ماهی مرکب با تاباندن نوری که ما نمی‌بینیم جفت خود را جذب می کند

به گزارش شبکه اطلاع رسانی راه دانا؛ ماهی‌های مرکب نر گونه آندرئا (دوراتوسپیون آندروانوم) که به چشم ما کمابیش کدر و بی‌رنگ به نظر می‌رسند، از بازوهای‌شان که دارای دو ضریب شکست نوری است استفاده می‌کنند تا نور را بپیچانند و سیگنالی بسیار چشمگیر بسازند که درست با بینایی ماهی مرکب تنظیم شده است. 

ما می‌دانستیم چشم‌های بسیار عجیب ماهی مرکب می‌توانند جهت نوسان موج‌های نور یا همان قطبش را ببینند. این کشف جدید نشان می‌دهد آن‌ها یک گام از این هم فراتر می‌روند و به شکل فعال قطبش نور را دستکاری می‌کنند تا به شیوه‌های خاص با هم ارتباط برقرار کنند. 

گروهی به سرپرستی آراتا ناکایاما، زیست‌شناس آبزیان از دانشگاه توکیو نوشته‌اند: «یافته‌های ما نشان می‌دهند قطبش نور سهم چشمگیری در ارتباطات جانوری دارد و آشکار می‌کنند که سیگنال‌های قطبی مانند زیورهای جنسی رنگارنگ می‌توانند به کمک سازوکارهای نوری متفاوت، به چشمگیری بالایی دست یابند.» 

جعبه‌ابزارِ ارتباطی ماهی مرکب به‌شکل شگفت‌انگیزی پیچیده است و هم شامل تغییرات مسحورکننده در رنگ و نقش بدن می‌شود و هم اجرای حرکات نمایشی پیچیده با بازوهای انعطاف‌پذیر. 

آن‌ها چشم‌های عجیبی هم دارند که با چشم هیچ جانور دیگری قابل‌مقایسه نیست و مردمک‌هایی منحصربه‌فرد به شکل W دارند. گرچه تصور می‌شود کوررنگ باشند، اما می‌توانند ویژگی‌هایی از نور مرئی را ببینند که فراتر از توانایی انسان است، یعنی قطبش موج‌های عرضی نور! 

وقتی نور حرکت می‌کند، معمولاً در جهات گوناگون هم‌زمان نوسان دارد، اما حرکت آن می‌تواند به یک راستای واحد محدود شود، به این ویژگی قطبش گفته می‌شود. عینک‌های آفتابی پولاریزه با مسدود کردن نوری که در جهت‌های خاصی نوسان می‌کند عمل می‌کنند و فقط اجازه عبور به نوری را می‌دهند که در راستای مشخصی جهت‌گیری شده است. 

بازتاب از برخی سطوح یا عبور از یک محیط نیمه‌شفاف یا شفاف نیز می‌تواند این نوسان‌ها را وادار کند که در یک جهت ترجیحی قرار بگیرند و در نتیجه نور را قطبی کند. 

از زمانی که دانشمندان دریافتند ماهی‌های مرکب می‌توانند قطبش را ببینند، گمان می‌کردند این ویژگیِ نور ممکن است بخشی از جعبه‌ابزار ارتباطی آن‌ها باشد. مطالعه‌ای در سال ۲۰۰۴ نه‌تنها کشف کرد بافت‌های بدنِ ماهی مرکب نور را قطبی می‌کنند، بلکه شواهد محدودی نیز یافت که این جانوران به آن سیگنال پاسخ می‌دهند. 

ناکایاما و همکارانش برای بررسی دقیق‌تر، مطالعه‌ای موشکافانه طراحی کردند و حرکات بازویی جفت‌خواهی ماهی‌های مرکب نر آندرئا را فیلم‌برداری کردند. 

این سرپایان دو بازوی اضافی و بسیار بلند دارند که از نظر جنسی دارای دو شکل است. هنگام دل‌بری از جفت، آن‌ها این بازوها را می‌پیچانند و صاف به سمت جلو دراز می‌کنند، در حالی که نوارهای رنگین‌تاب براق روی بدنشان به نمایش درمی‌آید. 

پژوهشگران ماهی‌های مرکب وحشی را جمع‌آوری کردند و جفت‌های نر و ماده را در مخازن مشاهده با شرایط نوری به‌دقت کنترل‌شده قرار دادند تا قطبش افقیِ نور در اقیانوس را بازسازی کنند. آن‌ها هر برخورد را با دوربین‌های حساس به قطبش فیلم‌برداری کردند و همچنین از ماهی‌های مرکب در حالت غیرِ جفت‌خواهی به‌عنوان خط پایه فیلم گرفتند. 

ویدیوها نشان داد وقتی ماهی مرکب این بازوها را به شکل خاصی می‌پیچاند، نور با قطبش افقی از میان عضله نیمه‌شفاف عبور می‌کند. این بافت نیز دارای ضریب دوشکستی است و قطبش نور را نزدیک به ۹۰ درجه می‌چرخاند و آن را به حالت عمودی می‌رساند. 

این فرایند نوارهای متناوبی از نور با قطبش افقی و عمودی تولید می‌کند، بیشترین کنتراست ممکن برای بینایی ماهی مرکب، سیگنالی که به‌طور ویژه برای جلب توجه تنظیم شده، چیزی شبیه یک آواز عاشقانه پرشور، اما با نور. 

نکته جذاب اینست که شکل استوانه‌ای بازو این کنتراست را تشدید می‌کند؛ شکلی ایده‌آل برای تبدیل یک پرتو نور افقی به پرتو عمودی. 

نمایش جفت‌خواهی یک ماهی مرکب نر آندرئا در نور معمولی (بالا) و نور قطبی‌شده (پایین) 

در حالت پایه، ماهی مرکب سیگنال قطبی تولید نمی‌کرد. این موضوع نشان می‌دهد یک صفحه موج زیستی (waveplate) کمابیش بی‌نقص در این جانواران فقط برای کمک به تولیدمثل تکامل یافته است. 

این‌که آیا ماهی‌های مرکب از سیگنال‌های قطبی فراتر از جفت‌خواهی نیز استفاده می‌کنند یا نه، هنوز پرسشی باز است، پرسشی که شاید تنها زمانی پاسخ داده شود که دانشمندان یاد بگیرند بخش‌های بیشتری از دنیای بصری پنهان آن‌ها را ببینند. 

پژوهشگران می‌نویسند: «همان‌طور که در مورد تنوع رنگ‌آمیزی جانوران که مدت‌هاست شناخته و به‌طور گسترده مطالعه شده، چنین است، ممکن است تنوع مشابهی از سیگنال‌های قطبی میان جانوران حساس به قطبش وجود داشته باشد؛ سیگنال‌هایی که کاملاً برای ما ناشناخته مانده‌اند، زیرا برای چشم انسان نامرئی هستند. این مطالعه گوشه‌ای از آن تنوع پنهان را روشن می‌کند.»