ลูกสัตว์จำพวกครัสเตเชียนมีดวงตาเหมือนทะเล ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะที่สามารถช่วยให้พวกมันซ่อนตัวจากผู้ล่าได้

ตัวอ่อนของกุ้ง ปู หรือกุ้งก้ามกรามจะโยกตัวจนเกือบโปร่งแสงเพื่อไม่ให้มองเห็นได้ แต่เม็ดสีตาดำที่จำเป็นสำหรับการมองเห็นก็เสี่ยงต่อการเปิดเผยสัตว์อยู่ดี

สัตว์ทะเลที่มองทะลุได้บางชนิดอาศัยกระจกไอริสหรือดวงตาจิ๋วเพื่อหลีกเลี่ยงการตรวจจับ ในทางกลับกัน กุ้งเล็กและลูกกุ้งจะอำพรางเม็ดสีเข้มของพวกมันด้วยกระจกสะท้อนแสงที่ทำจากผลึกทรงกลมเล็กๆนักวิจัยรายงานในวารสารScience เมื่อวันที่ 17 ก.พ.ความผันแปรของขนาดและตำแหน่งของลูกกลมทำให้ดวงตาของสัตว์จำพวกครัสเตเชียสามารถส่องแสงที่เข้ากับสีของน้ำโดยรอบได้อย่างแม่นยำ อาจทำให้ผู้ล่ามองไม่เห็นพวกมันในการล่าอาหาร 

นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าเทคโนโลยีที่เลียนแบบโครงสร้างของนาโนสเฟียร์อาจเป็นแรงบันดาลใจให้พลังงานแสงอาทิตย์หรือสีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมีประสิทธิภาพมากขึ้น บาคาร่า

Heather Bracken-Grissom นักชีววิทยาวิวัฒนาการแห่งมหาวิทยาลัย Florida International University ในไมอามีกล่าวว่า “ฉันมักจะสงสัยว่าเกิดอะไรขึ้นกับดวงตาของ [สัตว์เหล่านี้’]” ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษากล่าว เธอและเพื่อนร่วมงานมักรวบรวมกุ้งจากทะเลลึก ตั้งชื่อเล่นให้พวกมันว่า “สัตว์ขาปล้องตาสีฟ้า” หรือ “กุ้งหน้าตาประหลาดตาสีเขียว” เพราะสัตว์เหล่านี้ไม่เหมือนกับร่างโตเต็มวัยของพวกมัน ตอนนี้เธอบอกว่าสีตานั้นสมเหตุสมผล

ในการศึกษา นักเคมี Keshet Shavit และเพื่อนร่วมงานใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนส่องเข้าไปในดวงตาของสัตว์จำพวกครัสเตเชียนที่เลี้ยงในห้องปฏิบัติการและสัตว์ป่า ภายในตัวกุ้งและตากุ้ง ทีมงานพบผลึกนาโนสเฟียร์ที่ทำจากไอโซแซนโทปเทอริน ซึ่งเป็นโมเลกุลที่สะท้อนแสงได้

เบนจามิน พาล์มเมอร์ ผู้ร่วมเขียนการศึกษา นักเคมีจาก Ben-Gurion University of the Negev ในเมืองเบียร์-เชวา ประเทศอิสราเอล กล่าวว่า ทรงกลมนั้นคล้ายกับลูกบอลดิสโก้เล็กน้อย โดยมีพื้นผิวสะท้อนแสงสูงชี้ออกไปด้านนอก ทรงกลมแต่ละอันทำจากแผ่นไอโซแซนโธปเทอรินบาง ๆ ที่ติดกันเพื่อสร้างลูกบอลที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 250 ถึง 400 นาโนเมตร

ลูกบอลเหล่านี้จัดเรียงเป็นกลุ่มที่ฐานของกรวยที่มีโปรตีนหนาแน่น ซึ่งเน้นแสงไปที่เส้นประสาทรับแสงของสัตว์ และสร้างเกราะป้องกันเหนือเซลล์เม็ดสี แต่ตัวอ่อนของครัสเตเชียนยังคงมองเห็นได้เพราะมีรูเล็กๆ ในแก้ว พาลเมอร์กล่าว “โดยพื้นฐานแล้วเป็นการให้แสงลงไปยังเรตินาในบางมุมที่เฉพาะเจาะจง แต่ในอีกมุมหนึ่ง แสงจะสะท้อนแสงกลับไป”

สมัครสมาชิกข่าววิทยาศาสตร์

รับวารสารวิทยาศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมจากแหล่งที่น่าเชื่อถือที่สุดส่งตรงถึงหน้าประตูคุณ

