黑素体|深海生存方案：当一条比黑更黑的鱼
北京联盟_本文原题：深海生存方案：当一条比黑更黑的鱼
如何在黑暗无光的深海里生存？一种方案： 拥有比黑更黑的皮肤 。
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一种“超黑鱼” 穴口奇棘鱼（Idiacanthus antrostomus ）| Karen Osborn, Smithsonian
“超黑鱼”
只有不到 1% 的阳光 ， 能够照射到超过 200 米的深海里；这里除了发光生物 ， 几乎一片漆黑 。 为了在深海里隐身、不被捕食者或猎物发现 ， 一些鱼会演化出“超黑”的皮肤——这是 目前已知的最黑的几种材料之一 。
例如 ， 梦角????属（ Oneirodes ）的一种鱼 ，对光的反射率只有 0.051% 。 这比普通黑纸 10% 的反射率低得多 ， 而目前最黑的合成材料（垂直排列的碳纳米管） ， 对光的反射率则为 0.045% 。
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另一种“超黑鱼”角高体金眼鲷（ Anoplogaster cornuta ） ， 在普通条件下拍摄出来就是黑漆漆一条鱼（右图）| Karen Osborn, Smithsonian
在最近的《当代生物学》期刊上 ， 来自美国国立自然历史博物馆和杜克大学的科学家找到了 18 种“超黑”的鱼 ， 梦角????属的这种鱼是其中最黑的 。 这 18 种鱼的皮肤 ， 对整个可见光波段的平均吸收率超过 98.96%；对深海中存留最多的 480nm 光线 ， 有超过 99.4%的吸收率 。
皮肤中的黑素体
之前在鸟类、蝴蝶、蜘蛛等动物上也发现了超黑表面 ， 它们多是通过角蛋白或甲壳素 ， 在表面形成了特殊的结构 。 这些鱼则不同 ，它们仅仅依靠皮肤中黑素体的排列 ， 就实现了超黑 。
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一些雄性极乐鸟也有着超黑的羽毛 | Ed Scholes
黑素体是一种含有黑色素的细胞器 。 科学家使用电子显微镜对 9 种超黑鱼的皮肤进行观察 ， 发现它们的皮肤中都有一层密密麻麻堆积的黑素体；而且 ， 经过与模型的对比 ， 研究者发现 ，这些黑素体的排列方式与最优状态非常接近 ， 从而达到了极低的反射率 。 具体来说有以下两点特征：
1）根据模型 ， 当黑素体的等效直径为 600～800nm、长宽比为 2 时 ， 黑素体层对光有最低的反射率 。 而这些超黑鱼的黑素体 ，等效直径为 612nm ， 长宽比平均为 2.1 。
【黑素体|深海生存方案：当一条比黑更黑的鱼】2）当黑素体层厚度增加时 ， 反射率会快速衰减；但当厚度增加到 7μm 以上时 ， 受限于最表层的反光 ， 反射率则将不再继续降低 。 而超黑鱼的黑素体层 ，平均厚度约为 8μm 。
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研究中用到的另一种“超黑鱼” 厚头犀孔鲷（Poromitra crassiceps）| Karen Osborn, Smithsonian
模仿这种“鱼中黑洞”的皮肤 ， 人们可能开发出更便宜、灵活和耐用的超黑材料 ， 应用于光学设施、军事制造等 ， 可以防止反射光对性能造成影响 。
参考文献
Davis et al., Ultra-black Camouflage in Deep-Sea Fishes, Current Biology (2020), https://doi.org/10.1016/ j.cub.2020.06.044
作者：Insulindian
编辑：麦麦
这种黑色 ， 不知你们的甲方爸爸满意否？
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