神奇的隐形动物：并不单单是身体透明还能控制光线

新浪科技讯 北京时间7月12日消息，据国外媒体报道，有些动物具有控制光线的能力，能使自己变得近乎隐形。

我们都知道鱿鱼和章鱼能利用色素细胞使自己融合到周围环境中，但如果是变得完全隐形呢？为了达到透明的效果，你或许需要使光线穿过身体，或者使周围的光线发生弯折，使其不能反射回观察者的眼中。这是一个很狡猾的技能，但有些动物几乎就做到了。

海洋动物如果想躲藏起来，一般有两种选择。生活在深海或靠近海底的动物往往与沙子或岩石融为一体，或者隐藏在珊瑚中。不过，深海通常是漆黑一片，很多掠食者的眼睛也已经退化，隐形并不是很有必要。

靠近海面生活的动物在躲藏时，会利用生物发光效应展示出令人炫目的色彩效果，使位于下方的掠食者误以为是阳光照射水面时产生的波纹。生活在远洋带海水中层的动物则没有这两种选择，那里也是最多隐形动物生活的地方。

或许最简单的隐形方式就是变得透明，使光线能完全穿过身体。在开阔大洋中，由于缺乏可供躲藏的岩石、裂缝等结构，变得透明就成为非常理想的隐藏方式。事实上，透明是许多完全毫无关联的动物共同的选择，出现过多次独立的演化过程。

　　玻璃章鱼

玻璃章鱼（学名：Vitreledonella richardi）的得名，便是因为其身体几乎完全透明。这种凝胶状的章鱼能长到45厘米长——如果算上触手的话。它们分布在热带和亚热带海域，在300米到1000米之间的深度活动。除了消化系统、视神经和眼睛可见之外，玻璃章鱼对捕食者几乎完全隐形。

但是，如果眼睛和肠子都能被看到，隐形还有什么意义呢？更糟糕的是，这些器官还会在海底留下影子，使捕食者更容易发现。眼睛需要吸收光线才能发挥作用，因此也不可能是透明的。肠道具有内容物，因此除非动物摄食的是透明的食物，否则肠道也必将暴露。然而，玻璃章鱼，以及其他所有透明生物，在这些不透明器官的伪装上都有各自的方法。玻璃章鱼不像其他章鱼那样具有大大的圆眼睛，而是具有伸长的管状眼睛，虽然损失了周边视觉，但这能最大限度地减小投下的影子，从而更不容易被下方的掠食者发现。还有证据表明，玻璃章鱼的身体朝向也是为了尽可能地减小影子。

玻璃章鱼并不是唯一能伪装眼睛的透明动物。许多透明的软体动物会用镜面结构来伪装眼睛，因为镜面在开阔大洋中更多是反射海水，使眼睛变得隐形。

　　玻璃鱿鱼

鱿鱼中也有许多透明的成员，主要属于小头乌贼科（Cranchiidae，它们又被称为“玻璃鱿鱼”），大约有60个物种，都几乎可以一眼看透。这些鱿鱼生活在世界各个开阔大洋区域，生活深度为200米到1000米之间。尽管身体完全透明，但它们的大眼睛却不是透明的，在下方游动的掠食者可以很容易发现眼睛投下的影子。不过，玻璃鱿鱼有一种聪明的伪装方式。它们能利用眼睛下方的发光体制造出“发光消影”（counter-illumination）的效果。这有点像阳光经过滤镜后照下来的情况，使鱿鱼能隐藏到背景中，不被下方的掠食者发现。然而，从其他角度看的时候，这些鱿鱼发出的光十分明显——如同海水中吸引掠食者前来的灯塔。

来自宾夕法尼亚大学的研究人员发现，这些鱿鱼的发光体能调节所发出的光线，以抵消其他方向上的光线，从而形成某种全方位隐形的效果。

　　浮蚕属物种

浮蚕属是多毛纲生物的一个属，是一类几乎完全透明的海洋蠕虫。有趣的是，浮蚕属中至少有11个物种能发出明亮的生物光。大部分浮蚕属物种会发出蓝光，但有一个学名为Tomopteris nisseni的物种却能发出黄色光，是为数不多的能发出黄色光的海洋生物之一。

一些浮蚕属物种还能通过发光部位——称为疣足（parapodia）——的脱落来分散捕食者的注意力，使捕食者追逐这些脱落部位，而不再注意蠕虫本身。

　　樽海鞘

樽海鞘是几乎完全透明的桶状生物，其身体呈凝胶状，通过吸入和排出海水，它们能够同时游动和摄食。樽海鞘依靠滤食海水中的浮游植物为生。尽管看起来有点像水母，但它们其实更为复杂，并且与鱼类和脊椎动物关系更加密切。它们还具有心脏和鳃，能进行有性繁殖。

樽海鞘有着令人称奇的生命周期。在经过一段单独生存的时期之后，它们会聚集成群，形成长链状（或其他形状）的群落。单个樽海鞘还会通过电信号与其他同类进行交流，实现行动的同步性。

　　端足类?亚目

有时候，身体透明还不够，生物体需要其他方法来使自己保持隐形。端足类?亚目的物种就演化出了另一种有效的方法。这类微小的甲壳类动物身体透明，外形与虾很类似。不过，即使是一块透明的玻璃，你也可以根据上面反射的光亮来发现它的存在。在海洋中这是一个不容忽视的问题，因为许多掠食者会利用生物发光来搜寻猎物。