ขนาดและลำดับของทรงกลมดูเหมือนจะมีอิทธิพลต่อสีของแสงที่สะท้อน จากการสังเกตของทีมงานและการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์แสดงให้เห็น

Shavit จากมหาวิทยาลัย Ben-Gurion กล่าวว่า "ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดอนุภาคกับสีของดวงตานั้นช่างน่าอัศจรรย์เหลือเกิน ดูเหมือนว่าขนาดนาโนสเฟียร์จะช่วยให้ดวงตาของสัตว์เข้ากับสีที่อยู่อาศัยตามธรรมชาติของพวกมัน ช่วยให้สัตว์ต่างๆ กลมกลืนไปกับพื้นหลัง 

ตัวอย่างเช่น กุ้งตาสีฟ้าที่อาศัยอยู่ในน้ำทะเลสีฟ้าใสของอ่าว Aqaba นอกชายฝั่งของอิสราเอล มีลักษณะทรงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 250 ถึง 325 นาโนเมตร กุ้งน้ำจืด ( Macrobrachium rosenbergii ) ทรงกลมขนาดกว้าง 400 นาโนเมตร มีสีเขียวอมเหลืองแวววาว เลียนแบบน้ำโคลนที่พบในปากแม่น้ำเค็มที่พวกมันอาศัยอยู่

สีที่สะท้อนจากดวงตาของตัวอ่อนครัสเตเชียน (ด้านบน) เชื่อมโยงกับขนาดของอนุภาคนาโนไอโซแซนโธปเทอรินที่ประกอบกันเป็นแก้วนาโนสเฟียร์ (ด้านล่าง) ในดวงตา  ลูกกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าจะสะท้อนแสงสีน้ำเงินหรือสีเงิน ในขณะที่ลูกกลมขนาดใหญ่จะปรากฏเป็นสีเขียวหรือสีเหลือง  ตาของกุ้งน้ำจืด (Macrobrachium rosenbergii) สามารถเปลี่ยนสีจากสีเขียวเมื่อสัตว์อยู่ในความมืดข้ามคืน (DA) เป็นสีเหลืองหลังจากอยู่กลางแสงแดดเป็นเวลาหลายชั่วโมง (LA)

สีที่สะท้อนจากดวงตาของตัวอ่อนครัสเตเชียน (ด้านบน) เชื่อมโยงกับขนาดของไอโซแซนโธปเทอรินนาโนสเฟียร์ (ด้านล่าง) ที่ประกอบเป็นกระจกสะท้อนแสงในดวงตา ลูกกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าจะสะท้อนแสงสีน้ำเงินหรือสีเงิน ในขณะที่ลูกกลมขนาดใหญ่จะปรากฏเป็นสีเขียวหรือสีเหลือง ตาของกุ้งน้ำจืด ( Macrobrachium rosenbergii ) สามารถเปลี่ยนสีจากสีเขียว (DA) เมื่อสัตว์อยู่ในความมืดข้ามคืนเป็นสีเหลือง (LA) หลังจากอยู่กลางแสงแดดเป็นเวลาหลายชั่วโมง

คุณชาวิทย์

ตาของกุ้งดูเหมือนจะสามารถสะท้อนสีต่างๆ ในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันได้ บุคคลที่ได้รับแสงแดดเป็นเวลาสี่ชั่วโมงในห้องแล็บมีดวงตาสีเหลืองสีเงิน ซึ่งอาจเป็นผลจากชั้นนาโนสเฟียร์ที่เรียงตัวกันอย่างยุ่งเหยิง แต่คนที่อยู่ในความมืดข้ามคืนมีดวงตาสีเขียว นาโนสเฟียร์ของพวกมันถูกจัดเรียงเป็นชั้นๆ แม้ว่าลูกกลมที่อยู่ภายในแต่ละชั้นจะยังไม่เป็นระเบียบก็ตาม พาลเมอร์กล่าว

ตาที่ปรับตัวได้ดังกล่าวสามารถช่วยให้ตัวอ่อนเคลื่อนที่ผ่านส่วนต่าง ๆ ของมหาสมุทรได้โดยไม่ถูกตรวจจับ เนื่องจากระดับแสงที่เปลี่ยนแปลงทำให้สีของน้ำเปลี่ยนไป Bracken-Grissom กล่าว ในตอนกลางคืน กุ้งวัยอ่อนจะอพยพไปยังน้ำตื้นเพื่อหากินและดำลงไปเมื่อดวงอาทิตย์ขึ้น “หากพวกมันใช้มันเป็นรูปแบบการพรางตัวจริง ๆ มันก็จะเป็นวิธีที่ชาญฉลาดในการพรางตัวในขณะที่พวกมันเคลื่อนที่ผ่านสภาพแวดล้อมที่มีแสงต่างกัน”