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一種兇猛的甲殼類動物，被稱為孔雀螳螂蝦，擁有非常精密的眼睛，它們可以感知偏振光，包括幾乎所有其他動物都看不見的資訊。這種海洋生物不僅可以從光線中提取偏振資訊，而且還可以在光線是圓偏振光時做到這一點——這種能力在孔雀螳螂蝦所屬的口足目中的少數物種之外是未知的。
與電場沿平面振盪的線偏振光不同，圓偏振光的光場像螺旋彈簧一樣扭曲，隨著光線的傳播而前進。這種光通常不會從動物身體反射出來，因此長期以來被認為在生理學中幾乎無關緊要，但去年的研究表明，一些口足目動物具有區分圓偏振光的能力。一篇於 10 月 25 日線上發表在 《自然·光子學》 上的論文揭示了螳螂蝦這種能力背後的機制，並得出結論，它的眼睛處理圓偏振光比人造光學裝置更有效。（《大眾科學》是自然出版集團的一部分。）
孔雀螳螂蝦，或奧氏櫛蝦，體型雖小，但卻具有驚人的力量。加州大學伯克利分校的生物學家 羅伊·考德威爾 說，這種甲殼類動物的長度從 3 到 18 釐米不等，能夠用前肢一擊擊碎水族箱的玻璃，他沒有參與這項新的研究。“我們曾有幾個案例，動物擊中了玻璃的中心，然後發生了巨大的爆炸，”考德威爾說。
但這種生物在至少另一方面也具有生理學上的顯著特點：新研究的作者發現，孔雀螳螂蝦的複眼包含一種天然的四分之一波片，這是一種過濾器，可以將圓偏振光轉換為線偏振光，然後啟用下方的受體。“從生物學角度來看，這是獨一無二的，”研究的共同作者、馬里蘭大學巴爾的摩縣分校生物科學教授 托馬斯·克羅寧 說。“在生物學中，沒有任何其他已知事物”能夠檢測到圓偏振光，他補充道。
口足目動物從身體反射圓偏振光，因此它們檢測這種光的能力——以及區分順時針和逆時針偏振的能力——可能在訊號傳遞或識別中發揮作用。在一些口足目物種中，圓偏振光的反射是性別特異性的，這可能在性訊號傳遞或配偶選擇中發揮作用。
波片的工作原理是根據光的偏振角度以不同的方式折射光線，從而使光波的一個波分量相對於另一個波分量延遲。“如果延遲的程度恰到好處，即四分之一波或 90 度相位，就可以將圓偏振光轉換為線偏振光，”克羅寧解釋道。但與市售的波片不同，市售的波片是針對特定波長（以及顏色）的可見光進行調諧的，而奧氏櫛蝦眼睛中的波片在整個可見光譜範圍內幾乎具有相同的效能。
克羅寧解釋說，螳螂蝦的眼睛“遵循一種目前尚未使用，但可能用於製造系統的原理”——平衡眼睛結構的光學特性與填充結構的脂質分子的光學特性。“兩者具有不同的波長函式——它們具有不同的隨波長變化的延遲曲線——因此動物會權衡它們，”克羅寧說。“它權衡結構與材料，以抵消兩種變化。”
德國法蘭克福馬克斯·普朗克生物物理研究所的生物學家索尼婭·克萊因洛格爾指出，她和一位同事去年在《公共科學圖書館·綜合》雜誌上發表了類似的分析——她驚訝地發現這篇文章在新論文的參考文獻部分被省略了。儘管如此，她很高興看到該主題取得進展，並指出這項研究“是第一個研究細胞的詳細結構”的研究，這些細胞充當四分之一波片，並將它們的功效與人造類似物進行比較。加州大學伯克利分校的考德威爾也表示贊同，他指出，口足目動物眼睛的獨特能力已被描述，但“實際上是如何做到的仍然是一個謎。”
“我們對延遲器的工作原理一無所知，”克羅寧說。“它不像我們在實驗室中見過的任何東西。”