Морские биологи из Техасского университета в Остине сделали открытие, используя поляризационную камеру, работающую по технологии “bio-inspire”.

Эта камера была разработана адъюнкт-профессором компьютерных наук и инженерии Виктором Груевым из Вашингтонского университета. Она активно применяется в различных областях морской биологии и недавно понадобилась Школе Медицины для наблюдения раковых клеток на ранних стадиях развития.

С её помощью биологи Техасского университета обнаружили, что самок меченосца привлекает особый рисунок на теле крупных самцов (подробнее о меченосцах). Удивительно, но этот, так называемый, поляризованный орнамент, различим лишь в поляризованном свете.

Груев прокомментировал находку следующим образом: «Среди рыб существует тесные социальные взаимодействия. Мы наблюдали за поведением самок меченосцев в присутствии самцов с известным поляризованным орнаментом. Во время ухаживаний более «ярко» окрашенная мужская особь имела больше шансов спариться.»

Различные животные обнаруживают поляризацию или выравнивание световой волны в одной плоскости. Ранние научные работы продемонстрировали чувствительность беспозвоночных, в частности, осьминогов, к поляризованному свету. В свою очередь, исследование биологов Техасского университета впервые показало подобную восприимчивость у позвоночного животного.

Результаты работы опубликованы 2 сентября в журнале «Proceedings of the National Academy of Sciences Early Edition».

Камера Груева похожа на поляризационные солнцезащитные очки, которые гасят блики за счет фильтрации поляризованного света. Камера включает наноматериалы, захватывающие поляризованный свет в реальном времени. Её механизм воспроизводит зрительную систему раков-богомолов, одну из самых сложных среди всех живых существ.

«Мы изменяли поляризацию таким образом, чтобы крупные самцы с высоким контрастом имели хороший контраст своего поляризованного орнамента. Когда мы подавляли этот орнамент за счет внешнего света, самки переставали обращать внимание на них. Когда же мы меняли источник света с целью изменить поляризационные сигналы на теле рыб, социальное взаимодействие между мужскими и женскими особями учащалось.»

В свободном доступе находится статья Груева и его коллег, касающаяся принципа работы поляризационных сенсоров и их биомедицинского применения.
——
по информации: engineering.wustl.edu
Timothy York, Samuel B. Powell, Shengkui Gao, Lindsey Kahan, Tauseef Charanya, Debajit Saha, Nicholas W. Roberts, Thomas W. Cronin, Justin Marshall, Samuel Achilefu, Spencer P. Lake, Baranidharan Raman, Viktor Gruev. Bioinspired Polarization Imaging Sensors: From Circuits and Optics to Signal Processing Algorithms and Biomedical Applications. Proceedings of the IEEE, 2014.