Wszyscy słyszeliśmy o kałamarnicach i ośmiornicach używających pigmentów, aby wtopić się w otoczenie, ale co z tym, że stają się całkowicie niewidzialne? Aby stać się niewidzialnym i sprawiać wrażenie, jakby cię nie było, musisz albo pozwolić światłu przechodzić przez ciebie bez przeszkód, albo zakrzywić światło wokół siebie – tak, że żadne nie odbija się z powrotem do obserwatora. To trudne zadanie, ale niektórym zwierzętom prawie się udało.
Ośmiornica szklana
W oceanie zwierzęta mają dwa wyjścia, jeśli chcą się ukryć. Stworzenia, które żyją w głębokim oceanie blisko dna morskiego, mogą wtopić się w piasek lub skały, albo ukryć się w koralowcach. W głębokim oceanie często jest czarno jak smoła, a drapieżnikom brakuje oczu, więc bycie niewidzialnym nie jest konieczne.
Zwierzęta, które żyją blisko powierzchni i chcą się ukryć, mogą produkować oślepiające pokazy światła w procesie znanym jako bioluminescencja, myląc drapieżniki poniżej, które myślą, że patrzą na rozproszone promienie słoneczne uderzające w powierzchnię wody. Zwierzęta żyjące w wodach śródlądowych nie mają jednak żadnej z tych opcji. Ten region znany jest jako strefa pelagiczna i tam też żyje większość niewidzialnych zwierząt.
Najprostszym sposobem na stanie się niewidzialnym jest bycie przezroczystym i pozwolenie, aby światło przechodziło przez ciebie. W otwartych oceanach, gdzie nie ma struktur, za którymi można by się schować, bycie przezroczystym jest świetnym sposobem na ukrycie się pod każdym kątem i z każdego punktu widzenia. Jest to tak popularne w rzeczywistości, że przezroczystość niezależnie ewoluowała wiele razy u zupełnie niepowiązanych zwierząt.
Jedno z takich zwierząt, ośmiornica szklana (Vitreledonella richardi) jest tak nazwana, ponieważ jest prawie całkowicie przezroczysta. Galaretowate stworzenie może urosnąć do 45cm (18in), jeśli uwzględnimy macki. Żyje 300-1000m pod powierzchnią w tropikalnych i subtropikalnych wodach na całym świecie, i jest prawie całkowicie niewidoczny dla drapieżników, z wyjątkiem jego układu pokarmowego, nerwów wzrokowych i oczu.
Ale jaki jest sens w robieniu całego ciała przezroczystego, jeśli oczy i wnętrzności są nadal widoczne? Co gorsza, organy te będą rzucać cienie na dno morskie poniżej, czyniąc je bardziej widocznymi dla drapieżników. Oczy muszą absorbować światło, aby funkcjonować, więc nie jest możliwe, aby były przezroczyste. Jelita zdradzają swoją zawartość, więc o ile zwierzę nie żywi się przezroczystym materiałem, będą one widoczne. Jednak ośmiornica i wszystkie inne przezroczyste stworzenia zadają sobie wiele trudu, aby ukryć te nieprzezroczyste organy. Na przykład ośmiornica szklana (Vitreledonella richardi) ma bardzo wydłużone oczy, co ogranicza jej widzenie peryferyjne, ale minimalizuje cień, jaki rzuca poniżej – dzięki czemu jest mniej prawdopodobne, że zostanie wykryta przez drapieżniki polujące od dołu. Istnieją również pewne dowody na to, że orientuje swoje ciało w taki sposób, aby zminimalizować swój cień.
Ośmiornica szklana nie jest jedynym przezroczystym zwierzęciem, które wymyśliło pomysłowy sposób na zamaskowanie swoich oczu. Wiele przezroczystych mięczaków kamufluje swoje oczy za pomocą luster, ponieważ lustra na otwartym oceanie odbijają tylko więcej oceanu, a więc są niewidoczne.
