Một nghiên cứu mới do nhà vật lý sinh học Alison Sweeney của Đại học Yale dẫn đầu đã tiết lộ cách trai khổng lồ thu thập ánh sáng mặt trời hiệu quả để quang hợp cho tảo cư trú trong mô của chúng. Nghiên cứu làm sáng tỏ mối quan hệ cộng sinh giữa trai khổng lồ và tảo, cung cấp thông tin chi tiết về những tiến bộ trong công nghệ năng lượng mặt trời và sản xuất nhiên liệu sinh học.
Trai khổng lồ, được tìm thấy trên các rạn san hô ở Palau, Tây Thái Bình Dương, sống cộng sinh với tảo (chi Symbiodinium). Những loại tảo này nằm trong các cột thẳng đứng bên trong mô của trai. Nghiên cứu trước đây cho thấy một lớp tế bào trong mờ trong trai phân tán ánh sáng đi vào, cho phép trai chiếu sáng các cột này một cách hiệu quả. Sự phân tán được tối ưu hóa này làm loãng và lan tỏa ánh sáng đều khắp tảo, tạo điều kiện cho quá trình quang hợp hiệu quả sâu bên trong mô.
Mô hình mới do các nhà nghiên cứu phát triển tính đến những thay đổi trong phân bố ánh sáng và cường độ khi nó đi qua mô ngao. Nghiên cứu cho thấy tảo thu hoạch ánh sáng cường độ thấp hiệu quả hơn ánh sáng cường độ cao. Bằng cách sắp xếp tảo thành các cột được ngăn cách bởi các mô trong suốt, ngao có thể quản lý phân bố ánh sáng hiệu quả hơn so với phân bố ngẫu nhiên.
Khả năng làm phồng mô của trai bằng cách điều chỉnh huyết áp cho phép nó tối ưu hóa khoảng cách giữa các cột tảo để phản ứng với các điều kiện ánh sáng khác nhau. Các mô phỏng tích hợp tính năng này đã căn chỉnh hiệu suất mô hình với mức quan sát được là 67%, cao hơn nhiều so với 3% của các cánh đồng trồng trọt truyền thống hoặc 20-25% của các mảng năng lượng mặt trời lớn.
Nghiên cứu cho thấy rằng việc hiểu được những hiệu quả sinh học này có thể hỗ trợ cho những tiến bộ trong công nghệ năng lượng mặt trời và sản xuất nhiên liệu sinh học. Ngoài ra, có suy đoán rằng rừng phương bắc có thể tự nhiên sử dụng các chiến lược phân phối lại ánh sáng tương tự thông qua lớp mây và cách sắp xếp cây để tối ưu hóa quá trình quang hợp.
