Тайна синей акулы: кожа-хамелеон и технологии будущего

Знаменитый синий окрас одной из самых распространенных акул в мире, Prionace glauca, оказался не просто пигментом, а сложнейшей наноструктурой, способной менять цвет. Новое исследование ученых из Городского университета Гонконга приоткрывает завесу тайны над этим уникальным природным механизмом.

Секрет кроется в микроскопических чешуйках, похожих на зубы, которыми покрыта кожа акулы. Внутри каждой такой чешуйки находятся клетки двух типов. Одни содержат кристаллы гуанина, работающие как крошечные зеркала и отражающие синий свет. Другие наполнены меланином — пигментом, поглощающим все остальные цвета. «Эти компоненты упакованы в отдельные клетки, напоминая мешочки с зеркалами и мешочки с черными поглотителями, но они тесно связаны и работают вместе», — поясняет доктор Виктория Камска, один из авторов исследования. Такое сочетание структурного и пигментного окрашивания придает цвету особую глубину и насыщенность.

Самое поразительное открытие заключается в том, что эта система потенциально динамична. Компьютерное моделирование показало, что даже незначительное изменение расстояния между слоями кристаллов гуанина способно кардинально изменить оттенок. При уменьшении зазора цвет становится насыщенно-синим, а при увеличении смещается в сторону зеленого и даже золотого. Это натолкнуло ученых на мысль, что акула может быть способна к активной маскировке.

Исследователи предполагают, что управлять цветом могут внешние факторы, например, давление воды. Чем глубже погружается акула, тем сильнее давление сжимает ее кожу, сокращая расстояние между кристаллами. В результате окрас должен становиться темнее и глубже, позволяя хищнику лучше сливаться с темной толщей воды. «Таким образом, мельчайшие изменения, вызванные чем-то столь простым, как влажность или давление, могут менять цвет тела, влияя на то, как животное маскируется в своей естественной среде», — отмечает профессор Мейсон Дин.

Это открытие имеет огромное значение не только для биологии, но и для инженерии. Акулья кожа, обеспечивающая одновременно гидродинамические преимущества и оптическую маскировку, представляет собой многофункциональный материал, аналогов которому до сих пор не было создано. На основе этого принципа можно разрабатывать новые экологичные технологии окрашивания, не требующие токсичных химических пигментов. «Структурное окрашивание — это инструмент, который может очень помочь, особенно в морской среде, где была бы полезна динамическая синяя маскировка», — считает доктор Камска.

Изучение уникальных эволюционных путей, которыми животные, подобные акулам, создают цвет, открывает новые горизонты для нанотехнологий и создания «умных» материалов. Природа вновь предлагает инженерам гениальные и экологически чистые решения, которые миллионы лет оттачивались в океанских глубинах.