역조영법
Counter-illumination
역조명법은 반딧불 오징어, 중선원어 등 해양동물과 군 시제품에서 볼 수 있는 능동적 위장법으로 밝기와 파장 모두에서 배경과 일치하도록 빛을 내는 방식이다.
중수(중수) 구역의 해양 동물들은 아래에서 볼 때 밝은 수면 위로 어둡게 나타나는 경향이 있다.그들은 종종 포식자뿐만 아니라 먹잇감에서도 자신을 위장할 수 있는데, 그들의 아래를 향한 표면에 생물 발광 광선자를 가지고 빛을 생산하여 배경에 대한 실루엣의 대비를 줄인다.빛은 동물들 스스로 또는 공생 박테리아에 의해 생성될 수 있으며, 종종 알리비브리오 피셰리(Alivibrio fischeri.반감광은 그림자의 외관을 줄이기 위해 멜라닌과 같은 색소만을 사용하는 카운터헤딩과는 다르다.투명성과 은화와 함께 수생 위장술의 지배적인 유형 중 하나이다.세 가지 방법 모두 개방된 물에 있는 동물들을 그들의 환경과 닮게 한다.
반시광은 지금까지 널리 군사용으로 쓰이지 않았지만, 2차 세계 대전 동안 캐나다 확산 조명 위장 프로젝트의 선박과 미국 예후디 조명 프로젝트의 항공기에서 3회 운행되었다.
해양동물에서는
메커니즘
역조영 및 역습
바다에서는 반시광이 세 가지 지배적인 수중 위장법 중 하나이고, 나머지 두 가지는 투명성과 은화법이다.[1]해양 동물들, 특히 갑각류, 두족류, 물고기 중에서, 생물체의 복측면에 있는 광자로부터 나오는 생물 발광 빛을 환경으로부터 방사되는 빛과 일치시키는 대발광 위장 현상이 발생한다.[2]생체 발광은 하향 조명에 의해 생성되는 유기체의 실루엣을 흐리게 하는데 사용된다.역광은 많은 해양동물들이 사용하는 역행과는 다른데, 이것은 색소를 사용하여 몸의 윗부분을 어둡게 하는 반면 밑부분은 색소로 가능한 한 밝은 색소, 즉 흰색이다.동물의 밑바닥에 떨어지는 빛이 너무 약해서 배경처럼 대략적으로 밝게 보일 수 없을 때 역행은 실패한다.이것은 보통 배경이 상대적으로 밝은 바다 표면일 때 발생하며, 동물은 바다의 중간 깊숙한 곳에서 헤엄치고 있다.역광은 카운터헤딩보다 더 멀리 가서 실제로 몸 밑을 밝게 한다.[3][4]
포토포레스
역발광은 빛과 광자를 생산하는 장기에 의존한다.이것들은 물고기와 두족류 등 많은 해양 동물들에게 발광 지점으로 나타나는 대략적인 구면 구조물이다.장기는 렌즈, 셔터, 컬러 필터 및 반사경을 장착하고 인간의 눈처럼 단순하거나 복잡할 수 있다.[5]
하와이 단발오징어(Uprimna scolope)에서 빛은 오징어의 맨틀 캐비티 안쪽에 크고 복잡한 두 겹의 빛 기관에서 생성된다.기관(등쪽)의 상단에는 반사체가 있어 빛을 아래쪽으로 향하게 한다.그 아래에는 빛을 내는 공생세균을 함유한 상피가 줄지어 있는 용기(크립트)가 있다.그 아래는 홍채의 일종으로 잉크 주머니의 나뭇가지(디버티큘라)로 구성되어 있고, 그 아래는 렌즈다.반사경과 렌즈 모두 중음에서 파생된 것이다.빛은 기관에서 아래로 탈출하고, 일부는 직접 이동하며, 일부는 반사기에서 나온다.그light-producing 박테리아의 95%새벽에 매일 아침 빛의 기관에 인구는 언젠가 천천히 1012년 박테리아의 최대 해 질 녘에 의해 하루 동안 축적되면:이, 그리고 낮 동안, 이것은 어떤 경우에도, m이 필요할 것이다 counter-illumination 주지 않아 모래에서 가죽을은 낮 동안에는 약탈자들로부터 종족은 제거된다u그것의 빛 기관 출력보다 더 밝은 빛내뿜는 빛은 오징어 밑바닥의 피부를 통해 빛난다.빛 생산을 줄이기 위해, 오징어는 홍채의 모양을 바꿀 수 있고, 또한 아래쪽에 있는 노란색 필터의 강도를 조절할 수 있는데, 이것은 아마도 방출되는 파장의 균형을 바꿀 것이다.광 생산은 하향 조명의 강도와 상관관계가 있지만, 약 1/3은 밝다; 오징어는 반복되는 밝기 변화를 추적할 수 있다.[6]
