蛇尾海星
Ophiocoma wendtii,真蛇尾科
●小型海洋生物,外形似海星,身体为扁平圆盘形,有5只触手。●触手细,长5~8cm,用于移动和觅食。●骨骼为方解石,一种碳化合物。●生活在从百慕大到巴西的大西洋珊瑚礁中。
Ophiocomina nigra(黑色蛇尾)
动物策略
用身体观看
蛇尾没有眼睛,也没有别的明显的感觉器官。在生物学家戈登·亨德勒之前,人们都以为它是靠神经末梢捕获的信息来指明方向。神经末梢能够探明所处环境的化学变化。不过,今天我们知道蛇尾利用它们的感光器来感知水中的动作。它们具感光性的触手可以察觉到预示着猎食者来临的阴影,然后立即触发一个逃跑的动作。当我们能用整个身体观看时,哪里还需要眼睛……
收集光线
蛇尾感光器的光学精度超过了光学纤维。
蛇尾虽不如它的近亲海星那么广为人知,但它也有自己的魔法。蛇尾同样拥有5个分支,它用这5只触手在海底移动。然而,一种来自加勒比海的小型蛇尾,蛇尾海星,受到科学界的广泛关注,却不是因为它的外形,而是因为它的光亮:蛇尾海星的光线收集器比人类生产的任何一种都更完美。
白天,蛇尾在礁石的凹陷处躲避捕食者。这时,它的颜色是与环境混为一体的红褐色。然而,到了晚上,当它出来觅食,它会发出一种美妙的白色和灰色光线。如此巨大的反差曾让人们以为它们是两个不同的物种。戈登·亨德勒(Gordon Hendler),一位海洋生物学家,在20世纪70年代末,发现蛇尾海星能够改变颜色,而且它还拥有感光器。只是这两种特点之间有什么关系呢?
戈登·亨德勒发现,蛇尾在白天的褐色颜色来自一种含有彩色色素的“色素细胞”,与在乌贼(见第76页)身上找到的为同一类。在夜晚,这些细胞会收缩,光线能够穿透细胞直达动物的骨架,骨架上覆盖着一种微小的光线收集器。这些光线收集器是透明的,外形就像光学透镜,而且,在它们的焦点上,是能对光线做出反应的神经细胞。
现在的问题变为:我们能生产类似于蛇尾的感光器吗?它们极高的光学精度正是光纤和信息科学领域所需要的。蛇尾海星的骨骼是方解石,一种为人熟知的材料,由碳合成的晶体结构的矿物质。不过,蛇尾的巧妙在于,它合成的方解石透镜仅由一块晶体制成——我们通常在晶体上观察到的角正好就是透镜形成的突起。这是人类目前还无法模仿的生物奇迹。
完美的透镜
理想的透镜是在17世纪由笛卡尔(Descartes)和荷兰的科学家惠更斯(Huygens)发明的。他们发现只有一面凸起的透镜是不完美的,它不能将收集的全部光线都集中到唯一的焦点上。于是,他们想到了将透镜的另一面也打磨成凸起状,以此修正这个缺陷。通过电子显微镜观察得知,蛇尾的方解石透镜完全符合笛卡尔和惠更斯计算出来的完美曲线。