرحله بعدی پژوهش، مشاهده این فرآیند در کوسه‌های آزاد خواهد بود. تیم تحقیقاتی قصد دارد سازوکارهای استتار هوشمند را در زیستگاه طبیعی کوسه‌ها بررسی کند تا درک عمیق‌تری از کارکرد نانوتکنولوژی تکاملی در اکوسیستم‌های دریایی به دست آورد. چنین یافته‌هایی می‌تواند تاثیر شایانی بر زیست‌شناسی کوسه، دانش رنگ‌آمیزی جانوران و حتی مهندسی بیومیمتیک و علوم مواد پیشرفته داشته باشد.

جمع‌بندی

این کشف، دریچه‌ای نوین به فهم ما از استتار دریایی و سازگاری‌های شگفت‌انگیز کوسه آبی گشوده است. در ادامه تحقیقات، روشن شدن نقش عملکردی این ساختارهای نانومقیاس می‌تواند راه‌حل‌های تکاملی برای بقا در اقیانوس را آشکار کند و همچنین الهام‌بخش طراحی‌های نوآورانه در علم و فناوری باشد.