Cranchiidae lub szklane kałamarnice
Szklana rodzina kałamarnic, której jest około 60 gatunków, jest prawie całkowicie przezroczysta. Żyją one, ponownie w pelagicznym regionie oceanów na całym świecie, między 200 a 1000 m poniżej poziomu morza.
Ale ich ciała są całkowicie przezroczyste, ich duże oczy są nieprzezroczyste, co stanowi problem, ponieważ drapieżniki pływające poniżej mogą łatwo dostrzec rzucany przez nie cień. Jednak kałamarnica szklana (Cranchiidae) stosuje sprytną formę kamuflażu, aby je ukryć. Używa fotoforów – narządów pod oczami – do wytwarzania światła w sztuczce zwanej kontrluminacją. Światło to wygląda bardzo podobnie do światła słonecznego padającego z góry, więc sprawia, że kałamarnica jest całkowicie niewidoczna dla pływających pod nią drapieżników. Jednak światło to może sprawić, że kałamarnica będzie bardzo widoczna dla widzów patrzących na nią pod innymi kątami. Zamiast płaszcza niewidzialności, świecące światło może działać jak latarnia morska przyciągająca drapieżniki.
Badacze z Uniwersytetu Pensylwanii odkryli, że fotofory kałamarnicy są w stanie dopasować ilość światła, które wytwarzają do tego, które dociera z każdego kierunku, tworząc rodzaj wielokierunkowego płaszcza niewidzialności.
Robak głębinowy Tomopteris
Ten rodzaj lub grupa morskich planktonicznych robaków wieloszczetów jest niemal całkowicie przezroczysta, co czyni je bardzo trudnymi do zobaczenia przez drapieżniki. Paradoksalnie, co najmniej 11 gatunków z tej grupy może również emitować jasne, świecące kolory. Większość robaków Tomopteris świeci na niebiesko, ale jeden gatunek, Tomopteris nisseni, może emitować żółte światło i jest jednym z niewielu takich stworzeń na naszej planecie, które to potrafią.
Niektóre robaki Tomopteris mogą nawet rozpraszać drapieżniki, wypuszczając świecącą część ciała zwaną parapodia, co sprawia, że drapieżnik goni za wypuszczoną częścią ciała, a nie za samym robakiem.
Salpa morska
Salpa jest całkowicie przezroczystym stworzeniem o kształcie beczki, które pływa i odżywia się jednocześnie, pompując wodę przez swoje galaretowate ciało. Odfiltrowują one fitoplankton znajdujący się w wodzie, którym się żywią. Chociaż wyglądają trochę jak meduzy, są w rzeczywistości bardziej wyrafinowane i blisko spokrewnione z rybami i kręgowcami – mają serce i skrzela i mogą rozmnażać się płciowo.
Salpy mają fascynujący cykl życia. Przez jego część żyją same, ale potem klonują się i tworzą długie sznury i inne kształty połączonych organizmów. Poszczególne salpy synchronizują swoje pływanie, komunikując się ze sobą za pomocą sygnałów elektrycznych.
Hyperiidy
Czasami bycie przezroczystym nie wystarcza, a organizmy potrzebują innych sztuczek w rękawie, aby pozostać niewidocznymi. Tak jest z pewnością w przypadku Hyperiidów, małych skorupiaków przypominających krewetki. Są one w stanie ukryć się przed drapieżnikami dzięki temu, że są przezroczyste. To jednak nie wystarcza. Płaszczyzna szkła jest również przezroczysta, ale nadal można ją zobaczyć, jeśli świeci się na nią światłem, ponieważ światło jest odbijane z powrotem. Jest to szczególny problem w oceanie, ponieważ wiele drapieżników używa bioluminescencji jako reflektora podczas polowania na ofiarę.
