烏賊水下視物的秘訣

credit: 銳景創意

原論文摘要：透鏡曲率半徑和折射率之間的拋物線關係可以使球面透鏡避免球面像差。在烏賊身上我們發現，其眼內的球形S-晶體蛋白進化出了發散功能，可形成片狀凝膠。晶狀體組織的小角X射線散射實驗表明各個徑向方位都有S-晶體蛋白的凝膠。
突出於蛋白質表面的無序環之間的低價連接，形成了薄薄的晶狀體材料。分散的環通過一組組無序側鏈之間的氫鍵連接起來。相比於晶狀體中間部分高密度的平均高價態的凝膠，外沿處於低價穩定態的部分則形成了大量低密度的凝膠。表明這種蛋白質是進化出的一套的將納米粒轉化為一定體積材料的自組裝性的連接器。

在水下看東西很困難，且並非僅僅因為水中有氯。由於水的密度和眼內液體的密度差不多，所以水下物體發出的光線在進入我們眼睛時很難發生彎曲也很難聚焦。其實海洋生物們也有這種問題。但在今日發表於《科學》的一項報告中，研究人員發現烏賊眼內有一種特殊的晶狀體用以矯正模糊的圖像。
由於光線經過的是曲面，球面晶狀體通常不能聚焦於一點上，於是就產生了模糊的圖像。矯正的唯一方法就是把將落於晶狀體表面不同地方的光線分別進行不同程度的彎曲。S-晶體蛋白就有這種功能。它是烏賊眼內晶狀體主要的蛋白，可以表現成片狀凝膠——一種能產生用以粘附成群的分子膠水的小分子。
S-晶體蛋白特有一對擔任蛋白粘連部位的環，同時和其他S-晶體蛋白的環相互吸引。在烏賊的仔魚期時，六個蛋白為一單位形成的球蛋白聚合起來形成了凝膠，最後成了眼內晶狀體的中央部分。隨著蛋白團的增加，凝膠密度會越來越大，較小的微粒難以擴散，因此將形成一種新的每個單位少於六個S-晶體蛋白的蛋白質膜。此過程將不斷進行直到成群的S-晶體蛋白延展到晶狀體外邊緣。這將使得到達晶狀體不同位置的光線發生不同程度的彎曲，從而產生清晰的圖像。
另外也有一些魚也和烏賊情況相似，但不知道它們眼內的蛋白質是否會有似片狀凝膠這般的表現。而章魚、鸚鵡螺這些頭足類動物，缺少S-晶狀體蛋白，所以和烏賊不同，它們的視線很模糊。

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本文譯自 Science，由譯者 完美萋萋 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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