El vasto océano abierto presenta un entorno especialmente desafiante para sus habitantes, ya que no hay ningún lugar para que se escondan. Sin embargo, la naturaleza ha encontrado una forma notable para que los peces se escondan de sus depredadores utilizando técnicas de camuflaje. En un estudio publicado en la edición actualde ciencia , investigadores del Instituto Oceanográfico Harbour Branch de la Florida Atlantic University y colaboradores muestran que las escamas de los peces han evolucionado no solo para reflejar la luz, sino también para codificar la polarización. Identificaron la estructura del tejido que los peces desarrollaron para hacer esto, lo que podría ser un análogopara desarrollar nuevos materiales para ayudar a ocultar objetos en el agua.
Los investigadores y colegas de HBOI recolectaron más de 1,500 mediciones de videopolarimetría de peces vivos de distintos hábitats bajo una variedad de condiciones de visualización, y han revelado por primera vez que los peces tienen una solución 'omnidireccional' que usan para camuflarse, demostrando unanueva forma de camuflaje en la naturaleza: coincidencia de polarización de la luz.
"Hemos sabido que los peces de aguas abiertas tienen escamas plateadas para la piel que refleja la luz desde arriba, por lo que la intensidad reflejada es comparable a la intensidad de fondo cuando se mira hacia arriba, oblicuamente al pez, como lo haría un depredador", dijo Michael Twardowski,Ph.D., profesor de investigación en HBOI de FAU y coautor del estudio que colaboró con el coautor James M. Sullivan, Ph.D., también profesor de investigación en HBOI de FAU. "Esta es una forma de camuflaje en elOceano."
La coloración clara típica en el lado ventral vientre y la coloración oscura en el lado dorsal superior del pez también pueden ayudar a igualar la intensidad mediante la absorción diferencial de la luz, además de la coincidencia de reflejos.
Los procesos de dispersión de luz en el océano abierto crean fondos espacialmente heterogéneos. La polarización la vibración direccional de las ondas de luz genera cambios en el entorno de la luz que varían con la posición del Sol en el cielo.
La polarización es una propiedad fundamental de la luz, como el color, pero los ojos humanos no tienen la capacidad de sentirla. La luz viaja en ondas, y para la luz solar natural, la dirección de estas ondas es aleatoria alrededor de un eje de visión central. Pero cuandola luz se refleja en una superficie, las ondas paralelas a esa superficie son dominantes en el haz reflejado. Muchos sistemas visuales para peces tienen la capacidad de discriminar la polarización, como las gafas de sol polarizadas integradas.
"Las gafas de sol polarizadas ayudan a ver mejor al bloquear las ondas horizontales para reducir los reflejos brillantes", dijo Twardowski. "El mismo principio ayuda a los peces a discriminar mejor los objetos en el agua".
Twardowski cree que aunque la luz que se refleja en escalas plateadas hace un buen trabajo igualando la intensidad del fondo, si las escalas actuaran como simples espejos, impartirían una firma de polarización a la luz reflejada muy diferente de la polarización más aleatoria de la luz de fondocampo.
"Esta firma sería fácilmente evidente para un depredador con capacidad de discriminar la polarización, lo que resulta en un camuflaje deficiente", dijo. "Los peces han desarrollado una solución a esta vulnerabilidad potencial".
Para determinar empíricamente si los peces de mar abierto han desarrollado una estrategia de reflectancia críptica para sus entornos polarizados heterogéneos, los investigadores midieron los contrastes de peces vivos de mar abierto y costeros contra el fondo pelágico en los Cayos de Florida y Curazao. Usaron un soloCámara de 360 grados alrededor del plano horizontal de los objetivos y usó microscopía de luz y videopolarimetría de cuerpo completo.
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Materiales proporcionado por Florida Atlantic University . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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