Farbwechsel-"Meer Chamäleons" begeistern konnten neue militärische Tarnung


Tintenfische sind manchmal als "Chamäleons des Meeres" bezeichnet, für ihre Fähigkeit, Farben schnell ändern und vermischen sich ihrer Umgebung. Jetzt haben Forscher entdeckt die drei Arten von "leichten Macher" auf der Haut, die diese anspruchsvolle Camouflage-System zu ermöglichen. Die Ergebnisse könnten zu besseren Schutzausrüstung für Soldaten in der Schlacht führen.

Forscher an der Harvard University in Cambridge, Massachusetts, und die Marine Biological Laboratory in Woods Hole, Massachusetts, studierte die chemischen, biologischen und optische Mechanismen, die Tintenfische, sich vor Fressfeinden zu verschleiern zu ermöglichen. Verstehen, wie diese squidlike Geschöpfe sich geschickt tarnen könnte zu militärischen Innovationen führen, sowie inspirieren neue Materialien in Kosmetika, Farben und Consumer Electronics, sagte der Wissenschaftler.

"Das Rätsel der adaptive Tarnung vor langer Zeit gelöst Natur" Studie Co-Autor Kevin Kit Parker, Professor für Biotechnologie und angewandte Physik an der Harvard School of Engineering and Applied Sciences, sagte in einer Erklärung. "Jetzt gilt es, Reverse-Engineering dieses System in eine kosteneffiziente, synthetische System, das zugänglich ist Masse Herstellung." [Tintenfisch Cuties: Fotos von Farbwechsel Kopffüßer]

Schlaue Tintenfisch

Die Tintenfische (Sepia Officinalis) ist ein Kopffüßer, eine Klasse von Meerestier, die Tintenfische und Kraken enthält. Diese Kreaturen sind Weichtiere, nicht Fisch, was bedeutet, dass sie Schnecken eng verwandt sind.

Tintenfische haben spezielle Pigment-haltigen Zellen, genannt Chromatophoren, die sie die Farbe und das Muster ihrer Haut als Reaktion auf visuelle Informationen ändern lassen, sagte der Forscher. Durch das Studium dieser Neural gesteuerten Zellen, entdeckt der Wissenschaftler die nanoskaligen photonische Geräte hinter den Tintenfisch Farbwechsel-Möglichkeiten.

Es stellt sich aus den Tintenfisch Haut aus drei vertikal besteht angeordneten optische Komponenten, mit denen es zu absorbieren oder reflektieren verschiedene Farben: Leucophore, das Licht gleichmäßig über das gesamte sichtbare Spektrum; widerspiegelt die Iridophore, bestehend aus einem Stapel von Dünnschichten Reflektor; und die Chromatophore.

Co-Autor studieren "Chromatophoren galten bisher Pigmentstörungen Organe sein, die einfach so selektiv Farbfilter gehandelt" Leila Deravi, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Bioingenieurwesen an der Harvard School of Engineering and Applied Sciences, sagte in einer Erklärung. "Aber unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass sie eine komplexere Rolle spielen: sie enthalten leuchtende Protein Nanostrukturen, mit denen die Tintenfische in der Pigmentierung der Haut schnelle und aufwändige Änderungen vornehmen können."

Mantel in vielen Farben

Wechselt ein Tintenfisch Farbe zu verschmelzen, zu seiner Umgebung, sagte jeder Chromatophore erweitert, manchmal Erhöhung seiner Fläche von mehr als 500 Prozent der Forscher. Innerhalb der Chromatophoren gefesselte Pigmentgranulate absorbieren, reflektieren und auch Strahlen, Licht, effektiv die Kreatur aussehen zu verändern.

"Tintenfisch Haut ist einzigartig für seine dynamische Strukturierung und Geschwindigkeit des Wandels" Roger Hanlon, ein leitender Wissenschaftler am Marine Biological Laboratory, sagte in einer Erklärung. "Entschlüsselung der relativen Rollen von Pigmenten und Reflektoren in weichen, ist flexible Haut ein wichtiger Schritt für die Umsetzung der Grundsätze der Betätigung, Materialwissenschaft und Werkstofftechnik."

Dieser Mechanismen könnte wertvoll für Soldaten in der Schlacht, wo schlechte Muster der Tarnung Menschenleben gefährden könnten, sagte der Forscher.

"Im Laufe der Geschichte, Menschen haben davon geträumt, mit einer"unsichtbaren Anzug,"", sagte Parker. "Natur dieses Problem gelöst, und jetzt ist es an uns, dieses Genie, wie Tintenfisch, replizieren können wir vermeiden, unsere Feinde."

Imitiert diese Prozesse mit synthetischen Materialien ist jedoch nach wie vor eine Herausforderung, sagte Evelyn Hu, Co-Autor und Professor für angewandte Physik und Elektrotechnik an der Harvard University zu studieren.

"Es ist extrem schwierig für uns, die Mechanismen zu replizieren, die den Tintenfisch verwendet," sagte Hu in einer Erklärung. "Beispielsweise kann nicht wir noch Ingenieur Materialien, die die Elastizität, 500 Mal in Fläche zu erweitern.

"Und wir waren in der Lage, dies zu tun, der Reichtum der Farbe des Materials erweitert und unexpanded wäre dramatisch anders – denken Sie, dass der Dehnung und Schrumpfung einen Ballon," fügte sie hinzu. "Die Tintenfische kann einen Weg, um diese Änderung im Reichtum der Farbe kompensieren indem Sie eine"aktive"Lichtsender (fluoreszierend), nicht einfach modulierenden Licht durch passive Reflexion gefunden haben."

Die detaillierten Ergebnisse erschienen Jan. 29 im Journal der Royal Society Interface.

Denise Chow auf Twitter folgen @denisechow . LiveScience folgen @livescience, Facebook & Google +.

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