빛의 강도 및 파장 일치
야행성 유기체들은 밤에 그들의 생물 발광의 파장과 빛의 세기를 하향식 달빛과 일치시키고 그것을 수영하면서 아래로 향하게 하는데, 이것은 그들이 아래의 관찰자들로부터 눈에 띄지 않도록 도와준다.[6][7]
매일 표면과 심해 사이를 이동하는 아이플래시 오징어(Abralia verany)에서 생성된 빛이 차가운 물에서는 더 푸르고 따뜻한 물에서는 더 푸르다는 연구 결과가 나와 필요한 배출 스펙트럼의 가이드 역할을 했다.이 동물은 밑면에 550개 이상의 광자를 가지고 있으며, 몸 전체에 걸쳐 4~6개의 대형 광자가 줄지어 달리고 있으며, 수면 위로 많은 작은 광자가 흩어져 있다.섭씨 11도의 찬물에서 오징어의 광선자는 490나노미터(파란-녹색)의 정점으로 단순한(단일) 스펙트럼을 생성했다.섭씨 24도의 따뜻한 물에서, 오징어는 같은 그룹의 광자로부터 약 440 나노미터(파란색)에서 더 약한 방출량을 더했다.다른 그룹들은 빛을 발하지 않은 채 남아 있었다. 다른 종들과 아마도 그것의 다른 광포자 그룹에서 나온 A. Verani는 필요할 때 세 번째 스펙트럼 성분을 생성할 수 있다.또 다른 오징어인 아브랄리아 트리고누라는 440 나노미터와 536 나노미터(녹색)에서 같은 광자로 25℃에서 나타나며, 470–480 나노미터(청록색)에서는 다른 광자로 구성된 6℃에서 가장 강한 성분인 3가지 스펙트럼 성분을 생산할 수 있다.또한 많은 종들이 다양한 색상 필터를 통해 빛을 통과시킴으로써 그들이 발산하는 빛을 변화시킬 수 있다.[8]
대향수 위장술은 중간 어류인 Porichthys notatus에서 그것을 사용하지 않는 사람들에 비해 그것을 사용하는 개인들의 포식도를 반으로 줄였다.[6][9]
자가 발생 또는 박테리아 발생 생물 발광
역발광에 사용되는 생물 발광은 자가 발생(볼리타에네과에서[10] 뱀피로테우티스, 스타로테우티스, 펠로테우티스 문어와 같은 펠로틱 세팔로포드에서와 같이 동물 스스로가 생산)하거나 박테리아 발생(세균 공생에 의해 생산)할 수 있다.발광 박테리아는 종종 알리비브리오 피쉐리(Alivibrio fischeri)이다. 예를 들어 하와이 보꼬리 오징어처럼 말이다.[6]
목적
포식자로부터 숨는다.
실루엣을 줄이는 것은 주로 중수(중수) 유기체에 대한 반프레데이터 방어다.높은 방향의 하향조명으로부터 실루엣의 감소가 중요한데, 이는 개방수역에는 피난처가 없고, 아래에서 포식 현상이 일어나기 때문이다.[3][11][12]반딧불 오징어(와타세니아 섬광), 디카포드 갑각류, 심해 어류 등 많은 메소플라스틱 세팔로포드(meopelic cephalopods)는 주변 광도가 낮을 때 반시광을 사용하므로 위에서부터 확산되는 빛이 유일한 광원으로 남게 된다.[6][3]달라티아스 리차, 엣모프테루스 루시퍼, 엣모프테루스 그라눌로수스를 포함한 몇몇 심해상어는 생물 발광성이며, 밑에서 공격하는 포식자로부터 위장할 가능성이 가장 높다.[13]
먹잇감으로부터 숨는다.
