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一种凶猛的甲壳类动物，被称为孔雀螳螂虾，拥有非常精密的眼睛，它们可以感知偏振光，包括几乎所有其他动物都看不见的信息。这种海洋生物不仅可以从光线中提取偏振信息，而且还可以在光线是圆偏振光时做到这一点——这种能力在孔雀螳螂虾所属的口足目中的少数物种之外是未知的。
与电场沿平面振荡的线偏振光不同，圆偏振光的光场像螺旋弹簧一样扭曲，随着光线的传播而前进。这种光通常不会从动物身体反射出来，因此长期以来被认为在生理学中几乎无关紧要，但去年的研究表明，一些口足目动物具有区分圆偏振光的能力。一篇于 10 月 25 日在线发表在 《自然·光子学》 上的论文揭示了螳螂虾这种能力背后的机制，并得出结论，它的眼睛处理圆偏振光比人造光学设备更有效。（《大众科学》是自然出版集团的一部分。）
孔雀螳螂虾，或奥氏栉虾，体型虽小，但却具有惊人的力量。加州大学伯克利分校的生物学家 罗伊·考德威尔 说，这种甲壳类动物的长度从 3 到 18 厘米不等，能够用前肢一击击碎水族箱的玻璃，他没有参与这项新的研究。“我们曾有几个案例，动物击中了玻璃的中心，然后发生了巨大的爆炸，”考德威尔说。
但这种生物在至少另一方面也具有生理学上的显著特点：新研究的作者发现，孔雀螳螂虾的复眼包含一种天然的四分之一波片，这是一种过滤器，可以将圆偏振光转换为线偏振光，然后激活下方的受体。“从生物学角度来看，这是独一无二的，”研究的共同作者、马里兰大学巴尔的摩县分校生物科学教授 托马斯·克罗宁 说。“在生物学中，没有任何其他已知事物”能够检测到圆偏振光，他补充道。
口足目动物从身体反射圆偏振光，因此它们检测这种光的能力——以及区分顺时针和逆时针偏振的能力——可能在信号传递或识别中发挥作用。在一些口足目物种中，圆偏振光的反射是性别特异性的，这可能在性信号传递或配偶选择中发挥作用。
波片的工作原理是根据光的偏振角度以不同的方式折射光线，从而使光波的一个波分量相对于另一个波分量延迟。“如果延迟的程度恰到好处，即四分之一波或 90 度相位，就可以将圆偏振光转换为线偏振光，”克罗宁解释道。但与市售的波片不同，市售的波片是针对特定波长（以及颜色）的可见光进行调谐的，而奥氏栉虾眼睛中的波片在整个可见光谱范围内几乎具有相同的性能。
克罗宁解释说，螳螂虾的眼睛“遵循一种目前尚未使用，但可能用于制造系统的原理”——平衡眼睛结构的光学特性与填充结构的脂质分子的光学特性。“两者具有不同的波长函数——它们具有不同的随波长变化的延迟曲线——因此动物会权衡它们，”克罗宁说。“它权衡结构与材料，以抵消两种变化。”
德国法兰克福马克斯·普朗克生物物理研究所的生物学家索尼娅·克莱因洛格尔指出，她和一位同事去年在《公共科学图书馆·综合》杂志上发表了类似的分析——她惊讶地发现这篇文章在新论文的参考文献部分被省略了。尽管如此，她很高兴看到该主题取得进展，并指出这项研究“是第一个研究细胞的详细结构”的研究，这些细胞充当四分之一波片，并将它们的功效与人造类似物进行比较。加州大学伯克利分校的考德威尔也表示赞同，他指出，口足目动物眼睛的独特能力已被描述，但“实际上是如何做到的仍然是一个谜。”
“我们对延迟器的工作原理一无所知，”克罗宁说。“它不像我们在实验室中见过的任何东西。”