Designul ochiului la crevete (nanotehnologia Creatorului)
NANOTEHNOLOGIA REFLEXIVĂ AR PUTEA INSPIRA O NOUĂ ACOPERIRE OPTICĂ
Creveții, umile creaturi, trăiesc pe fundul oceanului cu un nivel de lumină foarte scăzut. Dar, cu toate acestea, ei pot vedea foarte bine. Câțiva oameni de știință israelieni de la Institutul de Științe Weizmann și de la Universitatea Ben-Gurion din Negev (numite după primul președinte și primul-ministru al Israelului) au descoperit uimitorul reglaj fin care permite creveților să vadă în lumină foarte scăzută.1 Crustaceii decapod (cu 10 picioare), cum ar fi homarii, creveții și racii, au ochi cu totul 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 la o focalizare.2 Oglinzile ochilor la crevete sunt ele însele o minune a designului ocular complicat, care implică cristale fotonice – nanostructuri ce pot manipula lumina la nivelul lungimii de undă.
Sfere mici și goale- stratificate
Cercetătorii au analizat ochii creveților cu picioare albe (Litopenaeus vannamei) sub microscopul electronic. Au arătat că oglinda lor (tapetum) cuprinde o serie de nanosfere cu un diametru mediu de 330 nm – mai mic decât lungimea de undă a luminii vizibile. Acestea sunt ambalate în rețele regulate, apoi înfășurate în jurul jumătății inferioare a receptorului de lumină (numite rhabdoms).
Mai mult, sferele sunt formate din 8-10 straturi subțiri concentrice, totalizând o grosime a cojii de 70 nm, înconjurând un miez umplut cu o substanță apoasă. Straturile sunt formate din plăci de monocristale de izoxanthopterină – chiar și acestea necesitând o creștere specială, deoarece această substanță formează în mod normal cristale prismatice. Sferele au o proprietate numită birefringență („dublă refracție”), în care nivelul de îndoire, 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 cel al apei. Dar de-a lungul circumferinței, indicele este „1,96 – unul [dintre] cei mai mari indici de refracție ai oricărui material biologic.”
Design optim
Se pare că totul la această nanosferă este ideal pentru reflectarea luminii, iar ochiul creveților are nevoie de tot ce poate obține. Cercetătorii au efectuat simulări pe computer pentru a compara reflectivitatea de la diferite aranjamente posibile. Dimensiunea sferelor implică o dimensiune optimă a grosimii stratului. Grosimea învelișului sferelor a fost, de asemenea, optimă, la fel și faptul că erau goale în comparație cu sferele solide de aceeași dimensiune și compoziție. Birefringența a dus, de asemenea, la reflectoare mai bune decât sferele care erau izotrope, adică aveau același indice de refracție în toate direcțiile.
Mai mult, au fost optimizate pentru lumina albastră, singura culoare din lumina solară care pătrunde semnificativ în habitatul creveților (până la 70 m adâncime). Structura arată că lumina a fost reflectată în mod repetat până când a fost direcționată către locul potrivit: receptorii luminii. Cercetătorii israelieni au concluzionat: dimensiunea, raportul nucleu / înveliș și ambalarea particulelor sunt, de asemenea, optimizate pentru a maximiza retrodifuzarea membranei retrovizoare, atât în ceea ce privește intensitatea, cât și proprietățile spectrale.1
Oamenii nu au dezvoltat nimic de genul acesta
Cercetătorii au observat că au existat studii teoretice despre optica superioară a cristalelor fotonice care cuprind blocuri de construcție birefringente. Dar ele nu fuseseră puse de fapt în practică, pentru că nu exista nici o cale de a le orienta în mod corespunzător. Cu toate acestea, cercetătorii vorbesc de „geniul” soluției oferită de creveți, folosind blocuri de construcție sferice birefringente, fără a mai fi nevoie de o orientare a lor.
Așadar: Crevetele reprezintă un exemplu unic de sistem fotonic natural care prezintă proprietăți optice neexplorate sintetic până acum.
Teoria evoluției vs realitatea biomimetică
Raportul oamenilor de știință a adus un omagiu nemeritat evoluției:
Prin milioanele de ani de evoluție, creveții au dezvoltat ochii într-o formă de unică, care le permită să vadă bine în mediul lor înconjurător – fundul mării.3
Ca de obicei, se presupune că această structură exista deja, de aceea a evoluat (și nici să nu îndrăznești să menționezi designul, deoarece acest lucru este neștiințific, indiferent de dovezile care le aduci în sprijinul acestuia!). 4 Nu reușesc să explice cum ar fi putut evolua această structură printr-o serie de pași mici, favorabili. Dar cercetătorii au concluzionat:
Acest sistem oferă inspirație pentru proiectarea cristalelor fotonice construite din particule birefringente simetrice sferice pentru utilizarea lor în reflectoare ultra subțiri și ca pigmenți neirizați.1
Deși ei cred liniștiți în teoria evoluției, trebuie să admită că proiectarea este singura modalitate prin care oamenii vor realiza vreodată această structură. Și este puțin probabil ca designerii umani să se fi gândit la asta dacă nu ar fi văzut-o mai întâi la creveți. Deci, dacă este nevoie de o ingeniozitate imensă doar pentru a copia acest design, atunci cu cât mai multă ingeniozitate ar trebui pentru a face originalul?
Autor: Jonathan Sarfati
Sursa: Revista Creation nr. 43 / 2020
Traducere: Emilia Comoniță
[1] Palmer, B.A. and 9 others, A highly reflective biogenic photonic material from core-shell birefringent nanoparticles, Nature Nanothechnology 15:138–144, 13 Jan 2020.
[2] Sarfati, J., Lobster eyes—brilliant geometric design, Creation 23(3):12–13, June 2001; creation.com/lobster. Ashcraft, C., New design innovations from biomimetics, Creation 32(3):21–23, July 2010; creation.com/lobster-eye.
[3] In the Eye of the Shrimp, Weizmann Wonder Wander; wis-wander.weizmann. ac.il, 20 Jan 2020.
[4] Doyle, S., Does biological advantage imply biological [evolutionary] origin? J. Creation 26(1):10–12, 2012; creation.com/biological-advantage.
