Новое исследование под руководством биофизика Элисон Суини из Йельского университета раскрывает, как гигантские моллюски эффективно собирают солнечный свет для фотосинтеза водорослей, которые находятся в их тканях. Исследование проливает свет на симбиотические отношения между гигантскими моллюсками и водорослями, предоставляя информацию для достижений в области солнечных технологий и производства биотоплива.
Гигантские моллюски, обитающие на коралловых рифах Палау в западной части Тихого океана, живут в симбиозе с водорослями (род Symbiodinium ). Эти водоросли располагаются вертикальными колоннами внутри тканей моллюска. Предыдущие исследования показали, что слой полупрозрачных клеток в моллюске рассеивает поступающий свет, позволяя ему эффективно освещать эти колонны. Такое оптимизированное рассеивание равномерно распределяет свет по водорослям, способствуя эффективному фотосинтезу глубоко в тканях.
Новая модель, разработанная исследователями, учитывает изменения в распределении и интенсивности света при прохождении через ткани моллюска. Исследование показывает, что водоросли собирают свет низкой интенсивности более эффективно, чем свет высокой интенсивности. Структурируя водоросли в столбы, разделенные прозрачными тканями, моллюски могут управлять распределением света более эффективно по сравнению со случайным распределением.
Способность моллюска раздувать свои ткани, регулируя кровяное давление, позволяет ему оптимизировать расстояние между водорослевыми колоннами в ответ на изменяющиеся условия освещения. Моделирование, интегрирующее эту функцию, совпало с смоделированной эффективностью с наблюдаемыми 67%, что намного выше, чем 3% традиционных полей или 20-25% больших солнечных батарей.
Исследование предполагает, что понимание этих биологических показателей может помочь в развитии солнечных технологий и производства биотоплива. Кроме того, есть предположение, что бореальные леса могут естественным образом использовать аналогичные стратегии перераспределения света через облачный покров и расположение деревьев для оптимизации фотосинтеза.
