烏賊眼中的清晰水世界

圖片來源：naturefootage.com

人類在水下很難清晰地看到事物，這不僅因為水中存在氯氣，還緣於當水的密度和眼液幾乎相同時，進入人眼中可以產生圖像的光線很難彎曲和聚焦。海洋生物普遍也面臨同樣的問題，而烏賊卻擁有一種能克服這個困難的秘密武器。

之前的研究已證實烏賊的眼睛是獨特的：每個晶狀體的折射率在中間是最大的，從中間到邊緣逐漸變小。這種獨特的晶狀體在水中可以矯正光線難彎曲和聚焦帶來的問題，從而更好地適應海洋中的昏暗光線。

烏賊所擁有的這種晶狀體，因為其表面彎曲，通常不能將入射的光線聚焦到某一點，這就使圖像變得模糊。而糾正該問題的唯一辦法是讓落在透鏡表面任意位置的每束光線都以不同的方式彎曲。

此次，研究人員發現，烏賊晶狀體中的主要蛋白質——S晶狀體蛋白能充當「膠質補丁」，這種小分子有黏性，可以黏合在一起。而烏賊晶狀體的折射率變化歸因於這些S晶狀體蛋白分子的排列。

這些S晶狀體蛋白排列成一雙環，並充當了蛋白質的黏性補丁，以及吸引其他S晶狀體蛋白環。在烏賊的幼體期，6個蛋白質團結合在一起，形成一個膠狀物，最終變成了其晶狀體的中心。

隨著這個膠狀物中的蛋白質塊變得十分稠密，更小的顆粒爭相擴散，新的蛋白質層形成。該過程不斷持續，直到晶狀體的外緣由一對S晶狀體蛋白構成。這就讓落在晶狀體每個位置的光線出現不同程度的彎曲，從而產生更清晰的圖像。相關成果近日刊登於《科學》雜誌。

一些魚類的眼睛也與烏賊類似，但人們目前還不清楚它們的眼部蛋白是否也充當了膠質補丁。但花枝等其他頭足類動物則缺乏S晶狀體蛋白。因此，它們的眼前一片模糊。