포식자 회피 메커니즘으로서의 효과 외에도, 반시각은 포식자 자신들에게 필수적인 도구로 작용한다.깊은 물 벨벳 벨벳 벨벳 등딱지(Etmopterus spinax)와 같은 일부 상어 종은 먹잇감으로부터 숨기기 위해 반시광을 사용한다.[14]다른 잘 연구된 예로는 쿠키커터 상어(Isistius brasiliensis), 해양 도끼 물고기, 하와이 보꼬리 오징어 등이 있다.[6]비록 랜턴 상어와 같은 일부 상어들은 위장뿐만 아니라 신호 전달을 위해 빛을 사용할 수 있지만, 상어 종의 10% 이상이 생물 발광일 수 있다.[15]
반감기 위장파괴
반감각으로 위장한 동물이 완전히 보이지 않는 것은 아니다.포식자는 충분히 예리한 시력을 주어 위장된 먹이의 밑면에 있는 개별 광선자를 해결하거나 먹이와 배경 사이의 남은 밝기 차이를 감지할 수 있다.시력이 0.11도(아크)인 포식자는 마데이라 랜턴피쉬 세라토스코펠루스 마데렌시스(Ceratoscopelus maderis)의 개별 광자를 최대 2m(2.2yd)까지 검출할 수 있으며, 시력이 떨어지는 광자 군집의 일반적인 레이아웃을 볼 수 있을 것이다.A. 베라니에게도 마찬가지지만, 그것은 주로 빛이 나지 않는 지느러미와 촉수에 의해 주어졌는데, 그것은 8미터(8.7yd)나 멀리 떨어진 곳에서부터 배경에 대해 어둡게 보인다.마찬가지로 이 종들의 반감각 위장술은 매우 효과적이어서 탐지성을 획기적으로 감소시킨다.[2][a]
군용 시제품
반감기 형태의 능동적 위장술은 군사용으로 거의 사용되지 않았으나, 2차 세계대전 이후부터 선박과 항공기 위장술에서 원형화되었다.[16][17][18]
선박용
밤하늘의 희미한 빛에 맞춰 가시광선을 선박 측면에 투사하는 확산된 조명 위장술은 1941년부터 캐나다 국가연구회의, 그리고 2차 세계대전 당시 영국 해군에 의해 3차적으로 실시되었다.60여 대의 경량 프로젝터가 선체 곳곳과 다리, 깔때기 등 선박 상부 구조물에 탑재됐다.이 시스템은 평균적으로 수면 위 잠수함에서 선박을 볼 수 있는 거리를 쌍안경으로 25% 줄이거나 육안으로는 33% 줄였다.위장은 달이 없는 맑은 밤에 가장 잘 작동했다: 1942년 1월 그런 밤에 HMS Largs는 반조명일 때 2,250야드(2,060m)까지 닫힐 때까지 보이지 않았다. 그러나 비조명일 때 5,250야드(4,800m)에서 사거리가 57% 감소했다.[16][19]
항공기의 경우
1916년 미국인 예술가 메리 테일러 브러쉬는 항공기 주위에서 전구를 이용해 모레인 보렐 단면기에 위장술을 실험했고, 1917년 특허를 출원해 "공중에 있을 때 사실상 보이지 않는 기계를 만들 수 있다"고 주장했다.이 개념은 제1차 세계 대전 동안 더 발전되지 않았다.[20]
캐나다 선박 개념은 1943년부터 예후디 조명 프로젝트에서 B-24 라이베레이터와 TBM 어벤져스를 포함한 미국 항공기에서 3중으로 진행되었으며, 하늘의 밝기에 맞게 자동으로 조정된 전진 램프를 사용했다.레이더가 장착된 해상 수색 항공기가 육안으로 관측되기 전 도착으로부터 30초 이내에 표면화된 잠수함에 접근할 수 있도록 해 잠수함이 잠수함을 잠수하기 전에 깊이 전하를 투하할 수 있도록 하는 것이 목표였다.항공기 표면 전체를 비출 수 있는 전력이 부족했고, 조명 위장 확산 방식으로 선외기 램프가 항공기 표면 위의 공기 흐름을 방해했을 것이므로 전방 지향 램프 시스템을 선택했다.이들은 반경 3도의 빔을 갖고 있어 조종사들은 항공기의 코를 적에게 직접 겨누고 비행해야 했다.역풍에서는 코를 위로 향하게 하는 직선적인 길이 아니라 구부러지는 접근 경로가 필요했다.1945년 시험에서는, 위장이 없는 항공기의 경우 19km(12마일)에 비해, 역발광 어벤져는 목표물에서 3,000야드(2.7km)까지 보이지 않았다.[17]
이 아이디어는 1973년 F-4 팬텀에 '컴퍼스 고스트' 프로젝트에서 위장 조명이 설치되면서 재조명됐다.[18]
메모들
참조
- ^ Herring, Peter (2002). The Biology of the Deep Ocean. Oxford: Oxford University Press. pp. 191–195. ISBN 9780198549567.
- ^ a b c Johnsen, Sönke; Widder, Edith A.; Mobley, Curtis D. (2004). "Propagation and Perception of Bioluminescence: Factors Affecting Counterillumination as a Cryptic Strategy". The Biological Bulletin. 207 (1): 1–16. doi:10.2307/1543624. ISSN 0006-3185. JSTOR 1543624. PMID 15315939. S2CID 9048248.
- ^ a b c Young, R.E,.; Roper, C.F.E. (1977). "Intensity Regulation of Bioluminescence during Countershading in Living midwater animals". Science. 191 (4231): 1046–1048. doi:10.1126/science.1251214. PMID 1251214.
{{cite journal}}
: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크) - ^ Rowland, Hannah M. (2009). "Abbott Thayer to the present day: what have we learned about the function of countershading?". Philosophical Transactions of the Royal Society B. 364 (1516): 519–527. doi:10.1098/rstb.2008.0261. JSTOR 40485817. PMC 2674085. PMID 19000972.
