研究发现,墨鱼实际上会扭曲光线来吸引配偶

地球上每一种依赖有性繁殖方式的生物都有自己吸引配偶的方式——但乌贼能做出非常特别的事情。

雄性安德烈亚墨鱼(安德烈亚龙)——在人类眼中相当单调——请使用它们双折射手臂能字面扭曲光线,产生高度显眼的信号,精确调校到墨鱼的视觉。

我们已经知道乌贼的极其奇怪的眼睛能够观察光波的方向或偏振。这一新发现表明他们更进一步,积极控极化沟通以特定方式。

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“我们的发现,”由东京大学水生生物科学家中山新领导的团队写道“展示了光偏振对动物交流的重要贡献,并揭示了偏振信号——就像彩色的性装饰品——通过根本不同的光学机制可以达到高度的显眼性。”

乌贼的交流工具包极其复杂,涉及两者迷人的色彩和图案变化, 以及表演用灵活的手臂做出复杂的手势.

它们还有奇特的眼睛,与其他动物不同,瞳孔呈独特的W形。虽然人们认为它们是色盲,但它们能看到人类无法理解的可见光特性——其横波的偏振.

当光传播时,它通常会同时向多个方向振动,但其运动也可以被限制在单一方向——这一性质被称为偏振.偏振太阳镜通过阻挡特定方向振动的光线,只允许特定方向的光线通过镜片。

反射到特定表面或穿越半透明或无光介质也能将振动强化到理想方向,从而偏振光线。

自从他们知道墨鱼能看到偏振,科学家们曾怀疑光的这一特性可能会成为他们交流工具箱的一部分。一项2004年的研究不仅发现乌贼体组织会偏振光线——还发现了动物对该信号反应的有限证据。

中山和他的同事设计了一项更为严谨的研究,拍摄了雄性安德烈亚墨鱼的求偶手臂动作。

这些头足类有两条超长且性别二形性的手臂,求偶时会盘绕并直伸到前方,身体上则会呈现出彩虹色的带状物。

研究人员采集野生乌贼,并将雄雌成对放入观察水槽,在严格控制的光照条件下再现海洋中光的水平偏振。他们还用偏振摄像机拍摄了每次相遇,并拍摄了墨鱼非求偶状态的画面作为基线。

视频显示,当墨鱼以某种方式扭动这些手臂时,水平偏振光会穿过半透明的肌肉。该组织也是双折射的,使光的偏振旋转近90度至垂直位置。

该工艺产生交替的水平和垂直偏振光带——为墨鱼视觉提供最大对比度,这种信号为注意力量身定制。这就像一首大胆的小夜曲,但用光线。

有趣的是,圆柱形的手臂形状增强了这种对比度,完美地将水平光束转换为垂直光束。

安德烈亚墨鱼雄性求偶展示,正常光(上)和偏振光(下)。(中山新)

在基线状态下,墨鱼不产生极化信号。这表明这些动物进化出了完美的生物学波板只是为了帮他们生孩子。

乌贼是否在求偶之外使用极化信号仍是一个悬而未决的问题——只有当科学家学会如何看到它们隐藏的视觉世界时,才能有答案。

“正如长期被广泛认可和广泛研究的动物体色选择一样,极化敏感动物中也可能存在类似的偏振信号多样性——这些信号对我们来说完全未知,因为它们对人眼来说是不可见的。”研究人员写道.

“这项研究揭示了隐藏多样性的一部分。”

该研究已发表在《美国国家科学院院刊》。

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