Hayvonlarning reflektorlari - Animal reflectors

Hayvonlarning reflektorlari yoki nometall hayvonlarning ko'p turlarini saqlab qolish uchun muhim ahamiyatga ega va ba'zi holatlarda rivojlanayotgan muhandislar tomonidan taqlid qilingan fotonik kristallar. Bunga kumush baliqlar tarozisi va tapetum lucidum bu sabab bo'ladi ko'zoynak skleradan foydalanadigan it va mushuklarning. Ushbu reflektorlarning barchasi o'lchamlari to'lqin uzunligidan kam bo'lgan ko'p qatlamli inshootlarda yorug'likning aralashuvi bilan ishlaydi, shuning uchun fotonik kristallar deb tasniflash mumkin. Boshqa hayvonlarning fotonik kristallari taraqqiy etib, tor spektrlarni aks ettiradi hayvonlarning ranglanishi.

Hayvonlarning reflektorlari funktsiyalari

Kamuflyaj

Kumush rangli baliqlarning tarozi qanotdagi yorug'likni aks ettirib, yirtqichni aniqlashni qiyinlashtiradi, chunki aks etgan yorug'lik o'lja bo'lmaganda tushayotgan nurga o'xshaydi (1-rasm).

Fokusli yorug'lik

Ba'zi ikki tomonlama mollyuskalarning ko'zlari, masalan, taroq (Pekten) retinada tasvir hosil qilish uchun ko'zning orqa qismida konkav oynasi, argentea ishlatiladi. Gigantosipris dengiz osti ostrakodi parabolik reflektorli ko'zlarga ega. Uzoq tanali dekapodali qisqichbaqasimonlar, masalan qisqichbaqalar va lobsterlar, to'rtburchaklar qutilarda nometalldan foydalanadilar [1]

Retinal sezgirlikni oshirish

Ko'pchilik tungi umurtqali hayvonlar aks ettiradi tapetum lucidum retinaning orqasida,ko'zoynak mushuk va itlarda uchraydi. Fotoreseptorlar tomonidan so'rilmagan kiruvchi fotonlar orqaga qaytarilib, ularning yutilish va asab signallarini hosil qilish imkoniyatlarini oshiradi.

Ko'zgu mexanizmlari

A. Mushukning tapetum hujayralarida oralig'i taxminan λ / 2 bo'lgan rodletlar massivi mavjud.[2] B. Turli xil panjara tekisliklari turli xil oraliqlarga ega va har xil to'lqin uzunliklarini aks ettiradi.[3] S rodletlarning turli sohalari keng spektral diapazonga ega bo'lgan umumiy aks ettirish uchun turli to'lqin uzunliklarini aks ettiradi.

Schultze, 1872 yilda, Carnivora tapetasining ko'p qavatli tuzilishidan aks ettirish aralashuv bilan sodir bo'lishini hech qanday eslatmasdan aytdi.[4] Rayleigh (1887) yupqa shaffof qatlamlar to'plamidan iborat bo'lgan reflektor bir qatlamga qaraganda kuchliroq aks etishi haqida eslatib o'tadi,[5] ammo faqat 1917 yilda u matematik tahlilni nashr etdi.[6] Ko'p qavatli reflektorlar muhandislar tomonidan 1950 yillarda qurilgan (qarang) dielektrik oyna ) va 1966 yilda M.F. Land hayvon mikroskopini, optik o'lchovlarni va nazariyani aniq tushuntirishni o'z ichiga olgan hayvonlarning reflektorini to'liq tahlil qildi. [7]

Bir o'lchovli ko'p qatlamli tuzilishga ega reflektorlar

Hayvonlarning ko'p qatlamli reflektorlari texnogen usulda ishlaydi dielektrik oyna (yoki Bragg oynasi) yuqori va past sinish ko'rsatkichining o'zgaruvchan qatlamlaridan iborat bo'lib, har bir qatlamning qalinligi to'lqin uzunligining 1/4 qismiga teng.[8] Keng to'lqin uzunliklarini aks ettirish uchun oraliq suyakka qalinligi bo'yicha o'zgarishi kerak.[9] Yassi guanin kristallarining o'zgaruvchan qatlamlaridan (refraktsion ko'rsatkich, n = 1.83) va sitoplazmadan (n-1.33) yasalgan reflektorlar baliq tarozilarida va elasmobranchlarning ko'zlari tapetasida mustaqil ravishda rivojlangan (Gur 2017). Bush-go'dakning tapetumi Galago crassicaudatus xuddi shunday tuzilishga ega, ammo riboflavin kristallari bilan (n = 1.73).

Ikki o'lchovli tuzilishga ega reflektorlar

The tapetum ning Yirtqich hayvon (mushuklar, itlar, sherlar va boshqalar) tarkibiga rodletlar qatori kiradi va panjara tekisliklaridan yorug'likni aks ettiradi. Bragg qonuni (Shakl 2A). Rodletlarning har bir domeni har xil oraliqqa ega va asosiy tekislikdan boshqacha rangni aks ettiradi (2B-rasmda gorizontal holda ko'rsatilgan), shuning uchun deyarli parallel yoritish bilan har xil rangdagi dog'lar ko'rinadi (1-rasm). Ko'p moyillikda panjara samolyotlari bo'lganligi sababli, tapetum umuman diffuz aks ettiradi va deyarli iridescent.

Adabiyotlar

  1. ^ Land, M.F. (2000) Oynali optikali ko'zlar. Optika jurnali A - Sof va amaliy optikalar 2 (6) R44-R50.
  2. ^ Pedler, C. (1963). Tapetum sellyulozasining mayda tuzilishi. Ko'z resini tushuntiring. 2,189-19
  3. ^ Koliz, J.A. (1971) Mushuk ko'zining tapetum lucidumining ba'zi aks etuvchi xususiyatlari. J. Physiol. (Lond.), 212, 393-409
  4. ^ Schultze, M. (1872). Uber das Tapetum in der Choriodes des Auges der Raubthiere. Sitzungsberichte der niederrheinischen Gesellschaft für Natur- und Heilkunde, 29, 215-216.
  5. ^ Reyli, 3-baron (1887) XVII. Ikki chastotali kuchlar yordamida tebranishlarni saqlash va davriy tuzilishga ega bo'lgan muhit orqali to'lqinlarning tarqalishi to'g'risida. Fil. Mag. 5-seriya, 24-sonli № 147, 145-159, doi:10.1080/14786448708628074.
  6. ^ Reyli, 3-baron (1917). Muntazam tabaqalangan muhitdan yorug'likning aks etishi to'g'risida. Proc. R. Soc. A, 93. 565-577.
  7. ^ Land, M.F. (1966) Qisqichbaqasimon ko'zning ko'p qatlamli interferentsiya reflektori. J. Exp. Biol. 45, 433-447.
  8. ^ Xaksli, A.F. (1968) Ko'p qavatli tuzilmalar tomonidan nurning refleksini nazariy davolash. J. Exp. Biol. 48 (2) 227-245.
  9. ^ Land, M.F. (1972) Hayvonlar reflektorlari fizikasi va biologiyasi. Prog. Biofiz. Mol. Biol. 24, 75-106.