Чешуя сардин, сельди и шпрот нарушает законы оптики

Чешуя европейских сардин, атлантической сельди и шпрот оказалась устроена таким образом, что нарушает классические законы оптики и позволяет этим рыбам достигать максимальной отражательной способности и становиться незаметными для хищников со всех углов зрения.

Авторы исследования заинтересовались чешуей рыбы после того, как заметили, что они отражают свет, практически не поляризуя его вне зависимости от угла падения и отражения. Подобное поведение крайне необычно с точки зрения классической оптики — чем больше угол падения, тем сильнее должен быть поляризован свет.

Оказалось, что чешуя сардин, сельди и шпрот состоит из двух типов кристаллов со строго заданными оптическими свойствами. По словам ученых, оба типа кристаллов состоят из двух биоминералов — гуанина и гипоксантина. Комбинация из этих веществ превращает их в особую оптическую среду, где луч света расщепляется на два отдельных компонента в нарушение классического закона преломления света.

Как объясняют ученые, такие конструкции известны в физике под названием двупреломляющих кристаллов. Траектория луча света при движении через такие объекты зависит от его поляризации — неполяризованный свет будет беспрепятственно проходить через него, а поляризованные волны будут преломляться особым образом.

Комбинация из двух видов таких кристаллов с разным коэффициентом преломления превращает рыбу в практически идеальное «зеркало», которое не производит поляризованных лучей света. Робертс и его коллеги считают, что подобная оптическая «броня» предотвращает появление бликов и солнечных зайчиков при отражении света от тела рыбы, по которым ее могут засечь хищные птицы и другие обитатели моря.