Kamuflaż podwodny - Underwater camouflage
Kamuflaż podwodny to zestaw metod uzyskiwania krypsis — unikania obserwacji — który pozwala widocznym w inny sposób organizmom wodnym pozostać niezauważonym przez inne organizmy, takie jak drapieżniki lub ofiary .
Kamuflaż na dużych akwenach znacznie różni się od kamuflażu na lądzie. Środowisko jest zasadniczo takie samo ze wszystkich stron. Światło zawsze pada z góry i generalnie nie ma zmiennego tła do porównania z drzewami i krzewami. W wodzie dominują trzy główne metody kamuflażu: przezroczystość, odbicie i przeciwoświetlenie . Przejrzystość i refleksyjność są najważniejsze na górnych 100 metrach oceanu; główną metodą od 100 metrów do 1000 metrów jest przeciw- iluminacja; podczas gdy kamuflaż traci na znaczeniu na ciemnych wodach poniżej 1000 metrów.
Kamuflaż na stosunkowo płytkich wodach przypomina bardziej kamuflaż naziemny, gdzie wiele zwierząt stosuje dodatkowe metody. Na przykład samo-dekoracja jest wykorzystywana przez kraby dekoratorskie ; mimesis przez zwierzęta, takie jak liściasty smok morski ; cieniowanie przez wiele ryb, w tym rekiny ; roztargnienie z eyespots przez wiele ryb; aktywny kamuflaż dzięki zdolności do szybkiej zmiany koloru u ryb, takich jak flądra i głowonogi, w tym ośmiornice , mątwy i kałamarnice .
Kontekst
Umiejętność kamuflażu siebie zapewnia przewagę przeżycia w walce ciągłej między drapieżnikami i drapieżne . Dobór naturalny wytworzył wiele różnych metod przetrwania w oceanach.
W starożytnej Grecji , Arystoteles skomentował możliwości zmiany kolorów, zarówno dla kamuflażu i sygnalizacji, z głowonogów tym ośmiornicy , w jego Animalium Historia :
- Ośmiornica (...) szuka zdobyczy, zmieniając swój kolor tak, by przypominała kolor sąsiadujących z nią kamieni; robi to również, gdy jest zaniepokojony.
Metody
W oceanach dominują trzy główne metody kamuflażu: przezroczystość, odbicie i przeciwoświetlenie. Przejrzystość i refleksyjność są najważniejsze na górnych 100 metrach oceanu; przeciwoświetlenie jest główną metodą od 100 metrów do 1000 metrów; podczas gdy kamuflaż traci na znaczeniu na ciemnych wodach poniżej 1000 metrów. Większość zwierząt na otwartym morzu używa przynajmniej jednej z tych metod do kamuflażu. Kamuflaż na stosunkowo płytkich wodach przypomina bardziej kamuflaż lądowy, gdzie dodatkowe metody są stosowane przez zwierzęta z wielu różnych grup. Te metody kamuflażu są z kolei opisane poniżej.
Przezroczystość
Przejrzystość jest powszechna, a nawet dominująca u zwierząt żyjących na otwartym morzu, zwłaszcza tych żyjących w stosunkowo płytkich wodach. Występuje w planktonie wielu gatunków, a także w większych zwierzętach, takich jak meduzy , salpy (pływające osłonice ) i galaretki grzebieniowe . Wiele zwierząt morskich unoszących się przy powierzchni jest wysoce przezroczystych , co daje im niemal doskonały kamuflaż. Jednak przezroczystość jest trudna dla korpusów wykonanych z materiałów, które mają inne współczynniki załamania niż woda morska. Niektóre zwierzęta morskie, takie jak meduzy, mają galaretowate ciała, składające się głównie z wody; ich gruba mezogloea jest bezkomórkowa i wysoce przezroczysta. To dogodnie sprawia, że są unoszące się na wodzie , ale także są duże jak na masę mięśniową, więc nie mogą szybko pływać. Galaretowate zwierzęta planktonowe są przezroczyste od 50 do 90 procent. Przezroczystość na poziomie 50 procent wystarcza, aby zwierzę stało się niewidoczne dla drapieżnika, takiego jak dorsz, na głębokości 650 metrów (2130 stóp); lepsza przejrzystość jest wymagana dla niewidzialności w płytszej wodzie, gdzie światło jest jaśniejsze, a drapieżniki lepiej widzą. Na przykład dorsz widzi zdobycz, która jest w 98 procentach przezroczysta przy optymalnym oświetleniu w płytkiej wodzie. Dlatego przezroczystość jest najskuteczniejsza na głębszych wodach.
