Оптична система очей морських гребінців включає в себе увігнуте дзеркало, яке відображає і фокусує світло. Вчені показали, що ці дзеркала багатошарові і складаються зі стопок кристалів гуаніну. На думку авторів роботи, знання про природні дзеркали з такою структурою допоможуть поліпшити технології створення оптичних приладів - наприклад, телескопів. Також у статті, опублікованій в дослідники описали модель формування зображення в очах молюска
У морських гребінців - їстівних двостворчастих молюсків - більше двох сотень очей. Очі розташовані по краю мантії молюска і влаштовані не так, як у людей. Якщо у нас світло фокусується на сітківці за допомогою лінзи, в ролі якої виступає кришталик, у молюсків світло збирається за допомогою увігнутого дзеркального шару. Подібний пристрій ока також характерний для глибоководних риб і ракоподібних.
Сам дзеркальний шар складається з кристалів гуаніну - речовини, яка служить однією з чотирьох підстав у ДНК. Використання таких кристалів як оптичного матеріалу не унікальне в природі - вони беруть участь у створенні райдужного забарвлення панцира деяких планктонних рачків і луски тропічних риб.
Незважаючи на те, що про існування дзеркальних очей у молюсків вченим відомо більше двохсот років, детальну структуру дзеркального шару вдалося розглянути тільки зараз. Дослідники з інституту Вейцмана в Реховоті (Ізраїль) за допомогою кріоелектронної скануючої мікроскопії вивчили ультраструктуру дзеркального шару ока морського гребінця.
Дзеркало складається з 20-30 шарів, кожен з яких складений з точно підігнаних платівок. Платівки представляють квадратні кристали шириною в мікрон. Верхні шари кристалів лежать на нижніх, таким чином, що утворюються рівні стоси. Судячи з наявності чіткої структури по всьому дзеркальному шару, зростання кристалів суворо контролюється.
Сітківка біля гребінців теж влаштована незвично - вона двошарова, причому верхній шар складається з клітин, які дуже схожі на фоторецептори ссавців. Вчені за допомогою моделювання роботи оптичної системи молюска припустили, що два шари сітківки відіграють роль у створенні центрального і периферичного фрагментів зображення. Залежно від того, під яким кутом на дзеркало падає світло, воно переважно фокусується на одному з шарів.
Що цікаво, оптична система гребішка дуже нагадує сегментовані дзеркала, які використовуються в дзеркальних телескопах. Навіть великі космічні телескопи використовують дзеркала для фокусування хвиль. Наприклад, дзеркало «Джеймса Вебба», який повинні запустити в 2018 році, складається з 18 шестикутних сегментів, а його діаметр становить 6,5 метрів, що майже в три рази більше, ніж у телескопа «Хаббл».
Автори роботи припускають, що знання про влаштування природних сегментованих дзеркал, які використовуються для створення дуже ефективних оптичних систем, стійких до перешкод, допоможуть інженерам створити новий тип приладів.
Про те, як зараз створюються дзеркала для телескопів, можна дізнатися в нашому матеріалі, присвяченому екскурсії на Литкаринський завод оптичного скла.