- ^ "Cephalopod Photophore Terminology". Tolweb.org. Archived from the original on 20 August 2017. Retrieved 16 October 2017.
- ^ a b c d e f g Jones, B. W.; Nishiguchi, M. K. (2004). "Counterillumination in the Hawaiian bobtail squid, Euprymna scolopes Berry (Mollusca : Cephalopoda)" (PDF). Marine Biology. 144 (6): 1151–1155. doi:10.1007/s00227-003-1285-3. S2CID 86576334. Archived (PDF) from the original on 11 June 2010.
- ^ Guerrero-Ferreira, R. C.; Nishiguchi, M. K. (2009). "Ultrastructure of light organs of loliginid squids and their bacterial symbionts: a novel model system for the study of marine symbioses". Vie et Milieu. 59 (3–4): 307–313. ISSN 0240-8759. PMC 2998345. PMID 21152248.
- ^ Herring, P. J.; Widder, E. A.; Haddock, S. H. D. (1992). "Correlation of bioluminescence emissions with ventral photophores in the mesopelagic squidAbralia veranyi (Cephalopoda: Enoploteuthidae)". Marine Biology. 112 (2): 293–298. doi:10.1007/BF00702474. ISSN 0025-3162. S2CID 4661478.
- ^ Harper, R.; Case, J. (1999). "Disruptive counterillumination and its anti-predatory value in the plainfish midshipman Porichthys notatus". Marine Biology. 134 (3): 529–540. doi:10.1007/s002270050568. S2CID 85386749.
- ^ Lindgren, Annie R.; Pankey, Molly S.; Hochberg, Frederick G.; Oakley, Todd H. (2012). "A multi-gene phylogeny of Cephalopoda supports convergent morphological evolution in association with multiple habitat shifts in the marine environment". BMC Evolutionary Biology. 12: 129. doi:10.1186/1471-2148-12-129. PMC 3733422. PMID 22839506.
- ^ 영. R. E. 로퍼.C. F. E. 1976년살아있는 오징어로부터 중간수역 동물에서 생물 발광성 카운터파딩.사이언스, 뉴 시리즈.191,4231: 1046-1048.
- ^ "Science & Nature - Sea Life - Ocean info - Counter-illumination". BBC. 2004-03-11. Retrieved 2012-10-03.
- ^ Mallefet, Jérôme; Stevens, Darren W.; Duchatelet, Laurent (26 February 2021). "Bioluminescence of the Largest Luminous Vertebrate, the Kitefin Shark, Dalatias licha: First Insights and Comparative Aspects". Frontiers in Marine Science. Frontiers Media SA. 8. doi:10.3389/fmars.2021.633582. ISSN 2296-7745.
- ^ Claes, Julien M.; Aksnes, Dag L.; Mallefet, Jérôme (2010). "Phantom hunter of the fjords: camouflage by counterillumination in a shark (Etmopterus spinax)" (PDF). Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 388 (1–2): 28–32. doi:10.1016/j.jembe.2010.03.009. Archived from the original (PDF) on 2011-09-27. Retrieved 2010-11-14.
- ^ Davies, Ella (26 April 2012). "Tiny sharks provide glowing clue". BBC. Archived from the original on 22 November 2012. Retrieved 12 February 2013.
- ^ a b Bush, Vannevar; Conant, James; et al. (1946). "Camouflage of Sea-Search Aircraft" (PDF). Visibility Studies and Some Applications in the Field of Camouflage. Office of Scientific Research and Development, National Defence Research Committee. pp. 225–240. Archived (PDF) from the original on October 23, 2013. Retrieved February 12, 2013.
- ^ a b Dann, Rich (2011). "Yehudi Lights" (PDF). Centennial of Naval Aviation. 3 (3): 15. Archived from the original (PDF) on 2011-10-07. Retrieved 2017-02-19.
the prototype Grumman XFF-1 .. was fitted with lights as an active camouflage method .. Counter-illumination was tested again in 1973, using a U.S. Air Force F-4C Phantom II with lights, under the name COMPASS GHOST
- ^ Admiralty (1942). Trial Report D.L. 126: DL Trials on HMS Largs in Clyde Approaches. ADM/116/5026 Diffused Lighting. The National Archives, Kew: Admiralty.
- ^ D'Alto, Nick (2016). "Inventing the Invisible Airplane: When camouflage was fine art". Air & Space Magazine. Retrieved 9 March 2020.
외부 링크
- 사이언티픽 아메리칸: 생물 발광 생물 10종
- 사이언스 매거진: 메소플라스틱 오징어의 생물 발광
- 노바: 사이언스 나우: 어둠 속에서 빛나는 (Squid Abralia veranyi belly light)