Niektóre tkanki, takie jak mięśnie, mogą stać się przezroczyste, pod warunkiem, że są bardzo cienkie lub zorganizowane w regularne warstwy lub włókienka, które są małe w porównaniu z długością fali światła widzialnego. Znanymi przykładami przezroczystych części ciała są soczewka i rogówka oka kręgowca . Soczewka wykonana jest z krystaliny białka ; rogówka jest z białka kolagenu . Inne struktury nie mogą stać się przezroczyste, zwłaszcza siatkówki lub równoważne struktury pochłaniające światło w oczach — muszą one pochłaniać światło, aby mogły funkcjonować. Kamera oko -type kręgowców i głowonogów musi być całkowicie nieprzezroczysta. Wreszcie niektóre struktury są widoczne z jakiegoś powodu, na przykład w celu zwabienia zdobyczy. Na przykład nematocysty (komórki parzące) przezroczystego syfonoforu Agalma okenii przypominają małe widłonogi . Przykłady przezroczystych zwierząt morskich obejmują szeroką gamę larw , w tym jamochłonów , rurkopławami, salps, ślimaków mięczaków , wieloszczet robakami wielu shrimplike skorupiaków i ryb; podczas gdy dorosłe osobniki większości z nich są nieprzezroczyste i ubarwione, przypominające dno morskie lub brzegi, w których żyją. Dorosłe galaretki grzebieniowe i meduzy są głównie przezroczyste, podobnie jak ich wodniste tło. Mała amazońska ryba Microphilypnus amazonicus i krewetki, z którymi się kojarzy, Pseudopalaemon gouldingi , są tak przezroczyste, że są „prawie niewidoczne”; Co więcej, gatunki te wydają się wybierać, czy mają być przezroczyste, czy bardziej konwencjonalnie nakrapiane (wzorzyste wzory) w zależności od lokalnego tła w środowisku.
Odbicie
Wiele ryb jest pokrytych wysoce odblaskowymi łuskami, co daje wygląd posrebrzanego szkła lustrzanego . Odbicie poprzez srebrzenie jest szeroko rozpowszechnione lub dominuje w rybach na otwartym morzu, zwłaszcza tych, które żyją na górnych 100 metrach. Tam, gdzie nie można osiągnąć przezroczystości, można ją skutecznie imitować przez srebrzenie, aby ciało zwierzęcia było wysoce odblaskowe. Na średnich głębokościach na morzu światło pada z góry, więc lustro ustawione pionowo sprawia, że zwierzęta, takie jak ryby, są niewidoczne z boku. Większość ryb w górnym oceanie, takich jak sardynki i śledzie, jest zakamuflowanych przez srebrzenie.
Hatchetfish morskich jest bardzo spłaszczone boki (na boki), pozostawiając korpus o grubości zaledwie mm, a korpus jest tak srebrzysty przypominających folię aluminiową . Lustra składają się z mikroskopijnych struktur podobnych do tych, które są używane do zapewnienia strukturalnego zabarwienia : stosy od 5 do 10 kryształów guaniny oddalone od siebie o około ¼ długości fali, aby konstruktywnie zakłócać i zapewniać prawie 100-procentowe odbicie. W głębokich wodach, w których żyje topornica, przesiąka tylko niebieskie światło o długości fali 500 nanometrów i musi zostać odbite, więc lustra odległe o 125 nanometrów zapewniają dobry kamuflaż.
W przypadku ryb, takich jak śledź, żyjących w płytszych wodach, lustra muszą odbijać mieszankę długości fal, a zatem ryby mają kryształowe stosy o różnych odstępach. Kolejną komplikacją dla ryb o ciałach zaokrąglonych w przekroju jest to, że lustra byłyby nieskuteczne, gdyby leżały płasko na skórze, ponieważ nie odbijałyby poziomo. Ogólny efekt lustra uzyskuje się za pomocą wielu małych odbłyśników ustawionych pionowo. Srebrzenie można znaleźć w innych zwierzętach morskich, a także w rybach. W głowonogi , w tym kalmarów ośmiornice i twy, lusterko ma wiele warstw wykonanych z białkiem niż guanina.
