유리 같은 눈은 어린 갑각류가 눈에 잘 띄는 포식자로부터 숨는 데 도움이 될 수 있습니다.
갓 태어난 갑각류는 바다와 같은 눈을 가지고 있는데, 이는 포식자로부터 숨는 데 도움이 될 수 있는 특성입니다.
어린 새우, 게 또는 바닷가재 유충은 이미 거의 반투명한 몸을 흔들어 시야에서 벗어납니다. 그러나 시력에 필수적인 검은 눈 색소는 어쨌든 동물을 노출시킬 위험이 있습니다.
일부 투명한 바다 동물은 감지를 피하기 위해 미러링된 홍채 또는 작은 눈에 의존합니다. 반면에 어린 새우와 참새우는 작고 결정체 구체로 만들어진 빛을 반사하는 유리 뒤에 어두운 색소를 위장한다고 연구원들이 2월 17일 사이언스에 보고했습니다.
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구의 크기와 위치의 변화는 갑각류의 눈이 주변 물의 색과 정확히 일치하는 빛을 비추도록 하여 먹이를 찾는 포식자에게 눈에 보이지 않게 만들 수 있습니다.
나노스피어의 구조를 모방하는 기술이 언젠가는 보다 효율적인 태양 에너지나 생물 친화적인 페인트에 영감을 줄 수 있을 것이라고 과학자들은 말합니다.
연구에 참여하지 않은 마이애미 플로리다 국제 대학의 진화생물학자인 헤더 브랙켄-그리섬(Heather Bracken-Grissom)은 “나는 종종 [이 동물들의] 눈에 무슨 일이 일어나고 있는지 궁금했습니다. 그녀와 동료들은 종종 심해에서 갑각류를 채집하여 “파란 눈 절지동물” 또는 “녹색 눈의 이상하게 생긴 새우”와 같은 별명을 부여합니다. 이제 그녀는 그 눈 색깔이 의미가 있다고 말합니다.
이 연구에서 화학자 Keshet Shavit과 동료들은 전자 현미경을 사용하여 실험실에서 기른 야생 갑각류의 눈을 들여다 보았습니다. 새우와 참새우의 눈 안에서 팀은 빛을 반사하는 분자인 이소산토프테린(isoxanthopterin)으로 만들어진 결정질 나노구를 발견했습니다.
구형은 반사율이 높은 표면이 바깥쪽을 향하는 디스코 볼과 약간 비슷하다고 이스라엘 베르세바에 있는 네게브의 벤 구리온 대학의 화학자이자 연구 공동 저자인 벤자민 팔머는 말합니다. 각 구는 직경 약 250~400나노미터 크기 범위의 공을 형성하기 위해 서로 달라붙는 얇은 이소산토프테린 판으로 만들어집니다.
이 공은 동물의 빛 감지 신경에 빛을 집중시키고 색소 세포 위에 보호 덮개를 형성하는 단백질 밀도가 높은 원뿔의 바닥에 클러스터로 배열됩니다. 그러나 갑각류 유충은 유리에 작은 구멍이 있기 때문에 여전히 볼 수 있다고 Palmer는 말합니다. “기본적으로 특정 각도에서 빛이 망막으로 내려가도록 허용하지만 다른 각도에서는 빛을 다시 반사합니다.”
구체의 크기와 순서는 반사광의 색상에 영향을 미치는 것으로 팀의 관찰과 컴퓨터 시뮬레이션에서 나타났습니다.
Ben-Gurion University의 Shavit은 “입자 크기와 눈 색깔 사이의 상관관계는 놀랍습니다.”라고 말합니다. 나노스피어 크기는 동물의 눈이 원래 서식지의 색상과 일치하도록 도와 동물이 배경과 조화를 이루는 데 도움이 되는 것으로 보입니다.
예를 들어, 이스라엘 해안에서 떨어진 아카바 만의 맑고 푸른 바다에 서식하는 파란 눈 새우는 직경이 약 250~325나노미터인 구체를 가지고 있습니다. 폭이 400나노미터인 민물 새우(Macrobrachium rosenbergii)의 구체는 황록색으로 반짝이며 그들이 사는 짠 하구에서 발견되는 진흙탕 물을 모방합니다.
새우의 눈은 또한 다른 환경에서 다른 색을 반사할 수 있는 것 같습니다. 실험실에서 4시간 동안 햇빛에 노출된 개인은 은빛 노란색 눈을 가졌으며, 아마도 무질서한 뒤죽박죽으로 배열된 나노구의 결과일 수 있습니다. 그러나 밤새 어둠 속에 남겨진 사람들은 녹색 눈을 가졌습니다. 그들의 나노구는 층으로 배열되어 있지만 각 층 내의 구체는 여전히 무질서하다고 Palmer는 말합니다.
Bracken-Grissom은 변화하는 빛의 수준이 물의 색을 바꾸므로 그러한 적응 가능한 눈은 바다의 다른 부분을 통해 유충이 감지되지 않고 이동하는 데 도움이 될 수 있다고 말합니다. 밤이 되면 어린 갑각류는 얕은 바다로 이동하여 먹이를 먹고 해가 뜨면 다시 잠수합니다. “실제로 위장의 한 형태로 사용하고 있다면 이러한 다양한 조명 환경을 통해 이동할 때 자신을 위장하는 독창적인 방법이 될 것입니다.”