Глубоководные обитатели океана давно считаются настоящими мастерами биолюминесценции. В полной темноте они используют свет для охоты, защиты и общения. Однако новое исследование ученых из Хиросимского университета показало, что некоторые виды пошли гораздо дальше обычного свечения.
Объектом исследования стал тонкозубый клыкастый — хищная глубоководная рыба с длинными игольчатыми зубами. Ученые выяснили, что вокруг ее световых органов расположены особые кристаллы гуанина, формирующие сложную систему перераспределения света.
Ранее считалось, что подобные кристаллы у рыб работают как микроскопические зеркала, отражающие свет. Но у глубоководного хищника структура оказалась иной. Игольчатые пластинки действуют скорее как живые призмы: они не просто отражают свет, а преломляют его, рассеивают и направляют в нужную сторону.
По словам профессора Масакадзу Ивасаки, команда обнаружила выраженный анизотропный эффект — отражение света сильно зависело от угла его падения. Это говорит о том, что кристаллы способны активно контролировать направление свечения.
Во время экспериментов ученые воздействовали на кристаллы электромагнитами и наблюдали, как меняется рассеивание света под разными углами. В результате выяснилось, что тело рыбы фактически работает как биологический фотонный кристалл, который собирает и перерабатывает свет для максимальной эффективности.
Именно эта особенность особенно заинтересовала исследователей в области медицины. Свет внутри человеческого организма использовать крайне сложно: ткани и жидкости быстро его поглощают. При этом он необходим для биосенсоров, диагностики и современных методов терапии, включая лечение рака.
Ученые считают, что структура кристаллов тонкозубого клыкастого может стать основой для создания миниатюрных медицинских имплантатов нового поколения, способных эффективно управлять светом внутри тела человека.
Авторы работы подчеркивают, что океан до сих пор остается практически неизученной лабораторией природных технологий. И именно глубоководные существа, которые выглядят почти инопланетно, могут подсказать человечеству решения для медицины и инженерии будущего.
