Рыба из семейства сомовых Kryptopterus vitreolus известна под несколькими загадочными названиями вроде «сом-призрак», «фантомный сом», «стеклянный сом», «рыба-призрак» и др. Все эти обозначения описывают одну уникальную особенность животного – прозрачное тело с радужным мерцанием. K. Vitreolus выделили в отдельный вид в 2013 году, однако до сих пор учёные не знали, какие природные механизмы заставляют стеклянного сома переливаться радугой. И недавно ответ на этот вопрос нашёл китайский физик Цибинь Чжао.
Из-за привлекательного внешнего вида рыб Kryptopterus vitreolus нередко заводят в качестве домашних питомцев. Загадочный облик стеклянного сома привлёк и внимание Цибиня Чжао, физика из Шанхайского университета Цзяотун, который прогуливался по зоомагазину и рассматривал обитателей аквариумов. Как настоящий учёный, он решил изучить рыбу-призрака и узнать источник её радужного мерцания. Среди живых существ радужный перелив, как правило, формируется благодаря особенностям строения и текстуры поверхности тела. Данный оптический эффект возникает, когда белый свет отражается и рассеивается от чешуек рыб и рептилий, крыльев насекомых или птичьих перьев. Однако в случае фантомного сома подобные механизмы неприменимы, ведь тело этих прозрачных рыб пропускает сквозь себя до 90% света. К тому же, как и у других представителей семейства сомовых, у K. Vitreolus отсутствует чешуя, а их кожа слишком тонкая (всего около 20 мкм) и однородная, чтобы спровоцировать радужный перелив.
Чтобы раскрыть природный механизм, способный объяснить радужное мерцание стеклянного сома, Чжао обратился за помощью к материаловеду Сюцзюнь Фану и его коллегам. Исследователи провели диссекцию рыбы, отделив тончайшую кожу K. Vitreolus от мышц на её спине и животе. Затем учёные направили на ткани белый луч лазера и убедились, что кожа действительно практически не препятствую прохождению света и не рассеивает его. Тем временем радужное мерцание всё же появилось на мышечных тканях животного. При помощи оптической и электронной сканирующей микроскопии Чжао, Фан и их команда обнаружили, что эффект дифракционной решётки в мышцах стеклянного сома появляется из-за саркомеров – базовых сократительных единиц поперечнополосатых мышц. При движении сома свет отражается и рассеивается от мышц под разными углами, формируя радужный перелив.
По словам исследователей, подобный эффект также можно наблюдать на мышцах других видов рыб, однако в большинстве случаев их кожа слишком плотная и непрозрачная, чтобы сквозь неё мог проникнуть свет. Учёные предполагают, что радужное мерцание стеклянного сома развилось как маскировочный механизм для защиты от хищников. Несмотря на высокую степень прозрачности тела, Kryptopterus vitreolus всё же не полностью невидимы для врагов. К тому же их тело также отбрасывает видимую тень, которая может служить ориентиром для преследователя. Вероятно, маскировочный механизм рыб-призраков позволяет им мимикрировать под игру солнечных лучей в толще воды. Согласно ещё одной гипотезе, радужный перелив также может служить методом коммуникации с сородичами посредством цветовых сигналов. Основанием для такого мнения является высокий уровень социальности вида, представители которого живут крупными слаженными группами.