海洋動(dòng)物的光通訊方式可應(yīng)用于衛(wèi)星遙感等領(lǐng)域

　　ICCSZ訊 在廣袤的大海深處，蘊(yùn)藏著許多不可思議的奧秘，有些海洋動(dòng)物在黑暗的世界里秘密地使用著一種光通信方式，這是澳大利亞昆士蘭大學(xué)腦研究所的研究人員發(fā)現(xiàn)的，相關(guān)研究刊登在最新一期的《當(dāng)代生物學(xué)》雜志上。

圖為一只螳螂蝦處于防守位置，其腿、頭和尾部區(qū)域反射出圓偏振光，表示隨時(shí)備戰(zhàn)。

　　極為罕見(jiàn)的能力

　　據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道，澳大利亞昆士蘭大學(xué)的賈斯廷·馬歇爾教授及其同事發(fā)現(xiàn)，螳螂蝦具有在自然界極為罕見(jiàn)的視覺(jué)能力——可以檢測(cè)和反應(yīng)圓偏振光。到現(xiàn)在為止，還沒(méi)有人知道它們用這一視覺(jué)能力做些什么。

　　圓偏振光，這種對(duì)我們而言耳目一新的“語(yǔ)言”形式，屬于偏振光(又稱(chēng)極化光)的一種。實(shí)驗(yàn)證明，電磁波中能引起視覺(jué)和使感光材料感光的原因主要是振動(dòng)著的電場(chǎng)強(qiáng)度，我們把電場(chǎng)簡(jiǎn)諧振動(dòng)稱(chēng)為光振動(dòng)，把電場(chǎng)強(qiáng)度稱(chēng)為光矢量。而光波的振動(dòng)方向始終保持在同一平面內(nèi)，光矢量的端點(diǎn)在波面內(nèi)描繪的軌跡為一個(gè)圓的偏振光。

　　線(xiàn)性偏振光僅能在一個(gè)平面上看到，而圓偏振光沿螺旋，即順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蛐羞M(jìn)。若沒(méi)有特殊鏡頭的幫助，人類(lèi)不能感知到偏振光，其經(jīng)常會(huì)在太陽(yáng)鏡中被發(fā)現(xiàn)。

　　馬歇爾教授說(shuō)：“我們熟悉鳥(niǎo)的色彩，以及在海洋中魚(yú)類(lèi)彰顯的顏色，這是能夠理解的一種交流形式。而現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的是一個(gè)全新的通訊語(yǔ)言。”

　　隱晦的通信形式

　　螳螂蝦屬于甲殼綱掠蝦亞綱動(dòng)物，學(xué)名蝦蛄。馬歇爾說(shuō)：“這些蝦生活在珊瑚礁的洞里，喜歡躲藏起來(lái);它們很隱蔽，不喜歡暴露在外面。”

　　他補(bǔ)充說(shuō)，不過(guò)，它們非常善于打埋伏，極為好斗，很“暴力”，是令人討厭的動(dòng)物。它們被稱(chēng)為螳螂蝦的原因是其用前面的一雙腿來(lái)捕捉獵物，并可用頭下帶倒刺的臂飛快地刺向食物，即使遇到個(gè)頭體重比自己大10倍的頭足類(lèi)動(dòng)物，也常常表現(xiàn)得無(wú)所畏懼、異常兇悍，它們還會(huì)出重拳猛擊，旋即毀壞對(duì)手的神經(jīng)系統(tǒng)使其當(dāng)場(chǎng)斃命，好似一顆點(diǎn)22口徑子彈打破魚(yú)缸玻璃的威力。

　　新的研究表明，這種蝦在用圓偏振光作為隱晦的宣告，自己要攻擊競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手了。馬歇爾說(shuō)：“我們已經(jīng)確定螳螂蝦在其身上顯示圓偏振模式，特別是在它的腿部、頭和沉重鎧甲的尾巴上。當(dāng)它們?cè)跊_突中卷曲時(shí)，就是最明顯的部分。”

　　研究人員把螳螂蝦放到一個(gè)帶有兩個(gè)洞的罐子里，一個(gè)洞反射無(wú)偏振光，另一個(gè)發(fā)射圓偏振光。研究顯示，這種蝦68%的時(shí)間選擇了前者，意味著它認(rèn)為具有圓偏振光的洞穴已被另一只螳螂蝦占領(lǐng)。

　　馬歇爾教授說(shuō)：“如果基本通過(guò)在洞上用圓偏振光作為標(biāo)簽區(qū)分，螳螂蝦是不會(huì)靠近這個(gè)洞的。它們知道，或者它們認(rèn)為那里還有另外一只同類(lèi)。”

　　有助于檢測(cè)癌癥

　　無(wú)獨(dú)有偶，布里斯托大學(xué)的研究人員也發(fā)現(xiàn)，生活在泥灘的招潮蟹，處于一個(gè)四處有反射的環(huán)境中，而它們?cè)谟闷窆庖曈X(jué)增強(qiáng)探查物體，以及對(duì)同類(lèi)和地面的捕食者作出反應(yīng)，其行為取決于由物體對(duì)象反射的偏振量而有所不同。

　　馬歇爾教授說(shuō)：“看來(lái)招潮蟹已經(jīng)內(nèi)置了‘太陽(yáng)鏡’，正如我們使用偏振太陽(yáng)鏡來(lái)減少眩光一樣。”

　　這種螃蟹能夠檢測(cè)并識(shí)別基于地面物體反射的偏振光。它們要么向前走，要么是在交配，或以不同的速度撤退到自己的洞穴里。

　　這項(xiàng)關(guān)于表明“線(xiàn)性偏振光被招潮蟹作為一種通信形式使用”的研究，也同樣發(fā)表在最新一期《當(dāng)代生物學(xué)》上。

　　這些海洋動(dòng)物正在使用人類(lèi)完全看不見(jiàn)的偏振光交流，是一種極化語(yǔ)言。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)可能未來(lái)會(huì)應(yīng)用于衛(wèi)星遙感、生物醫(yī)學(xué)成像、癌癥檢測(cè)和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中。

　　馬歇爾教授特別指出，這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)將可能有助于醫(yī)生更好地檢測(cè)癌癥。因?yàn)榘┘?xì)胞不反射偏振光，特別是圓偏振光，裝備上圓偏振傳感器的相機(jī)即可幫助我們檢測(cè)到它們。