예일대학교 생물물리학자 앨리슨 스위니가 이끄는 새로운 연구는 대왕조개가 조직 내에 서식하는 조류의 광합성을 위해 햇빛을 효율적으로 모으는 방법을 밝혀냈습니다. 이 연구는 대왕조개와 조류의 공생 관계를 밝혀내 태양광 기술과 바이오연료 생산의 발전에 대한 통찰력을 제공합니다.
서태평양 팔라우의 산호초에서 발견되는 거대 조개는 조류(속)와 공생하여 산다. Symbiodinium). 이 조류는 조개 조직 내 수직 기둥 형태로 존재합니다. 이전 연구에 따르면 조개 내부의 반투명 세포층이 입사광을 산란시켜 기둥에 효과적으로 빛을 비출 수 있습니다. 이러한 최적화된 산란은 빛을 조류 전체에 고르게 분산시켜 조직 깊숙한 곳에서 효율적인 광합성을 촉진합니다.
연구진이 개발한 새로운 모델은 빛이 조개 조직을 통과할 때 나타나는 분포와 세기의 변화를 설명합니다. 이 연구는 조류가 고강도 빛보다 저강도 빛을 더 효율적으로 수집한다는 것을 보여줍니다. 조류를 투명한 조직으로 분리된 기둥 형태로 구조화함으로써, 조개는 무작위 분포보다 빛 분포를 더 효율적으로 관리할 수 있습니다.
조개는 혈압을 조절하여 조직을 부풀릴 수 있는 능력을 통해 다양한 빛 조건에 따라 조류 기둥 사이의 간격을 최적화합니다. 이 기능을 통합한 시뮬레이션 결과, 모델링된 효율은 관측치인 67%에 도달했는데, 이는 기존 농경지의 3%나 대형 태양광 패널의 20~25%보다 훨씬 높은 수치입니다.
이 연구는 이러한 생물학적 효율을 이해하는 것이 태양광 기술과 바이오연료 생산의 발전에 도움이 될 수 있음을 시사합니다. 또한, 북방림은 광합성을 최적화하기 위해 구름 덮개와 나무 배열을 통해 유사한 빛 재분배 전략을 자연스럽게 활용할 가능성이 있다는 추측도 있습니다.
