鱿鱼，除了好吃，也是一种天生自带彩虹皮肤的神奇生物。

经过了数亿年的进化，它们拥有了动物界最复杂的皮肤。其实会变色的物种很多，但鱿鱼的皮肤不仅能够调节反射光线的颜色，并且配套调节光线的亮度的技能。

好看是好看，有什么实际用处吗？也就隐个身吧。它能让一只鱿鱼够在广阔的、通常毫特色的开阔水域狩猎、交流、躲避捕食者和交配。鱿鱼的这项技能是如何形成的？一切来源于一个微妙但强大的机制。

01一个优雅的机制。

鱿鱼调节彩虹皮肤的非凡能力，归结为一个微妙但强大的机制。鱿鱼有专门的色素细胞，称为色素细胞，它们会膨胀，使自己暴露在光线下，产生不同深浅的色素颜色。迄今为止的研究已经证实，某些反射蛋白是导致虹彩光线的原因，但鱿鱼调节反射光亮度的能力仍然是个谜。莫尔斯之前的研究已经揭示了乳白色海岸鱿鱼(Doryteuthis opalescens)皮肤中的虹彩细胞(光反射细胞)的结构和机制，它几乎可以呈现出彩虹中的每一种颜色。它发生在细胞膜上，折叠成称为薄片的纳米级的手风琴状结构，形成微小的亚波长宽外部凹槽。

“这些微小的凹槽结构就像我们在光盘上看到的刻痕一样。”反射的颜色取决于凹槽的宽度，该宽度对应着特定的光波长(颜色)。在鱿鱼的虹彩细胞中，这些片层还有一个额外的特点，那就是可以通过一个非常精细调节的“渗透马达”，在片层中收缩或扩散反射蛋白，驱动“渗透马达”来变形、拓宽和缩小这些凹槽。研究人员认为，尽管包含反射蛋白的材料系统能够近似地改变鱿鱼的虹彩颜色变化，但尝试复制增强这些反射亮度的能力的尝试却总是很短。鱿鱼皮中的reflectins，增强了作用。结果证明，这个东西就是包裹反射光的薄膜——片层，些相同的结构将光分成不同颜色的沟槽。莫尔斯说:“进化不仅精巧地优化了颜色调节，还利用相同的材料、相同的蛋白质和相同的机制调节了亮度。”

02以思想速度传播的光。

这一切都始于一个信号，一个来自鱿鱼大脑的神经元脉冲。“反射蛋白通常带有很强的正电荷，”莫尔斯说到彩虹蛋白时强调，当不被激活时，它们看起来像一串珠子，相同的电荷意味着它们相互排斥。但是，当神经信号引起反射物与中和正电荷的带负电荷的磷酸基结合时，情况就会改变。没有了使蛋白质保持在无序状态的斥力，它们就会折叠并相互吸引，在片层中积累成更大的聚集物。这些聚集物对膜层施加渗透压，膜层是一种半透膜，在将水释放到细胞外之前，它只能承受聚集反射物所产生的一定压力。

“水会从类似手风琴的结构中被挤压出来，这样手风琴就会折叠，所以折痕之间的厚度就会减少，这就像让CD的凹槽更紧密地结合在一起。”莫尔斯解释说:“因此，被反射的光可以逐渐从红到绿再到蓝。”与此同时，薄膜的坍塌集中了反射物，导致它们的折射率增加，放大了亮度。渗透压是驱动这些光学特性调整的马达，它以一种高度校准的关系将片层紧密地连接到反射物上，从而优化输出(颜色和亮度)到输入(神经信号)。莫尔斯说，消除神经信号，物理学就会逆转。“这是一个非常聪明的、间接的方式改变颜色和亮度控制的物理行为的所谓的依数性渗透压,不是很明显,但它揭示了错综复杂的进化过程,磨练的几千年的突变和自然选择和优化了这些过程。”03Tunable-Brightness超薄薄膜。

薄膜的存在可能是开发具鱿鱼光学调谐能力的关键环节。“如果没有围绕反射蛋白的薄膜，这些人造薄膜的亮度就不会发生变化。”他正在与工程部门的同事合作，研究制造出更像鱿鱼皮的薄膜的可能性。“如果我们想要捕捉生物的能量，我们必须包括一些类似膜的外壳，允许可逆调节亮度。”根据研究人员的说法，“反射蛋白的不断进化的有效耦合，与精心设计的电子、磁、机械和声学系统中的激活-换能器-放大器网络的阻抗匹配耦合非常相似。”在这种情况下，激活物将是神经元信号，而反射物则充当传感器，而渗透控制膜则充当放大器。通过了解鱿鱼如何在最简单的背景中藏身，就有可能生产出具有相同光调谐特性的材料，适用于各种应用。“这一发现关键作用的膜在调整反射的亮度有有趣的影响对于未来buihybrid材料和涂料的设计可调光学特性,可以保护士兵和他们的设备,”斯蒂芬妮McElhinny说,陆军研究办公室项目经理,美国陆军作战能力发展的一个元素命令陆军研究实验室。过去十年，莫尔斯一直致力于解开鱿鱼皮的秘密，在陆军研究办公室的支持下，以及发表在《应用物理快报》(Applied Physics Letters)杂志上的研究成果，他和合著者埃斯特·塔森(Esther Taxon)在解开鱿鱼皮下的复杂机制方面更进一步。几个世纪以来,人们一直惊讶于鱿鱼改变皮肤的颜色和调节光线的能力，奇特的外表和奇怪的智慧，以及对开阔海洋的掌控，让看到它们的人感到敬畏。

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