Эти прозрачные рыбки переливаются радужным белым светом. Теперь мы знаем почему.

Призрачный сом превращается из прозрачного в радужный, когда яркий свет проходит через его почти прозрачное тело. Теперь ученые знают почему.

Радужность рыбы возникает из-за изгиба света, проходящего через микроскопические полосатые структуры в мышцах животного, сообщают исследователи 13 марта в Proceedings of the National Academy of Sciences.

У многих рыб с радужным оттенком кожи или чешуи есть крошечные кристаллы, которые отражают свет . Но у сома-призрака (Kryptopterus vitreolus) и других прозрачных водных видов, таких как личинки угря и ледяные рыбы, отсутствуют такие структуры, которые объясняли бы их блеск.

Прозрачное тело призрачного сома привлекло внимание физика Кибиня Чжао, когда он был в аквариумном магазине. Пресноводная рыба длиной около 5 сантиметров является популярным декоративным видом. “Я стоял перед аквариумом и смотрел на рыб”, - говорит Чжао из Шанхайского университета Цзяо Тун. - ”А потом я увидел переливы".

Чтобы исследовать красочные свойства рыбы, Чжао и его коллеги сначала исследовали ее при различных условиях освещения. Исследователи определили, что его переливчатость возникает из-за того, что свет проходит через рыбу, а не отражается от нее. Используя лазер белого света для раздельного освещения мышц и кожи животного, команда обнаружила, что мышцы излучают разноцветный блеск.
Затем исследователи охарактеризовали свойства мышц, проанализировав, как рассеиваются рентгеновские лучи при прохождении через ткань, и рассмотрев их с помощью электронного микроскопа. Команда определила саркомеры — расположенные на правильном расстоянии полосчатые структуры, каждая длиной примерно 2 микрометра, которые проходят по длине мышечных волокон, — как источник радужного свечения.

Повторяющиеся полосы саркомеров, состоящие из белков, которые перекрываются в различном количестве, искажают белый свет таким образом, что разделяют и усиливают его различные длины волн. Коллективная дифракция света создает множество цветов. Когда рыба сокращает и расслабляет свои мышцы, чтобы плавать, саркомеры слегка изменяются в длине, вызывая эффект меняющейся радуги.

Полосчатые структуры, называемые саркомерами (видны на этом изображении под электронным микроскопом), образуют нити, связанные вместе в мышечных волокнах сома-призрака. Каждый саркомер (один выделен) состоит из двух смежных “плиток” взаимосвязанных миозиновых и актиновых нитей, нитевидных белковых структур, ответственных за сокращение мышц. Белый свет, проходящий через повторяющиеся саркомеры, разделяется на разные длины волн, придавая рыбе переливчатое свечение.

Цель переливчатости призрачного сома немного неясна, говорит Хок Хи, независимый ихтиолог из Сингапура, который не принимал участия в новом исследовании. По его словам, призрачный сом живет в мутной воде и редко полагается на зрение. Но переливчатость может помочь им визуально координировать движения во время путешествий стаями, или это может помочь им слиться с мерцающей водой, чтобы спрятаться от наземных хищников, как некоторым птицам, добавляет он.

“У рыб на самом деле есть довольно много таких интересных структур, которые служат им во многих отношениях”, - говорит он. - “И многие из этих структур очень плохо изучены”.