Przeciw-oświetlenie
Przeciwświecenie poprzez bioluminescencję na spodzie (obszar brzuszny) ciała występuje u wielu gatunków żyjących w otwartym oceanie do około 1000 metrów. Wygenerowane światło zwiększa jasność zwierzęcia widzianego z dołu, aby dopasować jasność powierzchni oceanu; to skuteczna forma aktywnego kamuflażu . Jest używany w szczególności przez niektóre gatunki kałamarnic , takie jak kałamarnica średniowodna , Abralia veranyi . Mają one narządy wytwarzające światło ( fotofory ) rozsiane po całym ich spodzie, tworząc iskrzącą się poświatę, która zapobiega pojawianiu się zwierzęcia jako ciemnego kształtu widzianego z dołu. Kamuflaż przeciwiluminacyjny jest prawdopodobną funkcją bioluminescencji wielu organizmów morskich, chociaż światło jest również wytwarzane w celu przyciągania lub wykrywania zdobyczy oraz sygnalizacji.
Kontracieniowanie
Przeciwcieniowanie góra/dół jest powszechne u ryb, w tym rekinów , marlinów i makreli , oraz zwierząt z innych grup, takich jak delfiny, żółwie i pingwiny. Zwierzęta te mają ciemne strony górne, które pasują do głębin oceanu, i jasne spodnie, aby nie wyglądały na ciemne na jasnej powierzchni morza.
Mimesis
Mimesis jest praktykowane przez zwierzęta takie jak liściowe morza smoka , eques Phycodurus oraz liści scorpionfish , Taenianotus triacanthus , która jest podobna do części roślin i delikatnie kołysać swoje ciało tak, jakby powstrzymany przez prąd. U gatunku ryb Novaculichthys taeniourus , smoczych wargaczowatych lub wargaczowatych, istnieje uderzająca różnica w wyglądzie między osobnikami dorosłymi i młodocianymi. Młodociany Rockmover przypomina luźny kawałek wodorostu . Pływa w pozycji pionowej z głową skierowaną w dół i zachowuje się w sposób, który doskonale przypomina ruch kawałka wodorostu: porusza się tam iz powrotem w fali, jakby był nieożywiony.
Autodekoracja
Autodekorację wykorzystują zwierzęta z różnych grup, w tym kraby dekoratorskie , które do kamuflażu dołączają materiały ze swojego otoczenia, a także żywe organizmy. Na przykład japoński krab pustelnik, Eupagurus constans , ma hydroid Hydractinia sodalis, który rośnie na całej skorupie, w której żyje. Inny krab pustelnik, Eupagurus cuanensis , ma aposematyczną pomarańczową gąbkę Suberites domuncula, która jest gorzka w smaku i nie jest zjadana przez ryby .
Podobnie jeżowce używają swoich rurowych nóżek do zbierania gruzu z dna i mocowania go do górnych powierzchni. Wykorzystują muszle, skały, glony, a czasem ukwiały .
Roztargnienie
Wiele ryb ma plamy oczne w pobliżu ogona, co jest formą automimiki , aby odwrócić uwagę od wrażliwej głowy i oka. Na przykład Chaetodon capistratus ma zarówno (przeszkadzający) pasek oczkowy, który ukrywa oko, jak i dużą plamkę oczną w pobliżu ogona, co sprawia wrażenie, że głowa znajduje się na końcu ogona ciała.
Zakłócenie konturów
Ryby, takie jak Dascyllus aruanus, mają po bokach śmiałe, destrukcyjne wzory, przełamujące ich zarysy silnymi kontrastami. Ryby takie jak Heniochus macrolepidotus mają podobne kolorowe pasma, które rozciągają się na płetwy wystające daleko od ciała, odwracając uwagę od prawdziwego kształtu ryby.
Niektóre ryby, które naśladują wodorostów takie jak frogfishes Antennarius marmoratus i Pterophryne tumida mają skomplikowane występy i kolców, które są połączone ze złożonymi zakłócającego zabarwienia. Efektem tego jest niszczenie charakterystycznego „rybnego” zarysu tych zwierząt, a także pomaganie im pojawiać się jako kawałki glonów.
