Designul ochilor de creveți
Creveții trăiesc pe fundul oceanului în condiții de lumină foarte scăzute. Dar văd foarte bine. Acum, unii oameni de știință israelieni de la Institutul de Știință Weizmann și de la Universitatea Ben-Gurion din Negev (numită după primul președinte și prim-ministru ai Israelului) au descoperit uimitoarea reglare fină care le permite creveților să vadă în condiții de lumină foarte slabă.[1]
Crustaceele decapode (cu 10 picioare), cum ar fi homarii, creveții și racii au ochi destul de diferiți de ai noștri. Ochii noștri folosesc lentile pentru a focaliza lumina prin refracție (curbare), în timp ce decapodele folosesc oglinzi pentru a reflecta lumina și a o focaliza.[2] Oglinzile din ochii creveților sunt ele însele un design minunat și complicat, implicând cristale fotonice – nanostructuri care pot manipula lumina la nivelul lungimii de undă.
Sfere minuscule stratificate și goale
Cercetătorii au analizat ochii creveților cu picioare albe (Litopenaeus vannamei) la microscopul electronic. Ei au arătat că oglinda (tapetum) cuprindea o serie de nanosfere cu un diametru mediu de 330 nm – mai mic decât lungimea de undă a luminii vizibile. Acestea sunt împachetate în matrice, apoi înfășurate în jurul jumătății inferioare a receptorului de lumină (numite rabdomuri).
În plus, sferele sunt alcătuite din 8-10 straturi subțiri și concentrice, cu o grosime totală a cochiliei de 70 nm, înconjurând un miez umplut cu o substanță apoasă. Straturile sunt formate din plăci constituite din cristale de izoxantopterină – chiar și aceasta necesită o creștere specială, deoarece această substanță formează în mod normal cristale prismatice. Sferele au o proprietate numită birefringență (“refracție dublă”), în care măsura curbării, dată de indicele de refracție, variază în funcție de direcție. De-a lungul razei sferei, indicele este de 1,4, nu cu mult mai mare decât apa. Dar de-a lungul circumferinței, indicele este „1,96 — unul [din] cei mai mari indici de refracție ai oricărui material biologic.”1
Design optim
Se pare că tot ce ține de nanosferă este ideal pentru reflectarea luminii, iar ochiul creveților are nevoie de tot ce poate obține. Cercetătorii au efectuat simulări pe calculator pentru a compara reflectivitatea în diferite aranjamente posibile. Dimensiunea sferelor a însemnat ca dimensiunea stratului să aibă grosimea optimă. Grosimea cochiliei sferelor a fost, de asemenea, optimă, la fel ca și faptul că acestea erau goale în comparație cu sferele solide de aceeași dimensiune și compoziție. Birefringența a făcut, de asemenea, reflectoare mai bune decât sferele care erau izotrope, adică având același indice de refracție în toate direcțiile.
În plus, au fost optimizate pentru lumina albastră, singura culoare a luminii solare care pătrunde în mod apreciabil în habitatul creveților (până la 70 m adâncime). Structura a însemnat că lumina a fost reflectată în mod repetat până când a fost direcționată către locul potrivit: receptorii de lumină.
Cercetătorii israelieni au concluzionat:
Dimensiunea, raportul miez/înveliș și împachetarea particulelor sunt, de asemenea, optimizate pentru a maximiza împrăștierea reflectorului cu tapetum, atât în ceea ce privește intensitatea, cât și proprietățile spectrale.1
Oamenii nu au făcut ceva asemănător
Cercetătorii au observat că au existat studii teoretice despre optica superioară a cristalelor fotonice care cuprind blocuri de construcție birefringente. Dar ele nu au fost, de fapt, realizate în practică, pentru că nu exista nicio modalitate de a le orienta corect. Cu toate acestea, cercetătorii s-au referit la „’geniul’ soluției creveților”, folosind blocuri de construcție birefringente sferice, așa că nu a fost nevoie să vă faceți griji cum sunt orientate. În concluzie: creveții reprezintă un exemplu unic de sistem fotonic natural care prezintă proprietăți optice neexplorate sintetic în prealabil.1
Evoluție vs. realitatea biomimetică
Un raport a prezentat omagiul obișnuit fără fapte adus evoluției:
De-a lungul a milioane de ani de evoluție, creveții au dezvoltat ochi cu o formă unică, care le permit să vadă bine în mediul lor imediat – fundul mării.[3]
Ca de obicei, este un caz de: această structură există, deci a evoluat (și nu îndrăzniți să menționați design, pentru că acesta este neștiințific, indiferent de dovezile pentru acesta!).[4] Ei nu reușesc să explice cum ar fi putut evolua aceasta prin o serie de pași mici, avantajoși.
Dar cercetătorii au concluzionat:
Acest sistem oferă inspirație pentru proiectarea cristalelor fotonice construite din particule birefringente simetrice și sferice pentru utilizarea în reflectoare ultrasubțiri și ca pigmenți neiridescenți.1
S-ar putea să creadă în evoluție, dar trebuie să recunoască că designul este singura modalitate prin care oamenii vor realiza vreodată această structură. Și este puțin probabil ca designerii umani să se fi gândit la aceasta dacă nu ar fi văzut-o mai întâi la creveți. Deci, dacă este nevoie de o ingeniozitate imensă doar pentru a face copia, atunci cu cât mai mult pentru a face originalul?
Autor: Jonathan Sarfati
Sursa: Creation.com | Shrimp eye design
Traducător: Cristian Monea
[1] Palmer, B.A. și alți 9, A highly reflective biogenic photonic material from core–shell birefringent nanoparticles, Nature Nanotechnology 15:138–144, 13 Ianuarie 2020.
[2] Sarfati, J., Lobster eyes—brilliant geometric design, Creation 23(3):12–13, Iunie 2001; Ashcraft, C., New design innovations from biomimetics, Creation 32(3):21–23, Iulie 2010.
[3] In the Eye of the Shrimp, Weizmann Wonder Wander; wis-wander.weizmann.ac.il, 20 Ianuarie 2020.
[4] Doyle, S., Does biological advantage imply biological [evolutionary] origin? J. Creation 26(1):10–12, 2012.
