隐形的力量长久以来一直吸引着我们的想象力,从古代神话到现代关于隐身戒指和斗篷的幻想,这些都可以赋予我们这样的天赋。

事实上,一种实现隐形的方法就是让光直接穿过你 —— 变成透明的。这需要一个由既不散射也不吸收光线的组织所组成的身体。实际上,我们的自然界中就有很多这样的活生生的例子。

科学家告诉我们,从表面上看,透明是完美的伪装,玻璃蛙就是这样的生物。这在水生物种中比较常见,因为动物组织的折射指数与周围水域相似。

与真空相比,折射率描述的是光通过物质的速度。

由于光线从一种介质传输到另一种介质时,其路径会因速度变化而发生弯曲,因此折射率越低,弯曲就越少。更少的弯曲意味着更清晰的透明度。例如,窗玻璃的折射率为1.52,水是1.33,而空气更接近于1。

许多微生物和海洋生物都利用了透明度的优势,可以躲在除了水什么都没有的地方,包括传统的水母、海螺和许多小鱼。

科学家解释道:“空气和组织的折射率差别很大,所以透明对陆地物种的影响不大。事实上,地球上的例子非常罕见。”

但是,世事无绝对。一些陆地上的植物和动物也进化出了至少部分的透明 —— 从昆虫的翅膀到不起眼的多肉植物“哈沃斯(Haworth Ia Cooperi)”的叶子。

下面,我们一起来见识一下六种透明物种及其隐形策略。

1. 镜子面具

1. 镜子面具

除了眼睛和胃,玻璃鱿鱼几乎是完全透明的。

生物学家解释道:“这种生物的眼睛和内脏无法变得透明。眼睛必须吸收光线才能发挥作用,而内脏也会被里面的东西出卖,因为即使是透明的猎物在消化过程中也会变得可见。”

但鱿鱼也有处理不透明部位的技巧。组成玻璃鱿鱼家族的60个物种中,至少有一个的眼睛利用一种叫做光致器的发光器官和反射细胞的组合来偏转光线。它们一起创造了阳光透过水面的错觉。

为了尽量减少对可见消化器官的影响,鱿鱼沿着它的长度水平游动时,它的位置是垂直的。它们也举起手臂,这个姿势会缩小它们的轮廓,以防鱿鱼碰巧经过一个饥饿的捕食者,被自己的影子出卖。

玻璃鱿鱼也可以变形成一个球体作为一种防御机制,通过把它们的头和胳膊拉到它们的斗篷里 —— 这个过程中看起来非常可笑。

2. 混合边缘

2. 混合边缘

玻璃青蛙的肠道也能通过透明的腹部清晰可见,但是它们并不会被食肉动物从下面观察到。 该物种的部分透明性使它的伪装紧贴其树木森林家园的茂密绿色叶子,从而有助于完成其伪装。

腹部透明,有助于两栖动物的亮度变化,以适应它所选择的栖息地点的光照水平。青蛙的四肢也是半透明的,模糊了它和周围环境之间的界限,以便更好地隐藏在普通的视野中。

3.细菌斗篷

3.细菌斗篷

其他透明物种并没有制造光和镜子错觉的能力,它们有不同的策略来隐藏它们可见的眼睛组织,比如甲壳类动物,它们的视网膜与周围环境的颜色和亮度相匹配。这种名为Paraphronima gracilis的深海端足类动物的眼睛几乎占其身体的50%。进化使其找到了一种方法,让这些巨大的球体中的大多数变得透明,除了每只眼睛中的12个微小的红色视网膜。

这些视网膜的排列间距恰到好处,使它们从下面看起来不那么明显,同时最大限度地提高了它们对从上方下来的光线的敏感度。

4. 颠簸的干扰

4. 颠簸的干扰

为了抵消空气和生物体之间的折射率变化引起的反射,一些生物进化出了具有亚显微凹凸的组织。如果凹凸宽度小于落在其上的光的波长的一半,它们会在两个界面折射率之间形成平均的平滑梯度,破坏表面反射光的能力。

咖啡透翅天蛾(Cephonodes hylas)在其明显的皮肤、翅膀以及眼睛的角膜表面就使用这种隐身策略。

5. 尽量平坦

5. 尽量平坦

许多小鱼从透明的幼体开始就在洋流中游动,鳗鱼也不例外。在它们达到成体之前,淡水鳗鱼要经过一个细头鳗幼虫期,然后是一个玻璃鳗期。

这些飘浮的“丝带”采取的策略是把自己的平面发挥到极致。物体越薄,就有越多的光可以不受干扰地通过。这也使得猎手很难看到它们的侧面。

6. 现在你看到了,现在你看穿了

6. 现在你看到了,现在你看穿了

干燥时,日本山荷叶(Diphylleia grayi)看起来就是一朵相当典型的白花。然而当雨水降临,它们会神奇地变成飘渺精致的花朵状晶体

实际上,它们的白色并非来自色素,而是当花瓣粗糙的表面和空隙共同作用来反射光线,创造出白色的错觉时才会出现这种颜色。透明的细胞表面和突起间的空隙,它们之间的折射率差异很大,大到足以漫射和反射大量射入它们的光线,使它们呈现白色外观。

但是,当雨水填满细胞之间的空隙,取代了空气,细胞和缝隙的折射率变得更接近,让更多的光不受影响地通过,让我们也能直接看到它们 —— 就像湿透了的白色T恤一样。

这是否也为日本山荷叶提供了进化上的优势呢?这是一个谜,但它们真的很美。

近些年,科学家们也从这些令人难以置信的地球生物的身上获得了灵感,并将它们的一些透明技巧引入了我们的技术中。

生物学家利用鱿鱼中的蛋白质使人类细胞具有变化的不透明度,这样我们就可以更好地了解它们内部发生的事情。工程师们正在试验飞蛾翅膀的凹凸不平的表面方法,为设备创造抗反射的表面。

不管怎样,大自然中的这些奇妙生命形式为我们展示出了“扭曲光线”的神奇本领,为人类研究物种进化、演变甚至是直接模仿学习这些技巧提供了绝好的帮助。

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