深海生存方案：当一条比黑更黑的鱼

如何在黑暗无光的深海里生存？一种方案： 拥有比黑更黑的皮肤。


一种“超黑鱼” 穴口奇棘鱼（Idiacanthus antrostomus ）| Karen Osborn,
Smithsonian

“超黑鱼”

只有不到 1% 的阳光，能够照射到超过 200 米的深海里；这里除了发光生物，几乎一
片漆黑。为了在深海里隐身、不被捕食者或猎物发现，一些鱼会演化出“超黑”的皮肤——这是 目前已知的最黑的几种材料之一。

例如，梦角𩽾𩾌属（ Oneirodes ）的一种鱼， 对光的反射率只有 0.
051%。这比普通黑纸 10% 的反射率低得多，而目前最黑的合成材料（垂直排列的碳纳
米管），对光的反射率则为 0.045%。


另一种“超黑鱼”角高体金眼鲷（ Anoplogaster cornuta ），在普通条件下拍摄出来就是黑漆漆一条鱼（右图）| Karen Osborn, Smithsonian

在最近的《当代生物学》期刊上，来自美国国立自然历史博物馆和杜克大学的科学家找到了 18 种“超黑”的鱼，梦角𩽾𩾌属的这种鱼是其中最黑的。这 18 种鱼的皮肤，对整个可见光波段的平均吸收率超过 98.96%；对深海中存留最多的
480nm 光线，有超过 99.4%的吸收率。

皮肤中的黑素体

之前在鸟类、蝴蝶、蜘蛛等动物上也发现了超黑表面，它们多是通过角蛋白或甲壳素，在表面形成了特殊的结构。这些鱼则不同， 它们仅仅依靠皮肤中黑素体的排列，就实
现了超黑。


一些雄性极乐鸟也有着超黑的羽毛 | Ed Scholes

黑素体是一种含有黑色素的细胞器。科学家使用电子显微镜对 9 种超黑鱼的皮肤进行
观察，发现它们的皮肤中都有一层密密麻麻堆积的黑素体；而且，经过与模型的对比，研究者发现， 这些黑素体的排列方式与最优状态非常接近，从而达到了极低的反射率
。具体来说有以下两点特征：

1）根据模型，当黑素体的等效直径为 600～800nm、长宽比为 2 时，黑素体层对光有
最低的反射率。而这些超黑鱼的黑素体， 等效直径为 612nm，长宽比平均为 2.1。

2）当黑素体层厚度增加时，反射率会快速衰减；但当厚度增加到 7μm 以上时，受限
于最表层的反光，反射率则将不再继续降低。而超黑鱼的黑素体层， 平均厚度约为 8
μm。

研究中用到的另一种“超黑鱼” 厚头犀孔鲷（Poromitra crassiceps）| Karen
Osborn, Smithsonian

模仿这种“鱼中黑洞”的皮肤，人们可能开发出更便宜、灵活和耐用的超黑材料，应用于光学设施、军事制造等，可以防止反射光对性能造成影响。