近期一项研究显示，?亚目的隐藏能力不仅仅是简单地使身体透明，它们还能利用某种纳米技术来干涉光线，甚至使光线弯曲，从而使自身变得几乎完全隐形。科学家用扫描电子显微镜分析了7个?亚目物种，发现其中一个物种的腿上覆盖着纳米级的毛发状突起结构；而在这7个物种的身体上，则都具有纳米级的突起或球形结构，大小在100纳米到300纳米左右。这些微小的突起能使光线尽可能地分散。科学家发现，两种纳米结构——突起和毛发状结构——都能使反射率降低多达100倍。更加奇特的是，科学家认为这些突起或球形结构很可能是细菌。

　　Japetella heathi和班氏爪鱿

Japetella heathi是一种深海章鱼，和班氏爪鱿（学名：Onychoteuthis banksii）一样都具有神奇的变色能力——能迅速从透明转变成红褐色。这两个物种都生活在太平洋600米至1000米的深度，即中层带（mesopelagic zone）中。

尽管身体透明能带来很多好处，但在靠近水面的地方，如果你把光线直接照向透明物体，这些物体就会突然间变得很明显。这种情况在深海中也经常发生，掠食者会利用发光器官作为“探照灯”，寻找各种猎物。在这些深度的猎物通常呈红色或黑色，以尽可能地减少蓝光的反射。深海章鱼Japetella heathi和班氏爪鱿能同时做到这两点，它们的皮肤上都具有对光敏感的色素细胞，当探测到光线时，这些色素细胞就会膨胀并释放出色素。

　　“海洋蓝宝石”

叶水蚤（Sapphirina）是一类体型跟蚂蚁差不多的生物，生活在温暖的热带和亚热带海域。它们属于一类被称为桡足类（copepod）的甲壳动物。不同的叶水蚤物种能发出奇特的，从亮蓝色、亮红色到金色的荧光。

叶水蚤最不可思议的一点是，前一秒它们还亮闪闪的，而下一秒就会突然消失。它们的表皮细胞具有微小的晶体片，以六边形的蜂巢图案排列。在细胞溶质中，这些含有鸟嘌呤——组成脱氧核糖核酸（DNA）的4种基本碱基之一——的晶体分层排列。

研究人员发现，尽管鸟嘌呤晶体层通常都具有相同的厚度——70纳米，但各层之间的溶质厚度并不相同，从50纳米到200纳米不等。正是这种差异导致了叶水蚤体色的变化。溶质层更厚，其反射的光线波长就更长，使叶水蚤呈现出红色或红紫色。

叶水蚤的体色也取决于光线照射的角度。随着角度变得越来越小，反射光线的波长就变得越来越短，叶水蚤的体色就越来越接近紫色。如果光线角度变得足够小，反射光位于紫外线范围内，我们就无法看到叶水蚤，于是它们就消失了。研究人员发现，当光线以45度照射到这些甲壳动物身上时，它们就能成功隐形。

　　透翅蝶

大多数透明动物都生活在海洋里，这是有原因的。想要使身体变得透明，你就得由既不吸收光线，也不反射光线的物质组成。对陆地上的动植物来说，这是很难完成的任务，因为活体组织和空气之间的折射率有着非常大的差别。折射率描述的是光线穿过某种物体的速率。光在真空中传播最快，而物体的密度越大，光线穿透它的时间就越长，其折射率就越大。

生物组织的密度要比空气大得多，足以使光线改变方向或分散，从而引起反射，使动物变得更加清晰可见。在海洋中，水体和生物组织的折射率差别较小，身体透明相对容易做到。此外，绝大多数陆地动物不透明的另一个主要原因是，它们需要黑色素等色素来保护自己免受紫外线的伤害。

不过，还是有少数物种打破了这种常规，其中之一便是生活在中部美洲的透翅蝶（学名：Greta oto）。尽管并不是全身都透明，但透翅蝶的翅膀已经足够让掠食者难以发现。为了找出透翅蝶如何能达到这种透明程度的原因，科学家用电子显微镜分析了它们的翅膀。他们发现，透翅蝶翅膀上随机分布着不同长度的纳米柱。似乎这些不同大小、随机分布的纳米结构决定了透翅蝶最大程度地减小了光线反射。这些纳米柱会干涉照射到翅膀上的光线，使其大部分穿过翅膀，而不是反射回去。

　　透明蜗牛

另一个透明陆地动物的例子是透明洞穴蜗牛（学名：Zospeum tholussum），发现于克罗地亚最深的洞穴。德国法兰克福大学的科学家在卢基亚·亚玛·特洛伊玛（Lukina Jama-Trojama）洞穴约980米的深处发现了这种蜗牛，其生活环境布满岩石和沙子，一条小溪流穿过其间。

这种蜗牛属于一类微小的，只在黑暗的地下洞穴中生活的陆地蜗牛。研究人员认为，这类蜗牛无法自己移动，只能借助流水去往别的地方。虽然外壳相当透明，但这些蜗牛其实还是很清晰可见的，这也再一次表明陆地动物很难像海洋动物那样完全隐形。（任天）