海洋動物的光通訊方式可應用于衛(wèi)星遙感等領域

　　ICCSZ訊 在廣袤的大海深處，蘊藏著許多不可思議的奧秘，有些海洋動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腦研究所的研究人員發(fā)現(xiàn)的，相關研究刊登在最新一期的《當代生物學》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，表示隨時備戰(zhàn)。

　　極為罕見的能力

　　據(jù)物理學家組織網(wǎng)報道，澳大利亞昆士蘭大學的賈斯廷·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的視覺能力——可以檢測和反應圓偏振光。到現(xiàn)在為止，還沒有人知道它們用這一視覺能力做些什么。

　　圓偏振光，這種對我們而言耳目一新的“語言”形式，屬于偏振光(又稱極化光)的一種。實驗證明，電磁波中能引起視覺和使感光材料感光的原因主要是振動著的電場強度，我們把電場簡諧振動稱為光振動，把電場強度稱為光矢量。而光波的振動方向始終保持在同一平面內，光矢量的端點在波面內描繪的軌跡為一個圓的偏振光。

　　線性偏振光僅能在一個平面上看到，而圓偏振光沿螺旋，即順時針或逆時針方向行進。若沒有特殊鏡頭的幫助，人類不能感知到偏振光，其經(jīng)常會在太陽鏡中被發(fā)現(xiàn)。

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

　　隱晦的通信形式

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

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

　　新的研究表明，這種蝦在用圓偏振光作為隱晦的宣告，自己要攻擊競爭對手了。馬歇爾說：“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。當它們在沖突中卷曲時，就是最明顯的部分。”

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

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

　　有助于檢測癌癥

　　無獨有偶，布里斯托大學的研究人員也發(fā)現(xiàn)，生活在泥灘的招潮蟹，處于一個四處有反射的環(huán)境中，而它們在用偏振光視覺增強探查物體，以及對同類和地面的捕食者作出反應，其行為取決于由物體對象反射的偏振量而有所不同。

　　馬歇爾教授說：“看來招潮蟹已經(jīng)內置了‘太陽鏡’，正如我們使用偏振太陽鏡來減少眩光一樣。”

　　這種螃蟹能夠檢測并識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。

　　這項關于表明“線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《當代生物學》上。

　　這些海洋動物正在使用人類完全看不見的偏振光交流，是一種極化語言。這項發(fā)現(xiàn)可能未來會應用于衛(wèi)星遙感、生物醫(yī)學成像、癌癥檢測和計算機數(shù)據(jù)存儲中。

　　馬歇爾教授特別指出，這項研究發(fā)現(xiàn)將可能有助于醫(yī)生更好地檢測癌癥。因為癌細胞不反射偏振光，特別是圓偏振光，裝備上圓偏振傳感器的相機即可幫助我們檢測到它們。