Невидимость. Часть 1

Поговорим о невидимости.

Невидимость представляет собой состояние объекта, который невозможно наблюдать. Она  была описана сперва в произведениях писателей – фантастов середины-конца ХIХ века и относилось это описание к невидимости в оптическом диапазоне, т.е. невидимости для глаз человека. 

В недавнее время научные эксперименты, основанные на рассеянии (и не отражении) света позволили существенно снизить видимость объектов. Не удивительно, что такие разработки вызывают интерес у военных, которые стремятся создать малозаметную одежду для личного состава. Хорошо известно, что невидимость в оптическом диапазоне не значит, что объект будет невидимым и в других областях спектра. 

Зрение человека даже усиленное многократно оптическими системами не позволяет эффективно выявлять удаленные объекты и следить за ними. Для этого как известно со времен второй мировой войны используют радары (radar от radio detection and ranging — радиообнаружение и измерение дальности) изобретенные в средине 1930х годов в Великобритании. 

Вполне естественно, что с появлением радаров возникла потребность в том, чтобы избежать обнаружения ими. Как известно для этой цели используют материалы, которые или незаметны для радара или по крайней мере малозаметны для него. 

Этого достигают изменяя форму самолетов и кораблей за счет плоских панелей, специального покрытия или материалов определенной структуры или всех этих подходов вместе взятых, что называют теперь концепцией ”Стелс” (от английского “stealth” или “невидимый”), которая в свою очередь основана на применении целого рядя технологий и инженерных решений.

Немного  о биологии невидимости.

Следует отметить, что в биологии проблема невидимости решалась природой в основном за счет эволюционной адаптации формы, окраски, т.е. камуфляжа. Однако в некоторых случаях  природа выбрала путь усиления прозрачности, т.е. выбрала тот же путь, что и в романе Герберта Уэллса “Человек-невидимка”.  Этот подход оказался очень эффективным в эволюции беспозвоночных, например, медуз и большинства глубоководных организмов и в том числе позвоночных животных. 

Заметим, что на этом пути имеются природные ограничители не позволяющие позвоночным животным достичь абсолютной прозрачности. В частности, чувствительные клетки сетчатки глаза – фоторецепторы подстелены черными клетками пигментного эпителия. Известно, что их утрата влечет за собой слепоту. 

Легко представить, что наземные прозрачные животные также испытывают значительно более вредное воздействие ультрафиолетовых лучей, которое может быть не совместимо с существованием в этой среде обитания. Вероятно поэтому прозрачные позвоночные животные встречаются в основном среди водных видов защищенных от ультрафиолета водой. 

С развитием молекулярной биологии и генетики возникла возможность повысить прозрачность непрозрачных животных, например, аквариумных рыб широко используемых в лабораторных исследованиях, путем генетической модификации и мутации генов ответственных за окраску тканей тела животных. 

Делают это для того, чтобы улучшить возможности микроскопического наблюдения и анализа процессов развития и формирования внутренних органов на уровне тканей, групп клеток и индивидуальных клеток.

Трудно представить, что эти подходы в обозримой перспективе помогут решить проблемы стоящие перед военными. Тем не менее по крайней мере они помогут выяснить стратегию эволюционных изменений, которые были использованы природой в процессе возникновения прозрачных животных, а там кто знает. Никогда не говори никогда……..