Eine neue Studie unter der Leitung der Biophysikerin Alison Sweeney von der Yale University enthüllt, wie Riesenmuscheln effizient Sonnenlicht für die Photosynthese der in ihrem Gewebe lebenden Algen sammeln. Die Forschung beleuchtet die symbiotische Beziehung zwischen Riesenmuscheln und Algen und liefert Erkenntnisse für Fortschritte in der Solartechnologie und der Biokraftstoffproduktion.
Riesenmuscheln, die auf Korallenriffen vor Palau im Westpazifik vorkommen, leben in Symbiose mit Algen der Gattung Symbiodinium . Diese Algen befinden sich in vertikalen Säulen im Gewebe der Muschel. Frühere Forschungen zeigten, dass eine Schicht durchscheinender Zellen in der Muschel das einfallende Licht streut und so eine effektive Beleuchtung dieser Säulen ermöglicht. Diese optimierte Lichtstreuung verdünnt und verteilt das Licht gleichmäßig über die Algen und ermöglicht so eine effiziente Photosynthese tief im Gewebe.
Das neue Modell der Forscher berücksichtigt Veränderungen der Lichtverteilung und -intensität beim Durchgang durch das Muschelgewebe. Die Studie zeigt, dass Algen schwaches Licht effizienter verarbeiten als hochintensives. Durch die Anordnung der Algen in Säulen, die durch transparentes Gewebe getrennt sind, können die Muscheln die Lichtverteilung effizienter steuern als bei einer zufälligen Verteilung.
Die Fähigkeit der Muschel, ihr Gewebe durch Anpassung des Blutdrucks aufzublasen, ermöglicht es ihr, den Abstand zwischen den Algensäulen an unterschiedliche Lichtverhältnisse anzupassen. Simulationen, die diese Funktion integrieren, stimmten die modellierte Effizienz mit den beobachteten 67 % überein – deutlich mehr als die 3 % auf traditionellen Ackerflächen oder die 20–25 % großer Solaranlagen.
Die Forschung legt nahe, dass das Verständnis dieser biologischen Effizienzen die Solartechnologie und die Biokraftstoffproduktion voranbringen könnte. Darüber hinaus wird spekuliert, dass boreale Wälder ähnliche Lichtverteilungsstrategien durch Wolkenbedeckung und Baumanordnung nutzen könnten, um die Photosynthese zu optimieren.