Zabarwienie adaptacyjne
Wiele zwierząt morskich posiada aktywny kamuflaż dzięki zdolności do szybkiej zmiany koloru. Kilka ryb żyjących przy dnie, takich jak flądra, może skutecznie ukrywać się na różnych środowiskach. Wiele głowonogów, w tym ośmiornice, mątwy i kałamarnice, podobnie wykorzystuje zmianę koloru, w ich przypadku zarówno do kamuflażu, jak i sygnalizacji. Na przykład, duża niebieska ośmiornica , Octopus cyanea , poluje w ciągu dnia i potrafi dopasowywać się do kolorów i faktur otoczenia, zarówno w celu uniknięcia drapieżników, jak i umożliwienia jej zbliżenia się do ofiary. Może idealnie przypominać skałę lub koral, obok którego się chowa. W razie potrzeby, aby odstraszyć potencjalnego drapieżnika, może wyświetlać oznaczenia przypominające oczy.
Jak wszystkie flądry, flądry Peacock , Bothus mancus , mają doskonały kamuflaż adaptacyjny. Używają tajemniczego ubarwienia, aby uniknąć wykrycia zarówno przez ofiarę, jak i drapieżniki. Gdy tylko jest to możliwe, zamiast pływać, czołgają się na płetwach wzdłuż dna, stale zmieniając kolory i wzory, aby dopasować je do tła. W badaniu niektóre flądry wykazały zdolność do zmiany wzoru w ciągu ośmiu sekund. Udało im się dopasować do wzoru szachownicy, na której zostały umieszczone. Zmiana wzorca to niezwykle złożony proces obejmujący wzrok i hormony flądry . Jeśli jedno oko ryby jest uszkodzone lub zasypane piaskiem, stornia ma trudności z dopasowaniem wzoru do otoczenia. Ilekroć ryba poluje lub ukrywa się przed drapieżnikami, zakopuje się w piasku, pozostawiając tylko wyłupiaste oczy.
Ultra-czerń
W głębinach morskich, na głębokościach większych niż 200 metrów, bardzo mało światła słonecznego przenika z powierzchni oceanu. Jednak drapieżniki mogą wykorzystywać bioluminescencję do oświetlania zdobyczy i odwrotnie, wykrywając je za pomocą odbijanego przez nie światła. Co najmniej 16 gatunków ryb głębinowych ma skórę tak ekstremalnie czarną, że odbija mniej niż 0,5% padającego na nie światła o długości fali 480 nm. Najczarniejszy gatunek należał do drapieżnego rodzaju Oneirodes ( dreamers ), który odbijał tylko 0,044% światła otoczenia i był prawie tak czarny w zakresie od 350 do 700 nm.
Ultraczerń jest osiągnięta dzięki cienkiej, ale ciągłej warstwie cząsteczek w skórze właściwej , melanosomach . Cząsteczki te absorbują większość światła, a ich wielkość i kształt są tak, że rozpraszają, a nie odbijają większość reszty. Przewidywano, że optymalny rozmiar to 600 do 800 nm. Przewidywano również, że optymalny kształt ma kształt fasoli o długiej osi 1,5 do 3,0 razy dłuższej niż krótkie osie. 14 z 16 gatunków spełniało te wymagania. Modelowanie sugeruje, że ten kamuflaż powinien zmniejszyć odległość, z której taką rybę można zobaczyć, o współczynnik 6 w porównaniu z rybą o nominalnym współczynniku odbicia 2%.
Gatunki z tą adaptacją są szeroko rozpowszechnione w drzewie filogenetycznym ryb kostnych ( Actinopterygii ) , występując w co najmniej jednym gatunku w każdym z rzędów Anguilliformes , Stomiiformes , Myctophhiformes , Beryciformes , Ophidiiformes , Perciformes i Lophiiformes . Ten rozkład z kolei sugeruje, że dobór naturalny wielokrotnie niezależnie napędzał konwergentną ewolucję ultraczarnego kamuflażu.
Zobacz też
Uwagi
Bibliografia
Źródła
- Cott, Hugh (1940). Adaptacyjne ubarwienie zwierząt . Oksford: Oxford University Press .
- Śledź, Piotr (2002). Biologia Głębokiego Oceanu . Oksford: Oxford University Press. Numer ISBN 9780198549567.