Najnowsze badania sugerują, że jest coś więcej w zdolności hiperidów do ukrywania się niż zwykła przezroczystość. Okazuje się, że używają one pewnego rodzaju nanotechnologii, aby zakłócać i zginać światło, maskując się i czyniąc je niemal niewidzialnymi. Naukowcy użyli skaningowego mikroskopu elektronowego, aby dokładnie przeanalizować siedem gatunków hyperiidów. Stwierdzili, że nogi jednego z gatunków pokryte są maleńkimi nano wypukłościami przypominającymi włosy.
Ciało tego gatunku, oraz sześciu innych było również pokryte nano wypustkami lub kulami o wielkości od poniżej 100 nanometrów do około 300 nanometrów. Maleńki rozmiar nierówności może zminimalizować rozpraszanie światła, a naukowcy odkryli, że połączenie obu nanostruktur – nierówności i włosów może zmniejszyć odbicie aż o 100 razy. Najdziwniejsze jest to, że naukowcy uważają, że te kule mogą być w rzeczywistości bakteriami.
Japetella heathi i Onychoteuthis banksii
Kałamarnica Japetella heathi i ośmiornica Onychoteuthis banksii również mają nowatorską sztuczkę w swoich rękawach, jeśli chodzi o niewidzialność – mogą szybko zmienić kolor z przezroczystego na czerwono-brązowy.
Obydwie żyją w Oceanie Spokojnym pomiędzy 600-1000m głębokości – znanej jako strefa mezopelagiczna. Chociaż bycie przezroczystym bardzo pomaga w niewidzialności blisko powierzchni wody, ponieważ rozproszone światło słoneczne z powierzchni przechodzi prosto przez przezroczystą tkankę, kiedy świecisz światłem bezpośrednio na coś, co jest przezroczyste, nagle staje się to bardzo widoczne.
Niestety zdarza się to dość często w głębinach morskich, gdzie drapieżniki używają organów emitujących światło zwanych fotoforami jak reflektorów podczas polowania. Ofiary na tych głębokościach są często czerwone lub czarne, tak aby odbijały jak najmniej niebieskiego światła. Japetella heathi, ośmiornica, i Onychoteuthis banksii, kałamarnica, są w stanie przełączać się między tymi dwoma kolorami, ale jak to robią? Skóra obu gatunków zawiera wrażliwe na światło komórki zwane chromatoforami. Komórki te zawierają barwnik, a kiedy wykryją światło, natychmiast się rozszerzają i uwalniają pigment.
Szafiry morskie
Szafiry morskie (Sapphirina) to stworzenia wielkości mrówki, które żyją w ciepłych tropikalnych i subtropikalnych morzach. Należą one do grupy skorupiaków zwanych widłonogami. Różne gatunki emitują szereg błyskotliwych, opalizujących kolorów, od żywych błękitów po czerwienie i złota.
Co jest niezwykłe w ich przypadku to fakt, że w jednej sekundzie mogą mienić się jaskrawo, a w następnej niemal znikać, a sposób w jaki to robią jest fascynujący. Ich skóra, lub komórki naskórka zawierają maleńkie kryształowe płytki ułożone w sześciokątny wzór plastra miodu. Kryształy te zawierają guaninę, jedną z czterech zasad tworzących DNA. Warstwy kryształów są oddzielone od siebie przez przypominający zupę płyn zwany cytozolem.
Zespół naukowców odkrył, że chociaż warstwy kryształów guaniny są zawsze dokładnie tej samej grubości – 70 nanometrów, grubość cytozolu między warstwami waha się od 50 do 200 nanometrów. To właśnie to zróżnicowanie decyduje o kolorze szafiru morskiego. Grubsze warstwy cytozolu powodują odbijanie światła o większej długości fali, co sprawia, że widłonogi mają kolor czerwony lub magenta.
