揭开巨型蛤蜊太阳能秘密

2024 年 7 月 5 日
CSN员工

耶鲁大学生物物理学家艾莉森·斯威尼(Alison Sweeney)领导的一项新研究揭示了巨型砗磲如何高效地收集阳光,供其组织内的藻类进行光合作用。这项研究揭示了巨型砗磲与藻类之间的共生关系,为太阳能技术和生物燃料生产的进步提供了宝贵的见解。

生活在西太平洋帕劳珊瑚礁中的巨型砗磲与藻类(共生藻属)共生。这些藻类栖息在砗磲组织内的垂直柱状结构中。先前的研究表明,砗磲体内一层半透明细胞能够散射入射光,使其能够有效地照亮这些藻柱。这种优化的散射作用能够稀释光线并将其均匀地扩散到藻类上,从而促进组织深处的高效光合作用。

研究人员开发的新模型解释了光穿过蛤蜊组织时分布和强度的变化。研究表明,藻类比高强度光更有效地吸收低强度光。通过将藻类构建成由透明组织隔开的柱状结构,蛤蜊可以比随机分布更有效地管理光分布。

蛤蜊能够通过调节血压来膨胀组织,这使得它能够根据不同的光照条件优化藻柱之间的间距。结合这一特性的模拟结果显示,模型效率与观测到的67%相符,远高于传统农田的3%或大型太阳能电池阵的20-25%。

研究表明,了解这些生物效率可能有助于推动太阳能技术和生物燃料生产的进步。此外,有人推测北方森林可能自然地通过云层覆盖和树木排列采用类似的光重新分配策略,以优化光合作用。