Kolor zależy również od kąta padania światła. Jak kąt staje się mniejszy i mniejszy, długość fali odbitego światła staje się krótsza i kolor bardziej fioletowy. Jeśli kąt staje się wystarczająco mały, to odbite światło znajduje się w spektrum UV, co oznacza, że nie możemy go zobaczyć i szafiry morskie znikają. Badacze odkryli, że światło, które trafiało w skorupiaki pod kątem 45°, skutecznie powodowało, że stawały się one niewidzialne.
Motyl glasswing
Wszystkie omówione do tej pory przezroczyste zwierzęta żyły w morzu i jest ku temu dobry powód. Aby być przezroczystym, musisz być zbudowany z rzeczy, które ani nie pochłaniają, ani nie odbijają światła. Jest to trudne zadanie dla roślin i zwierząt żyjących na lądzie, ponieważ istnieje tak duża różnica między współczynnikiem załamania światła żywych tkanek i powietrza. Współczynnik załamania światła w materiale opisuje jak szybko światło przez niego przechodzi. Światło podróżuje najszybciej w próżni, i ogólnie rzecz biorąc, im gęstszy materiał, tym dłużej trwa podróż światła przez niego i tym większy będzie jego współczynnik załamania.
Jak tkanka biologiczna jest tak dużo grubsze i gęstsze niż powietrze, kiedy fale świetlne przejść z podróży przez powietrze do tkanki ciała, spowalniają. To powoduje, że światło zmienia kierunek i rozprasza się, powodując odbicia, które sprawiają, że zwierzę jest bardziej widoczne.
W morzu jest mniejsza różnica między współczynnikiem załamania wody i tkanek biologicznych, więc przejrzystość jest łatwiejszym zadaniem, stąd tak wiele „prawie” niewidzialnych zwierząt. Innym powodem, dla którego nie znajdziemy wielu zwierząt widocznych na lądzie jest to, że organizmy potrzebują pigmentów takich jak melanina, aby chronić je przed promieniowaniem UV pochodzącym ze słońca.
Jednakże istnieją pewne wyjątki od reguły widoczności. Jednym z nich jest motyl szklarniowy (Greta oto), który żyje w Ameryce Środkowej.
Ale nie całe jego ciało jest przezroczyste, jego przezroczyste skrzydła utrudniają drapieżnikom śledzenie go podczas lotu. Aby przyjrzeć się, w jaki sposób motyl osiąga swoją przezroczystość, naukowcy zbadali jego skrzydła pod mikroskopem elektronowym. Znaleźli maleńkie nano nierówności zwane nanopilarami, które były rozrzucone losowo i miały różną długość. Wygląda na to, że losowy rozmiar i rozmieszczenie struktur nanoskalowych pomaga motylowi zminimalizować odbicia światła od skrzydeł. Nanopillary zakłócają promienie światła uderzające w skrzydła, powodując, że większość z nich przechodzi prosto przez nie, zamiast odbijać się z powrotem.
Przezroczysty mięczak
Innym wyjątkiem od reguły jest półprzezroczysty ślimak (Zospeum tholussum), który został odkryty w najgłębszej jaskini w Chorwacji. Naukowcy z Uniwersytetu Goethego we Frankfurcie znaleźli przezroczystego mięczaka żyjącego 980 m pod ziemią w jaskini Lukina Jama-Trojama, w komorze pełnej skał i piasku z małym strumieniem biegnącym przez nią.
Ślimak należy do rodzaju miniaturowych ślimaków lądowych, które można znaleźć w ciemnych, podziemnych jaskiniach i które nie są w stanie poruszać się samodzielnie. Naukowcy uważają, że używają bieżącej wody z potoków, aby się transportować.
Jednakże nawet jeśli jest półprzezroczysty, ślimak jest nadal dość widoczny, podkreślając tylko, jak trudno jest zwierzętom lądowym osiągnąć to, co robią te w oceanie.
Nigdy nie przegap chwili. Zapisz się teraz do newslettera BBC Earth.